用于火警和安防系統(tǒng)的電路保護器件

安防和火警系統(tǒng)設(shè)計在特定電流和電壓范圍內(nèi)工作。如果由于短路、瞬時過壓而導(dǎo)致電壓和電流超出了正常范圍，系統(tǒng)中的部件就會永久損壞，設(shè)備也因此不能發(fā)揮正常功能。供電和電路走線也必須進行保護，以避免在安裝過程中或后備電池短路時發(fā)生故障。

安防系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)器常常用于發(fā)生緊急情況時向消防部門或警察報警。這些電話線路必須進行保護，以免被閃電、電力線搭線，或交流感應(yīng)電流毀壞。告警系統(tǒng)也必須符合UL864標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)要求焊裝的保險絲是不允許用在供電電路中進行限流的。如果安防系統(tǒng)與電話線連接，在北美就必須符合UL60950和TIA968-A標(biāo)準(zhǔn)，在歐洲和其他地區(qū)也必須符合ITU K.21標(biāo)準(zhǔn)。

過流保護
在安防和告警系統(tǒng)中，保險絲通常用于過流保護。然而，UL864和UL90950對這些設(shè)備來講顯然要求過高了，它可能在某些測試條件下使設(shè)備發(fā)生疲勞。更重要的是，保險絲是一次性的器件，被燒毀后必須更換。

許多設(shè)備制造商更愿意使用可重復(fù)使用的聚合物正溫度系數(shù)（Polymeric Positive Temperature Coefficient：PPTC）器件來進行電路保護，例如，PolySwitch器件。與保險絲不同，PPTC器件在發(fā)生短路故障后不用更換，并且允許在過流條件排除后重新上電使電路回到正常工作狀態(tài)。

PPTC器件由包括導(dǎo)電填充物在內(nèi)的合成物構(gòu)成，例如，碳黑填充物等，它們使整個器件可以導(dǎo)電。在常溫條件下，導(dǎo)電粒子在聚合物中形成很低的導(dǎo)通電阻。然而，如果溫度上升到器件的切換溫度（TSW），無論是由通過器件的大電流引起的，還是由環(huán)境溫度的驟然增加所引起的，都會導(dǎo)致聚合物中的微晶熔化并處于非結(jié)晶態(tài)。

在結(jié)晶體熔化階段，熔化的數(shù)量增加會將導(dǎo)電顆粒分離，從而使器件的導(dǎo)通電阻產(chǎn)生非線性增加。導(dǎo)通電阻通常會增加三個或更多數(shù)量級。導(dǎo)通電阻的增加使流過故障條件下的設(shè)備電流降低到一個很低的、穩(wěn)定的值，因此有助于保護電路中的設(shè)備。

由于PPTC器件的導(dǎo)通電阻由低電阻轉(zhuǎn)換到高電阻狀態(tài)是基于溫度的變化的，所以這種器件可以實現(xiàn)過流和過溫保護。當(dāng)電流流過PPTC器件時，根據(jù)功率消耗公式I2R，電流被轉(zhuǎn)換成熱功率，器件就被加熱。當(dāng)加熱的溫度達到切換溫度時，PPTC器件就會“跳閘”，從而進入高導(dǎo)通電阻狀態(tài)。

PPTC器件也可以放在某個需要進行過熱保護的發(fā)熱器件旁邊或設(shè)備的結(jié)合處。如果設(shè)備的溫度達到了PPTC器件的切換溫度，PPTC器件就會轉(zhuǎn)換到高導(dǎo)通電阻狀態(tài)。通過這種方式，PPTC器件可以用于把電流降低到非常低的水平，或者作為設(shè)備超溫的系統(tǒng)指示?？刂葡到y(tǒng)然后可以決定采取哪種合適的動作來保護設(shè)備或人員。

PPTC器件是串接到電路中的器件。與傳統(tǒng)保險絲相比，它們本身很小的體積有助于節(jié)省電路板空間。而傳統(tǒng)保險絲必須安裝在用戶可以觸到、可以更換的位置。由于PPTC器件是固態(tài)器件，所以它們能夠承受機械沖擊和震動。

過壓保護
有許多種方法可以用于保護安防和火警系統(tǒng)免于因開關(guān)或閃電所帶來瞬態(tài)過壓產(chǎn)生的故障。比較常用的兩類過壓保護方式是采用電壓鉗位器件和電壓監(jiān)視器件，或稱之為“crowbar”的器件。鉗位器件，如金屬氧化物變阻器（Metal Oxide Varistors：MOV）和二極管起作用時允許高到一個特定鉗位電平的電壓通過負載。電壓監(jiān)視器件，如氣體放電管（gas discharge tubes：GDT）和半導(dǎo)體閘流管浪涌抑制器在有超過關(guān)斷電壓的浪涌電壓發(fā)生時就會動作。