電路保護的意義是什麼?常用的器件有哪些?

2021-01-18 酷扯兒

本文轉載自【微信公眾號:strongerHuang,ID:strongerHuang】經微信公眾號授權轉載,如需轉載與原文作者聯繫

電子電路很容易在過壓、過流、浪湧等情況發生的時候損壞,隨著技術的發展,電子電路的產品日益多樣化和複雜化,而電路保護則變得尤為重要。電路保護元件也從簡單的玻璃管保險絲,變得種類更多,防護性能更優越。

一、電路保護的意義是什麼?

在各類電子產品中,設置過壓保護和過流保護變得越來越重要,那麼電路保護的意義到底是什麼,今天就來跟大家聊一聊:

(1)、由於如今電路板的集成度越來越高,板子的價格也跟著水漲船高,因此我們要加強保護。

(2)、半導體器件,IC的工作電壓有越來越低的趨勢,而電路保護的目的則是降低能耗損失,減少發熱現象,延長使用壽命。

(3)、車載設備,由於使用環境的條件比一般電子產品更加惡劣,汽車行駛狀況萬變,汽車啟動時產生很大的瞬間峰值電壓等。因此,在為這些電子設備配套產品的電源適配器中,一般要使用過壓保護元件。

(4)、通信設備,通信場所對防雷浪湧有一定的要求,在這些設備中使用過壓保護、過流保護元件就變得重要起來,它們是保證用戶人身安全和通信正常的關鍵。

(5)、大部分電子產品出現的故障,都是電子設備電路中出現的過壓或者電路現象造成的,隨著我們對電子設備質量的要求越來越高,電子電路保護也變得更加不容忽視。

那麼電路保護如此重要,常用的電路保護元件有哪些?今天就給大家介紹幾種:

二、防雷器件

1.陶瓷氣體放電管

防雷器件中應用最廣泛的是陶瓷氣體放電管,之所以說陶瓷氣體放電管是應用最廣泛的防雷器件,是因為無論是直流電源的防雷還是各種信號的防雷,陶瓷氣體放電管都能起到很好的防護作用。其最大的特點是通流量大,級間電容小,絕緣電阻高,擊穿電壓可選範圍大。

2.半導體放電管

半導體放電管是一種過壓保護器件,是利用晶閘管原理製成的,依靠PN結的擊穿電流觸發器件導通放電,可以流過很大的浪湧電流或脈衝電流。其擊穿電壓的範圍,構成了過壓保護的範圍。固體放電管使用時可直接跨接在被保護電路兩端。具有精確導通、快速響應(響應時間ns級)、浪湧吸收能力較強、雙向對稱、可靠性高等特點。

3.玻璃放電管

玻璃放電管(強效放電管、防雷管)是20世紀末新推出的防雷器件,它兼有陶瓷氣體放電管和半導體過壓保護器的優點:絕緣電阻高(≥10^8Ω)、極間電容小(≤0.8pF)、放電電流較大(最大達3kA)、雙向對稱性、反應速度快(不存在衝擊擊穿的滯後現象)、性能穩定可靠、導通後電壓較低,此外還有直流擊穿電壓高(最高達5000V)、體積小、壽命長等優點。其缺點是直流擊穿電壓分散性較大(±20%)。

三、過壓器件

1.壓敏電阻

壓敏電阻也是一種用得最多的限壓器件。利用壓敏電阻的非線性特性,當過電壓出現在壓敏電阻的兩極間,壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值,從而實現對後級電路的保護。壓敏電阻的響應時間為ns級,比空氣放電管快,比TVS管稍慢一些,一般情況下用於電子電路的過電壓保護其響應速度可以滿足要求。壓敏電阻的結電容一般在幾百到幾千pF的數量級範圍,很多情況下不宜直接應用在高頻信號線路的保護中,應用在交流電路的保護中時,因為其結電容較大會增加漏電流,在設計防護電路時需要充分考慮。壓敏電阻的通流容量較大,但比氣體放電管小。

