原创 电路中如何选择最佳的电路保护器件?

2019-1-24 15:12 1113 2 2 分类: 测试测量

电路保护主要是保护电子电路中的元器件在受到过压、过流、浪涌、电磁干扰等情况下不受损坏,电路保护器件则是为产品的电路及芯片提供防护的,确保在电路出现异常的情况下,被保护电路的精密芯片、元器件不受损坏。过压、过流、浪涌、电磁干扰、静电放电等一直是电路保护的重点,因此,市场中的主流电路保护器件也是以防雷/过压/过流/防静电等为主,常见的保护器件有气体放电管、固体放电管、瞬态抑制二极管、压敏电阻、自恢复保险丝以及ESD静电二极管等。工程师在选型的时候如何才能选择最佳的电路保护器件呢? 

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1.你要知道你想要防止的损害是什么,许多时候设计工程师会咨询有关浪涌保护器件的问题,但他们却不知道想要避免造成什么损害,因此,你必须做的第一件事是确定要防止直接的雷击、二次冲击(如IEC61000-4-5 标准描述),还是静电放电(如IEC61000-4-2标准描述)。一旦做出决定,你就可以选择合适的电路保护器件了。

2.决定当故障情况出现时你想要什么结果。例如,你希望在运行时能够耐受故障情况,并在故障情况发生期间和之后保持运作;仅仅在关断时才耐受故障情况,然后在下一次装置上电时进入运作;或者提供保护使装置安全地失效,并在失效结束之后不需要进行运作?你所选择的电路保护器件是取决于这些问题的答案。 

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3.对于什么是“正常”和“异常”的运行情况,我们需作出合理设想,例如,你无法选用一个在6A下动作的过流保护器件,而期望你的设计在 5.99999A下正常运作,这根本就没有足够的余量。如果你的设计在正常运行情况下消耗6A电流,你必须选用一个在8A或更高电流下动作的过流保护器件 PTC自恢复保险丝。不仅如此,你必须了解最大工作电压、最高环境温度,以及故障电压、故障电流和故障持续时间,才能做出正确的选择。

4.必须要清楚任何保护是不可能做到100%的,如果你设计保护一个特定事件,但是总有可能发生一些更加严重的事件。例如,电信雷电规范所描述的危害比直接雷击要轻微得多,要保护产品防止直接雷击造成的危害是有可能的,但这样做却非常昂贵。

5.在设计开始时就要规划电路保护方案,虽然电路保护器件比过往小了许多,但是在PCB设计完成之后,如果没有充足的空间就不可能添加电路保护器件。

随着科学技术的发展,电力/电子产品日益多样化、复杂化,电路结构和电子产品的物理尺寸变得越来越小,在设计周期的早期进行电路保护设计变得更加重要。电路保护和电子保护器件的选型可能看起来优先级不高,但是应当在前期开始设计,消除设计问题并确保您的产品的性能和可靠性。 

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