電路保護(hù)主要是保�(hù)電子電路中的元器件在受到過壓、過流、浪��電磁干擾等情況下不受損壞,隨著科�(xué)技�(shù)的發(fā)�,電力/電子�(chǎn)品日益多樣化、復(fù)雜化,所�(yīng)用的電路保護(hù)元件己非昔日的簡(jiǎn)單的玻璃�保險(xiǎn)�,通常保護(hù)器件有壓�電阻、TVS�氣體放電��。己�(jīng)�(fā)展成為一�(gè)門類繁多的新興電子元件�(lǐng)��
在各類電子產(chǎn)品中,�(shè)置過電流保護(hù)和過電壓保護(hù)元件的趨�(shì)日益增強(qiáng),之所以如�,歸納起來主要有以下幾�(gè)方面的因素:
�1)隨著電子產(chǎn)品發(fā)展的需�,IC的功�(集成�)也越來越�(qiáng),其“身�(jià)”自然越來越高貴,因而需要加�(qiáng)保護(hù)�
?�?)為了降低功�、減少發(fā)�、延�(zhǎng)使用壽命,半導(dǎo)體元件和IC的工作電壓越來越�,�(jù)SIA(美國半導(dǎo)體行�(yè)�(xié)�(huì))�(tǒng)�(jì),目前工作電壓�1.5V左右,�2004年將降到1.2V以下,因而其抗過電流/過電壓的能力需要適�(yīng)新的保護(hù)要求�
�3)移�(dòng)式電子產(chǎn)品越來越�,如手持機(jī)、PDA、筆記本電腦、攝錄機(jī)、數(shù)碼相�(jī)、光盤機(jī)�,這些電子�(chǎn)品都需要電池組件作為電�,在電池組件和電池充電器中都必須配備保�(hù)元件�
?�?)在�(xiàn)代豪華型汽車�,裝備的電子設(shè)備越來越�,而且工作條件比一般的電子�(chǎn)品更惡劣,如汽車行駛狀況和�(huán)境瞬息萬變、汽車起�(dòng)�(shí)�(huì)�(chǎn)生很大的瞬間峰值電壓等。因�,在為這些電子�(shè)備配套的電源適配器中,一般都需要同�(shí)安裝過電流和過電壓保�(hù)元件�
?�?)眾多電�/電子�(chǎn)品都需要防止雷擊以及電源線與電話線的交�,以保證正常通信和用戶人身安�。所�,隨著電力/電子�(chǎn)品的�(fā)�,過電�/過電壓保�(hù)元件的需求呈上升趨勢(shì)�
?�?)據(jù)�(tǒng)�(jì),在電子產(chǎn)品出�(xiàn)的故障中,有75%是由于過電�/過電壓造成的。IBM曾分析過�(jì)算機(jī)電源的故障原�,其中88.5%是由于過電�/過電壓造成�。隨著人們對(duì)電子�(chǎn)品質(zhì)量的苛求,制造廠家為了提高市�(chǎng)�(jìng)�(zhēng)�,就必須大量采用電路保�(hù)元件�
1.過流保護(hù)(over current�
是當(dāng)電流過大�(shí)自動(dòng)斷電,防止電路與案件因超過額定電流而造成的損��
2.過壓保護(hù)(Over-Voltage Protection)
主要是防止過電壓或靜電放�(Discharge Suppression)�(duì)電子元器件的損壞,被廣泛地應(yīng)用于電話�(jī)、傳真機(jī)及高速傳輸接�(USB,IEEE1394,HDMI,SATA)等各種電子系�(tǒng)�(chǎn)�,尤其是電子通訊�(shè)�,�(duì)于如何避免因?yàn)殡妷寒惓?Over-Voltage or EOS(Electrical Over-Stress))或靜電放�(ESD)而對(duì)電子備造成傷害損失尤為重要�
3.過溫保護(hù)(OT�
溫度保護(hù)組件從商品化到現(xiàn)�,已�(jīng)走過了一�(gè)甲子,目前過溫保�(hù)組件廣泛�(yùn)用于�(duì)溫度有特殊要求的�(chǎng)�,此類保�(hù)組件按照作動(dòng)原理可分為化�(xué)藥品作動(dòng)型、低溫合金作�(dòng)�,其中化�(xué)藥品作動(dòng)型產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是可以做低溫型產(chǎn)品(目前有做�48℃),但�(jié)�(gòu)較為�(fù)�,成本較高;低溫合金型作�(dòng)主要是一根直徑較大的低溫熔絲起導(dǎo)通作�,必須保證在通過額定電流�(chǎn)生的熱量不會(huì)使熔絲熔化,此低溫熔絲一般是通過�(diào)節(jié)錫(Sn�、銅(Cu�、銀(Ag)、鉍(Bi�、銦(In)等成份的比例來�(diào)節(jié)其熔�(diǎn)�
4.過溫過流保護(hù)(TFR�
近年�,隨著應(yīng)用的提升, 單純的溫度保�(hù)功能, 已不能滿足日新月異電�、電�(jī)、馬�(dá)�3C�(chǎn)品安全保�(hù)的需�, 因此再研�(fā)出能因應(yīng)因溫�、電流及電壓異常情況下同�(shí)�(jiān)控并及時(shí)保護(hù)的組�, 而此樣組件的興起主要以鋰離子電池及鋰高分子電池為�(yīng)��
5.過流過壓(OCOV�
隨著�(xiàn)代電子產(chǎn)品的�(fù)雜化,對(duì)于保�(hù)組件�(yùn)用的要求也日益提�,如保護(hù)的全面�、有限的�(yù)留空間等,隨著這些要求的提�,保�(hù)組件界掀起了一�(chǎng)組合封裝的熱�,如上面提到過流過溫保護(hù)也算組合封裝的一�,但過流過壓保護(hù)組合封裝�(chǎn)品目前大多數(shù)還處在研�(fā)階段,還沒有成熟的商�(yè)化產(chǎn)品面市�
一、過壓保�(hù)
過壓的原�
1 操作過電�:由拉�,合閘,快速直流開�(guān)的切斷等 �(jīng)常性操作中的電磁過程引起的過壓.
