怎樣來保護(hù)電路

電路保護(hù)主要是保護(hù)電子電路中的元器件在受到過壓、過流、浪涌、電磁干擾等情況下不受損壞，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力/電子產(chǎn)品日益多樣化、復(fù)雜化，所應(yīng)用的電路保護(hù)元件己非昔日的簡單的玻璃管保險(xiǎn)絲，通常保護(hù)器件有壓敏電阻、TVS、氣體放電管等。己經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)門類繁多的新興電子元件領(lǐng)域。

電路保護(hù)元件的重要性

在各類電子產(chǎn)品中，設(shè)置過電流保護(hù)和過電壓保護(hù)元件的趨勢日益增強(qiáng)，之所以如此，歸納起來主要有以下幾個(gè)方面的因素：

（1）隨著電子產(chǎn)品發(fā)展的需求，IC的功能（集成度）也越來越強(qiáng)，其“身價(jià)”自然越來越高貴，因而需要加強(qiáng)保護(hù)。

（2）為了降低功耗、減少發(fā)熱、延長使用壽命，半導(dǎo)體元件和IC的工作電壓越來越低，據(jù)SIA（美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會）統(tǒng)計(jì)，目前工作電壓在1.5V左右，到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應(yīng)新的保護(hù)要求。

（3）移動式電子產(chǎn)品越來越多，如手持機(jī)、PDA、筆記本電腦、攝錄機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、光盤機(jī)等，這些電子產(chǎn)品都需要電池組件作為，在電池組件和電池充電器中都必須配備保護(hù)元件。

（4）在現(xiàn)代豪華型汽車中，裝備的電子設(shè)備越來越多，而且工作條件比一般的電子產(chǎn)品更惡劣，如汽車行駛狀況和環(huán)境瞬息萬變、汽車起動時(shí)會產(chǎn)生很大的瞬間峰值電壓等。因此，在為這些電子設(shè)備配套的電源適配器中，一般都需要同時(shí)安裝過電流和過電壓保護(hù)元件。

（5）眾多電力/電子產(chǎn)品都需要防止雷擊以及電源線與電話線的交擾，以保證正常通信和用戶人身安全。所以，隨著電力/電子產(chǎn)品的發(fā)展，過電流/過電壓保護(hù)元件的需求呈上升趨勢。

（6）據(jù)統(tǒng)計(jì)，在電子產(chǎn)品出現(xiàn)的故障中，有75％是由于過電流/過電壓造成的。IBM曾分析過計(jì)算機(jī)電源的故障原因，其中88.5％是由于過電流/過電壓造成的。隨著人們對電子產(chǎn)品質(zhì)量的苛求，制造廠家為了提高市場競爭力，就必須大量采用電路保護(hù)元件。

電路保護(hù)的幾種常見類型

1.過流保護(hù)（over current）

是當(dāng)電流過大時(shí)自動斷電，防止電路與案件因超過額定電流而造成的損壞。

2.過壓保護(hù)（Over-Voltage Protection）

主要是防止過電壓或靜電放電（Discharge Suppression）對電子元器件的損壞，被廣泛地應(yīng)用于電話機(jī)、傳真機(jī)及高速傳輸接口（USB，IEEE1394，HDMI，SATA）等各種電子系統(tǒng)產(chǎn)品，尤其是電子通訊設(shè)備，對于如何避免因?yàn)殡妷寒惓＃∣ver-Voltage or EOS（Electrical Over-Stress））或靜電放電（ESD）而對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)在，已經(jīng)走過了一個(gè)甲子，目前過溫保護(hù)組件廣泛運(yùn)用于對溫度有特殊要求的場合，此類保護(hù)組件按照作動原理可分為化學(xué)藥品作動型、低溫合金作動型，其中化學(xué)藥品作動型產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是可以做低溫型產(chǎn)品（目前有做到48℃），但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本較高；低溫合金型作動主要是一根直徑較大的低溫熔絲起導(dǎo)通作用，必須保證在通過額定電流產(chǎn)生的熱量不會使熔絲熔化，此低溫熔絲一般是通過調(diào)節(jié)錫（Sn）、銅（Cu）、銀（Ag）、鉍（Bi）、銦（In）等成份的比例來調(diào)節(jié)其熔點(diǎn)。

