| 了解各種電路保護器件的局限性,從而保證其可靠性及低成本 Littelfuse公司DAVID PERRY著 ---- 為滿足產(chǎn)品尺寸更小、響應(yīng)更快、更便宜的要求,電路設(shè)計者采用了復(fù)合的超大規(guī)模集成電路（VLSI）及新的IC技術(shù)。然而,使用這些技術(shù)既增加了電應(yīng)力過度（EOS）——如ESD、電的快瞬變及閃電感應(yīng)——又需要電路保護器件。 ---- 據(jù)估算各領(lǐng)域電子設(shè)備的失效有75%的原因是由EOS引起的,它以過流或過壓的形式出現(xiàn)。這樣,電路設(shè)計者就應(yīng)該知道引起EOS的原因并提供適當(dāng)?shù)碾娐繁Ｗo來保證工作安全及可靠。 ---- 電路設(shè)計者應(yīng)清楚地了解他們設(shè)計中的電路及元器件的電壓、電流參數(shù)及極限參數(shù)。他們也應(yīng)知道采用節(jié)省空間的、在材料及工藝上有優(yōu)勢的、及價格更便宜的電路保護器件（見附圖）。 |  圖：各種不同封裝、不同額定電流及額定電壓的電路保護器件。
| 過流保護 ----設(shè)計者現(xiàn)在能選擇提供過流保護的一些技術(shù),包括傳統(tǒng)的玻璃管保險絲、薄膜保險絲及高分子聚合物為基的正溫度系數(shù)（PTC）器件等。 ---- 薄膜保險絲是尺寸小、剖面低的貼片式元件,它為下一代計算機中較貴的IC及通信產(chǎn)品提供過流保護。典型的蜂窩電話中有一些多層薄膜保險絲為較貴的超大規(guī)模集成電路作過流保護,這些保險絲工作在不同的額定電流及電壓下。 ---- PTC保險絲是限制電流的,并且是自復(fù)的。它在過流情況發(fā)生時,通過電阻值從低變高保護了電路免受損害。一旦電路回到正常狀況,PTC保險絲恢復(fù)低電阻并允許工作電流流過。 ---- 上述特點使得PTC保險絲在以電池供電的電子產(chǎn)品及數(shù)據(jù)通信應(yīng)用中是保護過流的理想選擇,這是因為在更換電池或即插即用數(shù)據(jù)連接時可能產(chǎn)生瞬態(tài)浪涌電流。在某些電路中,PTC保險絲能取代常規(guī)的玻璃管保險絲。 ---- 任何裝置連接到電話線路上必須有電路保護。典型的應(yīng)用是調(diào)制解調(diào)器、傳真機、電話、應(yīng)答機、智能設(shè)備及線路卡（line card）。這些裝置必須滿足UL 1950電源交擾及遵守Bellcore GR-1089及FCC 47部分68的浪涌規(guī)范。Littelfuse的保險絲滿足保險絲的設(shè)計要求并滿足通信的空間要求。 過壓保護 ----電壓的瞬態(tài)變化能發(fā)生于任何電子裝置中,并且通常會造成損壞,如閃電放電或靜電放電事件。多種元器件能用來提供過壓保護,這包括MOV（金屬氧化物壓敏電阻）、MLV（多層壓敏電阻）、瞬態(tài)電壓抑制器及ESD抑制器。 ---- 金屬氧化壓敏電阻是一種特殊設(shè)計的器件,在汽車、通信及交流電源應(yīng)用中作過壓抑制器。MOV是一種電壓箝位器件,它的阻抗取決于電壓,當(dāng)超過一定的閾值電壓時,它的阻抗變得很低,有高的導(dǎo)電性能。MOV有高的V-I非線性特性、快速動作、高的峰值電流能力及平時很小的漏電流等特點。 ---- MOV的主要應(yīng)用是為產(chǎn)品防止閃電浪涌電壓保護,它必須滿足UL 1449列舉的要求。一個附近的閃電放電可以從云層到地或云層到云層,它能感應(yīng)出電磁場,這電磁場能在原邊電路或副邊電路中感應(yīng)出電壓。直接的閃電放電能在交流電網(wǎng)或電話線路上產(chǎn)生高的浪涌電壓。通過在電路上的MOV,將敏感的電路系統(tǒng)中這些事件的影響盡量地減小。 ---- 多層壓敏電阻（MLV）是小尺寸、表面貼裝式壓敏電阻,它適用于便攜式及計算機裝置中低電壓的電路保護。象MOV一樣,當(dāng)超過特定的閾值電壓時MLV將變成高導(dǎo)電性。MLV有各種不同的電壓及電流范圍以適應(yīng)不同應(yīng)用的需要。 ---- 設(shè)計用于電路板的壓敏電阻,其典型的電壓是18V或小于18V。這些表面貼裝的器件典型地用于汽車、通信、計算機、醫(yī)療儀器及手持式或便攜式電子產(chǎn)品中。 ---- 瞬態(tài)電壓抑制器是另一種方案。如Littelfuse的抑制器專門設(shè)計用于保護無線通信系統(tǒng)。抑制器采用硅晶體管技術(shù)為任何極過壓提供雙向急劇擊穿箝位。抑制器在通信電路中經(jīng)受瞬態(tài)脈沖波及高峰值浪涌電流。 ---- 在電路設(shè)計中,這些保護器件應(yīng)滿足通信業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn),例如UL 1950、Bellcore GR-1089、FCC TITLE 47部分68及IEC 950的規(guī)范。抑制器與被保護電路平行連接,它有不同的擊穿箝位電壓以適應(yīng)不同的應(yīng)用。它有貼片式器件,如DO-214AA封裝。 ---- 靜電放電抑制器是另一種方案,它由一種電壓可變的復(fù)合材料組成,它在響應(yīng)到ESD事件時激化產(chǎn)生熱及膨脹。人體能產(chǎn)生的ESD事件,其靜電電壓超過15kV。很多新的電子器件在ESD保護上必須滿足IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)。 ---- ESD抑制器有不同材料與結(jié)構(gòu)以滿足不同應(yīng)用的要求。例如,Littel fuse提供了它的脈沖保護作用用于計算機及外設(shè)中的I/O保護。器件的低容性特點限制了信號的降級及衰減,保證在高速數(shù)據(jù)線上的正常工作。 |
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