2 浪涌過壓:由雷擊等偶然原因引起,從電�(wǎng)�(jìn)入變� 器的過壓.
3 電力電子器件�(guān)斷過電壓:電力電子器件�(guān)斷時(shí)�(chǎn)� 的過�.
4 在電力電子變換器-電動(dòng)�(jī)�(diào)速系�(tǒng)�,由于電動(dòng)�(jī) 回饋制動(dòng)造成直流�(cè)直流電壓過高�(chǎn)生的過壓.也稱為泵升電�.
過壓保護(hù)的基本原則是:根據(jù)電路中過壓產(chǎn)生的不同� �,加入不同的附加電�,�(dāng)�(dá)到—定過壓值時(shí),自動(dòng) 開通附加電�,使過壓通過附加電路形成通路,消耗過 壓儲(chǔ)存的電磁能量,從而使過壓的能量不�(huì)加到主開�(guān) 器件�,保護(hù)了電力電子器�.保護(hù)電路形式很多,� 很復(fù)�
�、過流保�(hù)
過流的原�
�(dāng)電力電子變換器內(nèi)部某一器件擊穿或短�,觸發(fā)電路 或控制電路發(fā)生故�,出現(xiàn)過載,直流�(cè)短路,可�?zhèn)?�(dòng)系統(tǒng)�(chǎn)生環(huán)流或逆變失敗,以及交流電源電壓過高� 過低,缺相�,均可引起變換器內(nèi)元件的電流超過正� 工作電流,即出�(xiàn)過流.由于電力電子器件的電流過� 能力比一般電氣設(shè)備差得多,因此,必須�(duì)變換器�(jìn)� 適當(dāng)?shù)倪^流保�(hù).變換器的過流一般主要分為兩�:� 載過流和短路過流.
過流保護(hù)的方�
(1) 交流�(jìn)線電抗器,或采用漏抗大的整流變 壓器,利用電抗限制短路電流.但正常工作時(shí)有較� 的交流壓�.
(2) 電流檢測(cè)裝置.過流�(shí)�(fā)出信�(hào),過流� �(hào)一方面可以封鎖觸發(fā)電路,使變換器的故障電流迅 速下降至�,從而有效抑制了電流.另一方面控制� 電繼電器,使交流接觸器觸點(diǎn)跳開,切斷電源.但過 流繼電器和交流接觸器�(dòng)作都需一定時(shí)�(100� 200ms).故只有電流不大的情況這種保護(hù)才能奏效.
(3) 直流快速開�(guān).�(duì)于大,中容量變� �,快速熔斷器的價(jià)格高且更換不方便.為避免過� �(shí)燒斷快速熔斷器,采用�(dòng)作時(shí)間只2ms的直流快速開 �(guān),它可先于快速熔斷器�(dòng)作而保�(hù)電力電子器件.
(4) 快速熔斷器 快速熔斷器是防止變換器過流損壞的一道防�.� 晶閘管變換器�,快速熔斷器是應(yīng)用最普遍的過流保�(hù) 措施,可用于交流側(cè),直流�(cè)和裝置主電路�.其中� 流側(cè)接快速熔斷器能對(duì)晶閘管元件短路及直流�(cè)短路� 保護(hù)作用,但要求正常工作時(shí),快速熔斷器電流定額� 大于晶閘管的電流定額,這樣�(duì)元件的短路故障所起的 保護(hù)作用較差.