4.過溫過流保護(hù)（TFR）

近年來，隨著應(yīng)用的提升， 單純的溫度保護(hù)功能， 已不能滿足日新月異電器、電機(jī)、馬達(dá)及3C產(chǎn)品安全保護(hù)的需求， 因此再研發(fā)出能因應(yīng)因溫度、電流及電壓異常情況下同時(shí)監(jiān)控并及時(shí)保護(hù)的組件， 而此樣組件的興起主要以鋰離子電池及鋰高分子電池為最大應(yīng)用。

5.過流過壓（OCOV）

隨著現(xiàn)代電子產(chǎn)品的復(fù)雜化，對于保護(hù)組件運(yùn)用的要求也日益提高，如保護(hù)的全面性、有限的預(yù)留空間等，隨著這些要求的提出，保護(hù)組件界掀起了一場組合封裝的熱潮，如上面提到過流過溫保護(hù)也算組合封裝的一種，但過流過壓保護(hù)組合封裝產(chǎn)品目前大多數(shù)還處在研發(fā)階段，還沒有成熟的商業(yè)化產(chǎn)品面市。

電路保護(hù)的方法舉例

一、過壓保護(hù)

過壓的原因

1 操作過電壓：由拉閘，合閘，快速直流開關(guān)的切斷等 經(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，從電網(wǎng)進(jìn)入變換 器的過壓。

3 電力電子器件關(guān)斷過電壓：電力電子器件關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生 的過壓。

4 在電力電子變換器-電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，由于電動機(jī) 回饋制動造成直流側(cè)直流電壓過高產(chǎn)生的過壓。也稱為泵升電壓。

過壓保護(hù)的基本原則是：根據(jù)電路中過壓產(chǎn)生的不同部 位，加入不同的附加電路，當(dāng)達(dá)到—定過壓值時(shí)，自動 開通附加電路，使過壓通過附加電路形成通路，消耗過 壓儲存的電磁能量，從而使過壓的能量不會加到主開關(guān) 器件上，保護(hù)了電力電子器件。保護(hù)電路形式很多，也 很復(fù)雜

二、過流保護(hù)

過流的原因

當(dāng)電力電子變換器內(nèi)部某一器件擊穿或短路，觸發(fā)電路 或控制電路發(fā)生故障，出現(xiàn)過載，直流側(cè)短路，可逆?zhèn)?動系統(tǒng)產(chǎn)生環(huán)流或逆變失敗，以及交流電源電壓過高或 過低，缺相等，均可引起變換器內(nèi)元件的電流超過正常 工作電流，即出現(xiàn)過流。由于電力電子器件的電流過載 能力比一般電氣設(shè)備差得多，因此，必須對變換器進(jìn)行 適當(dāng)?shù)倪^流保護(hù)。變換器的過流一般主要分為兩類：過 載過流和短路過流。

過流保護(hù)的方法

（1） 交流進(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)有較大 的交流壓降。

（2） 電流檢測裝置。過流時(shí)發(fā)出信號，過流信 號一方面可以封鎖觸發(fā)電路，使變換器的故障電流迅 速下降至零，從而有效抑制了電流。另一方面控制過 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動作都需一定時(shí)間（100～ 200ms）。故只有電流不大的情況這種保護(hù)才能奏效。

（3） 直流快速開關(guān)。對于大，中容量變換 器，快速熔斷器的價(jià)格高且更換不方便。為避免過流 時(shí)燒斷快速熔斷器，采用動作時(shí)間只2ms的直流快速開 關(guān)，它可先于快速熔斷器動作而保護(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最后一道防線。在 晶閘管變換器中，快速熔斷器是應(yīng)用最普遍的過流保護(hù) 措施，可用于交流側(cè)，直流側(cè)和裝置主電路中。其中交 流側(cè)接快速熔斷器能對晶閘管元件短路及直流側(cè)短路起 保護(hù)作用，但要求正常工作時(shí)，快速熔斷器電流定額要 大于晶閘管的電流定額，這樣對元件的短路故障所起的 保護(hù)作用較差.