過流電路保護(hù)無處不在

2006年日本索尼公司遭遇的“電池門”事件讓眾多的筆記本電腦用戶心有余悸，人們不得不重新審視二次電池(鋰、鎳電池)的安全問題，因?yàn)槎坞姵氐膽?yīng)用已經(jīng)遍布我們的日常生活——手機(jī)，筆記本電腦，MP3，PMP..... 消費(fèi)類電子產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展對(duì)電路保護(hù)提出了更高的要求，因?yàn)閿?shù)字IC對(duì)于電流和電壓更加敏感。所有的便攜式電子產(chǎn)品都是在直流電壓下工作，因而都離不開AC/DC電源轉(zhuǎn)換器，大多數(shù)的電路損壞都是由于AC/DC輸出電壓、電流、極性超過電子產(chǎn)品的內(nèi)部電路的規(guī)定范圍。日前，借助AsiaPress Tour采訪活動(dòng)，本刊記者也將過流電路保護(hù)的安全問題求諸于專注于電路保護(hù)的泰科電子(Tyco Electronics)旗下的瑞侃(Raychem)公司。

今天，提及電路保護(hù)，我們首先想到的就是PPTC (Polymeric Positive Temperature Coefficient Thermistor高分子正溫度系數(shù)熱敏電阻)，以及它的另外一個(gè)名字“PolySwitch”。PPTC是一種采用具有正溫度系數(shù)熱敏電阻特性的高分子基填充導(dǎo)電復(fù)合材料構(gòu)成的熱敏電阻。首先將PPTC應(yīng)用到電路的過流和溫度保護(hù)的就是瑞侃公司。從1984年瑞侃為AT&T推出的第一款PPTC產(chǎn)品SLIC(用戶線接口電路)到今天，PPTC產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品過載電流保護(hù)中，而“PolySwitch”也成為瑞侃的著名標(biāo)示。

瑞侃公司營銷和高級(jí)技術(shù)總監(jiān)Jim Toth向記者簡單介紹了PPTC的工作原理，PPTC主要是由聚乙稀(Polyethylene)及導(dǎo)體(主要成分為碳黑)所組成，在正常的操作溫度(低于熔點(diǎn))下，聚乙稀緊密的將導(dǎo)體束縛在結(jié)晶狀的結(jié)構(gòu)內(nèi)，而形成一條低阻抗的導(dǎo)電通路。因?yàn)樽杩瓜喈?dāng)?shù)牡?，所以線路上流經(jīng)PPTC的電流所產(chǎn)生的熱能小，不會(huì)改變聚乙稀的晶體結(jié)構(gòu)。然而當(dāng)異常電流發(fā)生，導(dǎo)體的溫度高過熔點(diǎn)，便會(huì)將聚乙稀由結(jié)晶狀變成膠狀(Amorphous)，被束縛在的導(dǎo)體便會(huì)分離，導(dǎo)致阻抗迅速提高而限制異常電流流過PPTC組件。一旦異常電流消失后，導(dǎo)體通路又會(huì)再度結(jié)合成為低阻抗。
PPTC在電子產(chǎn)品過載電流保護(hù)中的應(yīng)用已經(jīng)超過25年，諸如像Bourns、Litefuse這樣公司也已經(jīng)成為PPTC產(chǎn)品的主要供應(yīng)商。為了應(yīng)對(duì)競爭，瑞侃一直不停地創(chuàng)新。Jim Toth表示瑞侃2006年推出的2Pro型號(hào)器件就是將PolySwitch PPTC過電流保護(hù)技術(shù)與MOV(金屬氧化物壓敏電阻)器件結(jié)合起來，使之成為一種創(chuàng)新的保護(hù)器。2Pro用于PSTN(公共交換電話網(wǎng))和VoIP設(shè)備的電源浪涌的損壞，可以在過電流事故中抑制電流以及在過電壓事故中對(duì)電壓進(jìn)行箝位。這種由單一器件實(shí)現(xiàn)協(xié)同電路保護(hù)的方式，減少了部件的數(shù)量和提高了設(shè)備的可靠性。