使電子電路免受損害的協(xié)同電路保護(hù)方案(一)

1前言

用于電路的元器件在它們的額定電壓和額定電流范圍內(nèi)都應(yīng)正常工作。但是，在工作過(guò)程中如果這些元器件超過(guò)他們的額定值范圍，就有可能造成永久性的損壞，致使電路不能正常工作。利用聚合物正溫度系數(shù)保護(hù)元件（PPTC）可以實(shí)現(xiàn)電路中過(guò)電流異常工作狀態(tài)的保護(hù)，使用時(shí)將PPTC保護(hù)元件和被保護(hù)電路或被保護(hù)器件串聯(lián)使用，一旦被保護(hù)電路或被保護(hù)器件出現(xiàn)過(guò)電流異常工作狀態(tài)，PPTC保護(hù)器件立刻由低電阻狀態(tài)變?yōu)楦唠娮锠顟B(tài)，限制通過(guò)被保護(hù)電路或被保護(hù)器件的電流，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電路或被保護(hù)器件的保護(hù)。

在電子電路的正常使用過(guò)程中交流電網(wǎng)上會(huì)出現(xiàn)浪涌電壓、振鈴電壓、火花放電等瞬態(tài)干擾信號(hào)，瞬態(tài)干擾的特點(diǎn)是作用時(shí)間極短，但電壓幅度高、瞬態(tài)能量大。瞬態(tài)干擾（瞬間干擾）會(huì)造成電子電路系統(tǒng)電源電壓的波動(dòng)，當(dāng)瞬態(tài)電壓疊加在控制系統(tǒng)的輸入電壓上，使輸入電子電路系統(tǒng)的電壓超過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部器件的極限電壓時(shí)，便會(huì)損壞電子電路系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備，因此必須采用抑制措施。

同樣，針對(duì)被保護(hù)電路或被保護(hù)器件正常工作時(shí)出現(xiàn)的過(guò)電壓浪涌異常工作狀態(tài)，可以利用固態(tài)晶閘管過(guò)電壓保護(hù)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電路或被保護(hù)器件的過(guò)電壓浪涌保護(hù)。具體使用時(shí)可以將過(guò)電壓浪涌保護(hù)器件與被保護(hù)電路或被保護(hù)器件并聯(lián)連接，一旦被保護(hù)電路或被保護(hù)器件出現(xiàn)過(guò)電壓浪涌異常工作狀態(tài)，過(guò)電壓浪涌保護(hù)器件立即由高電阻狀態(tài)變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電路或被保護(hù)器件的保護(hù)。

2電子電路常用保護(hù)器件與工作特性

實(shí)用中，電子電路中出現(xiàn)的異常工作狀態(tài)主要有過(guò)電流和過(guò)電壓兩種，如處理不當(dāng)會(huì)造成電子電路不正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)致使電子電路嚴(yán)重?fù)p壞，甚至造成有關(guān)的生命和財(cái)產(chǎn)損失。

能實(shí)現(xiàn)過(guò)電壓保護(hù)控制功能的器件有TVS二極管（瞬態(tài)電壓抑制二極管）、金屬氧化物可變電阻（MOV）和氣體放電管（GDT）、2Pro、PolyZen、PolySwitch、SiBar等器件。

在電子電路中出現(xiàn)過(guò)電壓浪涌異常工作狀態(tài)的主要原因有雷電、來(lái)自交流供電回路的過(guò)電壓、浪涌電壓和地電位漂移等。由于雷電而引起的浪涌過(guò)電壓可以直接通過(guò)電子電路而致使電信通信電路的電位迅速上升，影響電子電路的正常工作，甚至損壞電子電路。類(lèi)似由于雷電而引起的浪涌過(guò)電壓，由電子電路的交流供電線路也可以引起過(guò)電壓異常工作狀態(tài)，而致使電子電路和其中的有關(guān)元器件的地電位變化，所以在電子電路中添加有關(guān)過(guò)電壓保護(hù)顯得非常重要。

過(guò)電流保護(hù)元件通常有低阻抗特性，當(dāng)電流達(dá)到它的過(guò)電流保護(hù)閾值以上時(shí)，轉(zhuǎn)換到高阻抗。相反，過(guò)電壓保護(hù)元件通常有高阻抗特性，當(dāng)電壓達(dá)到它的過(guò)電壓保護(hù)閾值以上時(shí)，轉(zhuǎn)換到低阻抗。常用的保護(hù)元器件有TVS〔瞬態(tài)電壓抑制器（TransientVoltageSuppressor）〕、MOV（金屬氧化物可變電阻）、SiBar（半導(dǎo)體晶閘管浪涌保護(hù)器件）、PPTC（聚合物正溫度系數(shù)）、CPTC（陶瓷正溫度系數(shù)）、GDT（氣體放電管）等，他們的共同特點(diǎn)是可重置元器件，而非像保險(xiǎn)絲為一次性非重置器件。非重置元件包括一次性的保險(xiǎn)絲。