2.貼片壓敏電阻的作用

貼片壓敏電阻主要用於保護元件和電路,防止在電源供應、控制和信號線產生的ESD。

3.瞬態抑制二極體

瞬態抑制器TVS二極體廣泛應用於半導體及敏感器件的保護,通常用於二級保護。基本都會是用於在陶瓷氣體放電管之後的二級保護,也有用戶直接將其用於產品的一級保護。其特點為反應速度快(為ps級),體積小,脈衝功率較大,箝位電壓低等。其10/1000μs波脈衝功率從400W~30KW,脈衝峰值電流從0.52A~544A;擊穿電壓有從6.8V~550V的系列值,便於各種不同電壓的電路使用。

四、過流器件

自恢復保險絲

自恢復保險絲PPTC就是一種過流電子保護元件,採用高分子有機聚合物在高壓、高溫,硫化反應的條件下,攙加導電粒子材料後,經過特殊的工藝加工而成。自恢復保險絲(PPTC:高分子自恢復保險絲)是一種正溫度係數聚合物熱敏電阻,作過流保護用,可代替電流保險絲。電路正常工作時它的阻值很小(壓降很小),當電路出現過流使它溫度升高時,阻值急劇增大幾個數量級,使電路中的電流減小到安全值以下,從而使後面的電路得到保護,過流消失後自動恢復為低阻值。

五、靜電元件

1.ESD靜電放電二極體

ESD靜電放電二極體是一種過壓、防靜電保護元件,是為高速數據傳輸應用的I/O埠保護設計的器件。ESD靜電二極體是用來避免電子設備中的敏感電路受到ESD(靜電放電)的影響。可提供非常低的電容,具有優異的傳輸線脈衝(TLP)測試,以及IEC6100-4-2測試能力,尤其是在多採樣數高達1000之後,進而改善對敏感電子元件的保護。

2.電感的作用

電磁的關係相信大家都清楚,電感的作用就是在電路剛開始的時候,一切還不穩定的時候,如果電感中有電流通過,就一定會產生一個與電流方向相反的感應電流(法拉第電磁感應定律(),等到電路運行了一段時間後,一切都穩定了,電流沒有什麼變化了,電磁感應也就不會產生電流,這時候就穩定了,不會出現突發性的變故,從而保證了電路的安全,就像水車,一開始由於阻力轉動的比較慢,後來慢慢趨於平和。

3.磁珠的作用

磁珠有很高的電阻率和磁導率,它等效於電阻和電感串聯,但電阻值和電感值都隨頻率變化。它比普通的電感有更好的高頻濾波特性,在高頻時呈現阻性,所以能在相當寬的頻率範圍內保持較高的阻抗,從而提高調頻濾波效果,在乙太網晶片上用到過。

