原创 保护元器件的种类及工作原理

电路保护是设计的重要工作 




　　在电子产品中最重要的设计工作是电路设计。电路可分为两类：功能电路和保护电路。功能电路（如电源电路、振荡器电路、A/D变换电路等）是用来实现电子产品各种功能的；而保护电路（过流保护电路、过压保护电路及过流、过压保护电路）是用来保护功能电路，以实现电子产品的安全性、可靠性及耐用性的。

　　近年来，便携式电子产品发展迅速，如MP3、MP4、PMP、DVD、数码相机及摄像机，笔记本电脑、上网本（一种小型笔记本电脑）和智能手机等。这些便携式电子产品的主要特点是功能多、电路复杂、工作频率高、频带宽、信号传输率高，并且体积小（全部采用SMD元器件），这对电路保护提出了更高的设计要求。在手机、笔记本电脑一类便携式电子产品中，由于其工作频率高、频带宽、要求高数据传输速率，电路保护设计的优劣就不仅涉及电子产品的安全性、可靠性和耐用性，同时也涉及到电子产品的性能质量及成本。所以，电路保护是电子产品设计的重要工作。


电路保护的重要性

　
保护元器件的种类及工作原理

　　保护元器件分为三类：过流保护、过压保护及过流、过压保护。它们的基本工作原理如下。

　　1、过流保护

　　过流保护元件是一种非线性正温度系数热敏电阻（PPTC）。一旦有过流状态出现，过大的电流让保护元件发热使阻值发生变化，由低阻态跃变为高阻态，从而限制电流，使被保护的电路免受过流损坏；在过流故障排除后，保护元件冷却，自动由高阻态转变为低阻态，恢复正常工作。这种保护元件称为自复式过流保护元件. <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />

　　PolySwitchTM元件工作电路

　　2、过压保护

　　过压保护元器件并联在被保护的电路上（见图4）。在输入电压未过压时，过压保护元器件呈高阻态，其泄漏电流甚微；一旦输入电压过压时，过压保护元器件在瞬间提供低阻抗通路，并将电压钳位于安全的低电压，从而保护电路免受过压损害。当输入电压降落到正常工作电压时，过压保护元器件会自动恢复到高阻态。泰科电子公司的多层压敏电阻（MLV）及ESD保护元件PESD就是常用的过压保护元件。

　　过压保护元件工作电路

　　3、过流、过压保护

　　过流、过压保护器件是过流保护元件与过压保护元件组成的模块（集成电路），如图5所示。它能在输入电压过压或由于短路造成过流故障时，保护电路不受损害。

　　 过流、过压保护器件工作电路