常用過流、過壓、過溫保護電路之選型技巧 隨著電子系統的復雜性和集成度越來越高，而工作電壓越來越低，電子系統對可靠性、穩定性和安全性的要求也越來越高，電路保護設計的重要性也越來越強。在電路保護設計中，電路保護器件的選擇和應用是否合理，將直接影響電子系統電路保護方案的保護效果。 為了幫助工程師正確選擇電路保護器件，合理應用電路保護器件設計高效的電路保護解決方案，本文將主要介紹： 第一部分介紹常見的電路保護器件之選型技巧； 第二部分重點分析保險絲、瞬態電壓抑制器、ESD保護器件、防雷保護器件等的實際應用方案； 電路保護主要有三種形式：過壓保護、過流保護和過溫保護。 選擇適當的電路保護器件是實現高效、可靠的電路保護設計之關鍵的第一步，那么，如何合理選擇電路保護器件?不同的保護器件其保護原理也各有不同，選擇的時候應結合其保護原理、工作條件和使用環境來考慮。 本文將介紹常用的幾種過壓、過流和過溫保護器件之選型技巧，幫助工程師正確選擇電路保護器件。 1.過壓保護器件的選型要點 過壓保護器件(OVP)用于保護后續電路免受甩負載或瞬間高壓的破壞，常用的過壓保護器件有壓敏電阻、瞬態電壓抑制器、靜電抑制器和放電管等。過壓保護器件選型應注意以下四個要點： 1)關斷電壓Vrwm的選擇。一般關斷電壓至少要比線路最高工作電壓高10% 2)箝位電壓VC的選擇。VC是指在ESD沖擊狀態時通過TVS的電壓，它必須小于被保護電路的能承受的最大瞬態電壓 3)浪涌功率Pppm的選擇。不同功率，保護的時間不同，如600w(10/1000us);300W(8/20us) 4)極間電容的選擇。被保護元器件的工作頻率越高，要求TVS的電容要越小 1.1 ESD抑制器 選擇合適的ESD保護器件，最大的難點在于如何最容易地明確哪種器件可以提供最大的保護。系統供應商一般是通過數據手冊上的ESD額定值(或標稱值)來比較ESD保護器件的好壞。事實上，從這些額定值根本看不出器件保護系統的能力有多強，關鍵取決于其二極管參數。主要的參考系數應該是： 快速響應時間 低箝位電壓 高電流浪涌承受能力 選擇ESD器件應該遵循下面的要求： (1)選擇靜電保護器件注意： ? 箝制電壓不要超過受保護器件的最大承受電壓 ? 電路電壓不超過保護器件工作電壓 ? 低電容值、漏電流盡可能的減少干擾及損耗 (2)靜電保護器件盡量安裝在最接近靜電輸入的地方，遠離被保護器件 (3)靜電保護器件一定接的大地線，不是數字地線 (4)回地的線路盡量的短，靜電保護器件與被保護線路之間的距離盡量的短 (5)盡量避免被保護與未被保護線路并排走線 1.2壓敏電阻 壓敏電阻是一種用得最多的限壓器件。廣泛的應用在汽車電子、通迅、計算機、消費類電子產品、軍用電子產品等方面，特別是在LCD、鍵盤、I/O 接口、IC、MOSFET、CMOS、傳感器、手機、DVD、AV、ABS、馬達控制板、MP3、PDA、USB接口及高速數據信號線路上進行保護等。 壓敏電阻選用時應注意的是：連續施加在壓敏電阻兩端的電源電壓，不能超過規格表中列出的?°最大持續工作電壓?±值。還要充分考慮到電網(或電路)工作電壓的波動幅度, 選取壓敏電阻的壓敏電壓值時，要留有足夠的余量。國內一般的波動幅度為30%。通過壓敏電阻的最大浪涌電流不應超過技術規格書中的?°最大沖擊電流?±值 (也就是最大通流量)。考慮到要耐受多次沖擊時，應該選用能耐受10次以上沖擊的浪涌電流值。 壓敏電阻的箝位電壓必須小于被保護的部件或設備能承受的最大電壓(即安全電壓)。 1.3 瞬態電壓抑制器TVS 瞬態電壓抑制器(TVS)是一種二極管形式的高效能保護器件。當TVS二極管的兩極受到反向瞬態高能量沖擊時，它能以10-12秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，吸收高達數千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預定值，有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。 瞬態電壓抑制二極管(TVS)廣泛應用在半導體及敏感的電子零件過電壓、ESD保護上，主要包括：消費類產品、工業產品、通訊、電腦、汽車、電源供應品、信號線路保護及軍事、航天航空導航系統及控制系統上。最大箝位電壓VC不可大于被保護設備最大的安全電壓，以及反向工作電壓(反向斷態電壓)須大于線路正常工作電壓，是使用TVS管時必須注意的問題，另外， ??流電壓只能用雙向TVS。 TVS管的選用應注意以下幾點： 確定被保護電路的最大直流或連續工作電壓、電路的額定標準電壓和“高端”容限。 TVS額定反向關斷VWM應大于或等于被保護電路的最大工作電壓。若選用的VWM太低，器件可能進入雪崩或因反向漏電流太大影響電路的正常工作。串行連接分電壓，并行連接分電流。 TVS的最大箝位電壓VC應小于被保護電路的損壞電壓。 在規定的脈沖持續時間內，TVS的最大峰值脈沖功耗PM必須大于被保護電路內可能出現的峰值脈沖功率。在確定了最大箝位電壓后，其峰值脈沖電流應大于瞬態浪涌電流。 對于數據接口電路的保護，還必須注意選取具有合適電容C的TVS器件。 根據用途選用TVS的極性及封裝結構。交流電路選用雙極性TVS較為合理;多線保護選用TVS陣列更為有利。 溫度考慮。瞬態電壓抑制器可以在-55~+150℃之間工作。如果需要TVS在一個變化的溫度 工作，由于其反向漏電流IR是隨增加而增大;功耗隨 TVS結溫增加而下降，從+25℃到+175℃，大約線性下降50%雨擊穿電壓VBR隨溫度的增加按一定的系數增加。因此，必須查閱有關產品資料，考慮溫度變化對其特性的影響。 1.4 陶瓷氣體放電管 陶瓷氣體放電管屬于開關組件，用于電源防雷器共模電路中將雷電流泄放入地，也可用在差模電路中與壓敏電阻串聯而阻斷其漏電流。在信號防雷器中常用于第一級泄放浪涌電流，由于其反應速度慢，還要用第二級作限壓保護。 在選擇陶瓷氣體放電管時應注意：