相關焦點

  • 教你識別常用半導體器件的電路圖形符號
    常用的半導體器件包括二極體、三極體、場效應電晶體、晶閘管和集成電路。二極體的電路圖形符號二極體是一種具有一個PN結的半導體器件,具有單向導電性,根據種類的不同,在電路中可起到多種不同的功能,如整流、穩壓、觸發、發光指示等。
  • 室內LED燈具的電路保護設計
    即使其標稱熱熔值I2T超過了波形能量的熱熔值,不同的保險絲結構對浪湧事件也不會有相同的反應方式。例如,電力浪湧脈衝產生熱循環,可以使保險絲產生機械疲勞從而縮短其壽命。  LED照明燈具的交流輸入端的壓敏電阻(MOV)是初級過壓保護器件。如果針對所有必要的設計參數進行正確選擇,它將可以通過鉗制短時電壓脈衝,保護所有下遊元件免受因感應瞬變和環波效應所導致的電應力(EOS)的損壞。
  • 基於CPLD器件和EDA技術實現QDPSK調製解調電路的設計
    在數位訊號的調製方式中QPSK四相移鍵控是目前最常用的一種衛星數位訊號調製方式,它具有較高的頻譜利用率、較強的抗幹擾性、在電路上實現也較為簡單。 基帶信號是原始的電信號,一般是指基本的信號波形,在數字通信中則指相應的電脈衝。在無線遙測遙控系統和無線電技術中調製就是用基帶信號控制高頻載波的參數(振幅、頻率和相位),使這些參數隨基帶信號變化。用來控制高頻載波參數的基帶信號稱為調製信號。
  • 防護電路中的元器件
    本文著重介紹常用防護器件在產 品中的基本應用,通過防護電路來提高產品抗靜電、抗浪湧幹擾的能力,從而提高產品的穩定性。導電狀態下兩極間維持的電壓很低,一般在20~50V,因此可以起到保護後級電路的效果。氣體放電管的主要指標有:響應時間、直流擊穿電壓、衝擊擊穿電壓、通流容量、絕緣電阻、極間電容、續流遮斷時間。氣體放電管的響應時間可以達到數百ns以至數ms,在保護器件中是最慢的。
  • 技術白皮書 | 電力傳動系的電路保護
    對於這些電子系統,在設計階段的早期就將保護考慮進來是非常重要的。不幸的是,在系統的設計階段,電路保護往往被低估,甚至被忽略了。電路保護為何如此重要呢?不僅是因為它有助於電子設備保持其設計功能,還可以增強可靠性;在許多情況下,乘員安全是保護生命的最重要的方面。電氣危害的主要來源是來自人體的 ESD(如在連接智慧型手機時觸摸 USB埠),以及在汽車製造或進入維保時來自組裝或維修人員的 ESD。
  • usb保護電路圖大全(USB控制器/轉換器AD558/比較器)
    usb保護電路圖(一) NUP4114UPXV6的特性及配置選擇 NUP4114UPXV6是一款非常適合USB 2.0高速數據線路ESD保護的TVS二極體陣列。該器件具有0.8pF的極低電容(I/O線路與地之間的典型電容),能將USB 2.0高速數據線路中的信號衰減降至最低。該器件滿足13 kV接觸放電的系統級IEC61000-4-2標準,並能承受人體模型3B類(超過8 kV)和機器模型C類(超過400V)的CMOS器件級ESD額定脈衝,具有強固的ESD保護性能。
  • 融合GDT和MOV,Bourns打造創新型過壓保護器件
    再加上如今消費者對於設備的功能要求越來越嚴苛和多樣,促使電路保護元件已經從最開始的玻璃管保險絲,發展成為龐大的電子元器件分支。4EBednc為了幫助設備廠商應對日益複雜多變的市場環境,提高產品市場競爭力,全球知名的電子元器件製造與供貨商美國柏恩(Bourns)推出了GMOV™系列過電壓保護元件(以下簡稱GMOV™系列)。4EBednc
  • 數字電路的特點是什麼
    打開APP 數字電路的特點是什麼 姚遠香 發表於 2019-05-10 16:38:29
  • 單片機電路設計中的10個難點
    單片機是嵌入式系統的核心元件,使用單片機的電路要複雜得多,但在更改和添加新功能時,帶有單片機的電路更加容易實現,這也正是電器設備使用單片機的原因。那麼在單片機電路的設計中需要注意的難點有哪些?1、高頻濾波電容一般用104容(0.1uF),目的是短路高頻分量,保護器件免受高頻幹擾。普通的IC(集成)器件的電源與地之間都要加,去除高頻幹擾(空氣靜電)。2、低頻濾波電容一般用電解電容(100uF),目的是去除低頻紋波,存儲一部分能量,穩定電源。
  • 過流保護PPTC的應用
