原创 初谈过压过流保护

　　                            过压过流保护产品的技术探讨

过压和过流是两个常见的对电子产品产生破坏的重要因素, 过压保护器件家族里有压敏电阻MOV，气体放电管GDT，固体放电管TSS,  瞬态抑制二极管TVS和ESD保护器件TVS  diode Arrow .以及他们之间互相配合做成的保护模块，他们广泛应用在汽车，通讯，家用电气等场合，过压保护器件的总市场TAM大概在40亿美金左右 ，以美国力特Littelfuse，美国Bussman，日本EPICOS等为主，国内不同企业在特定行业有一定渗透，比如中光防雷在模块上占据比较大的市场份额

过流保护器件家族里产品器件相对少些，有熔断保险丝Fuse，正温度系数保险丝PTC，负温度系数保险丝NTC,以及近几年出现的有源保护包括分离的和集成的E-Fuse 等，这个全球总市场TAM预计是30亿美金左右，代表的企业比如美国力特Littelfuse，E-Fuse产品如德州仪器TI，美国力特公司Littelfuse等

    为什么要需要这些保护，这些过压和过流是如何产生的，我们都知道电和磁是相互转换的，当打雷的时候，雷击产生的巨大磁场会耦合到电网，电力设备等场合，这又会通过电网传导到每个家庭和工厂的电气设备和网络设备中，由于浪涌雷击产生的能量比较大，这样对芯片的损坏就是比较大的类似炸弹坑一样的大面积烧坏，为了避免这种损坏，这时候的保护就需要大功率的压敏电阻MOV和大功率的TVS，当您在家或者工厂打开带有大电机的设备的时候，比如大功率的洗地机，除了对电网造成的扰动，　电流的变化也会产生磁场会耦合到家里或者工厂的插头及接口上，这个时候最容易看到的灯光，当EMI做的不好的时候，我们就会看到灯光的闪烁， 这个时候的能量小很多，基本上小功率的MOV和小功率的TVS以及EMI Filter配合使用就可以解决，当您走在地毯上或者穿着带有羽毛的衣服的时候，特别在干燥的环境里，容易产生静电，这时候再去接触电子设备的时候，如果没有做到很好的保护，电子设备很容易被打坏，这样的损坏通常在解剖开的芯片上看到的是针孔大小的电击穿，这就需要加上ESD保护器件，现如今这种保护都已经比较成熟，考虑到成本和性能，各个设计师都不断优化和搭配不同组合实现性能卓越的过压保护

    过流的发生会更加普遍，比如在过载或者短路的时候，过流就会发生，再比如当热插拔一个设备到另外一个系统里的时候，以硬盘为例，硬盘上的电容插入的瞬间的电流Ｉ=Cdu/dt就如同短路，会产生很大的电流，会损坏电脑接口，当手机基站在外面遇到雷击的时候，都会产生过流损坏设备，过往都采用熔断保险丝这样就要爬基站频繁的更换，后来采用分离的有源方案通过外围电路搭接过流过压电流，这样的方案体积大，成本高，反应慢。

过压和过流的保护又紧密的相互关联的，优秀的电子工程师设计者总是能够优化产品设计，通过不同类型的组合实现体积小，性能优和成本低的目标

近几年随着德州仪器推出电子保险丝集成了很多的新功能，并且不老化，过流过压保护精准，电子保险丝在诸如仪表，基站，服务器，家电，汽车，安防等迅速流行开来，该方案帮助客户简化了设计，提高了性能，以无锡明芯微为例，过流保护家族有钳位保护的E-Fuse  MX27524ES，外接分压电阻的过压可外部调节的MX25947产品等，从5v一直到50v的E-Fuse 5A的覆盖

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