    電源接口要求具備過電流保護的功能,而現有的應用於當前汽車系統中的電源標準是多年以前制訂的。由於用戶便利接口用於傳輸信號和供電,所以必須對它進行保護,以防止由於各種故障,例如接觸不良的電纜或接頭插入接口時,發生短路或造成下行設備的損壞。這種情況有可能經常發生,所以中央控制面板的短路保護必須有效而可靠,而且最好是能夠復位的。
  • 單片機外圍電路設計「完整攻略」!
    IOL,IOH,究竟指的是什麼?是驅動麼?IIL和IIH表示輸入高低電平時的電流值,-號表示從器件流出電流。IOL和IOH表示輸出為低、高電平時的電流值,同樣-號表示從器件流出的電流。你所說的第一個器件表示在輸出低電平的時候可以吸收(流入)1.5mA電流,輸出為高電平的時候,可以輸出300uA電流。第二個器件表示在輸入低的時候會流出100uA電流,輸入高的時候將吸收10uA電流。
  • 獨闢蹊徑,這個電路去除一顆光耦,待機功耗降低一半以上
    這需要從多方面入手,其中,電機部分和電源部分的待機功耗改善工作已經到達瓶頸,另一個值得關注的領域就是過零檢測電路。所謂過零檢測,就是用來檢測AC(交流)波形的0V電位(過零點)的電路(過零檢測電路),目的是為了有效地對電機和微控制器進行控制。在過零檢測電路中,提高過零檢測的精度,可以更有效地控制電機和微控制器。
  • 電子電路基礎知識
    三、常用電容器 1、鋁電解電容器 用浸有糊狀電解質的吸水紙夾在兩條鋁箔中間卷繞而成,薄的化氧化膜作介質的電容器.因為氧化膜有單向導電性質,所以電解電容器具有極性.容量大,能耐受大的脈動電流容量誤差大,洩漏電流大;普通的不適於在高頻和低溫下應用,不宜使用在25kHz以上頻率低頻旁路、信號耦合、電源濾波 2、鉭電解電容器 用燒結的鉭塊作正極
  • 電氣電路的圖形符號,這些你都看不懂會鬧笑話
    一、電壓、電流、電池的圖形符號最常用的哦,關於電壓、電源、電池的圖形符號,全都歸納在了下面表格中了,適合初學者哦,關於直流電交流電的符號,關於中頻與相對高頻的符號,關於蓄電池與蓄電池組的符號,等等二、信號燈、信號器件、按鈕、旋鈕開關和測量儀表的圖形符號關於各種電氣組件的圖形符號,信號燈,閃光信號燈,蜂鳴器,電鈴,報警器,電喇叭的等等符號。
  • 單片機邏輯電路運算符及邏輯電路符號
    在數字電路,我們經常會遇到邏輯電路,而在 C 語言中,我們則經常用到邏輯運算
  • 基於DSP器件TMS320F2407和CAN總線實現微機保護測控裝置的應用方案
    基於DSP器件TMS320F2407和CAN總線實現微機保護測控裝置的應用方案 兀鵬越,俞霄靚 發表於 2020-12-24 10:08:06 1 引 言
  • 電路設計必備知識:數電入門經驗分享
    如今正是科學技術的飛速發展階段,數字電子技術廣泛應用在各個領域中,絕大多數電子設備都離不開數字電子技術,小到電飯鍋、電視機、電冰箱,大到高鐵、飛機、火箭、航母等等,這門學科現在發展的很快,數字電路在電子設備中佔據著重要的位置,是系統的核心。本人為大家說說怎樣學好數電呢?數字電路0是0,1是1,條理清晰,邏輯關係明確,比模電要容易得多。
  • 單片機最小系統電路解析
    但在實際電路中是沒有這麼精準的,那這些指標允許範圍是什麼呢?隨著我們所學的內容不斷增多,大家要慢慢培養一種閱讀手冊的能力。而在這個範圍內,最典型、最常用的電壓值就是5V,這就是後面括號裡「5V單片機」這個名稱的由來。除此之外,還有一種常用的工作電壓範圍是2.7V-3.6V、典型值是3.3V的單片機,也就是所謂的「3.3V單片機」了。日後隨著大家接觸的東西慢慢增多,對這點會有更深刻的理解。
  • ACDC轉換器的作用及工作原理_ACDC轉換器電路結構_ACDC變換器電路...
    2、噪聲隔離:(模擬電路與數字電路隔離、強弱信號隔離)   3、接地環路消除:遠程信號傳輸\分布式電源供電系統   二、保護   短路保護、過壓保護、欠壓保護、過流保護、其它保護   三、電壓變換   升壓變換\降壓變換\交直流轉換(AC/DC、DC/AC)\極性變換(正負極性轉換、單電源與正負電源轉換、單電源與多電源轉換)
  • 太牛了,這麼詳細的電路設計知識:電阻、電容、電感、二極體、三極體、mos管!
    上拉是對器件輸入電流,下拉是輸出電流;強弱只是上拉電阻的阻值不同,沒有什麼嚴格區分;對於非集電極(或漏極)開路輸出型電路(如普通門電路)提升電流和電壓的能力是有限的,上拉電阻的功能主要是為集電極開路輸出型電路輸出電流通道。