簡述電路保護的意義及經(jīng)常用于電路保護的的器件

電子電路很容易在過壓、過流、浪涌等情況發(fā)生的時候損壞，隨著技術(shù)的發(fā)展，電子電路的產(chǎn)品日益多樣化和復雜化，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(yōu)越。

一、電路保護的意義是什么？
在各類電子產(chǎn)品中，設(shè)置過壓保護和過流保護變得越來越重要，那么電路保護的意義到底是什么，今天就來跟大家聊一聊：

(1)、由于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(fā)熱現(xiàn)象，延長使用壽命。

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

(4)、通信設(shè)備，通信場所對防雷浪涌有一定的要求，在這些設(shè)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(guān)鍵。

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

那么電路保護如此重要，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(yīng)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(yīng)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，擊穿電壓可選范圍大。

2. 半導體放電管
半導體放電管是一種過壓保護器件，是利用晶閘管原理制成的，依靠 PN 結(jié)的擊穿電流觸發(fā)器件導通放電，可以流過很大的浪涌電流或脈沖電流。其擊穿電壓的范圍，構(gòu)成了過壓保護的范圍。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(yīng)（響應(yīng)時間 ns 級）、浪涌吸收能力較強、雙向?qū)ΨQ、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(yōu)點：絕緣電阻高（≥10^8Ω）、極間電容?。ā?.8pF）、放電電流較大（最大達 3kA）、雙向?qū)ΨQ性、反應(yīng)速度快（不存在沖擊擊穿的滯后現(xiàn)象）、性能穩(wěn)定可靠、導通后電壓較低，此外還有直流擊穿電壓高（最高達 5000V）、體積小、壽命長等優(yōu)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(xiàn)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(xiàn)對后級電路的保護。壓敏電阻的響應(yīng)時間為 ns 級，比空氣放電管快，比 TVS 管稍慢一些，一般情況下用于電子電路的過電壓保護其響應(yīng)速度可以滿足要求。壓敏電阻的結(jié)電容一般在幾百到幾千 pF 的數(shù)量級范圍，很多情況下不宜直接應(yīng)用在高頻信號線路的保護中，應(yīng)用在交流電路的保護中時，因為其結(jié)電容較大會增加漏電流，在設(shè)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于保護元件和電路，防止在電源供應(yīng)、控制和信號線產(chǎn)生的 ESD。

3. 瞬態(tài)抑制二極管
瞬態(tài)抑制器 TVS 二極管廣泛應(yīng)用于半導體及敏感器件的保護，通常用于二級保護?；径紩怯糜谠谔沾蓺怏w放電管之后的二級保護，也有用戶直接將其用于產(chǎn)品的一級保護。其特點為反應(yīng)速度快（為 ps 級），體積小，脈沖功率較大，箝位電壓低等。其 10/1000μs 波脈沖功率從 400W～30KW，脈沖峰值電流從 0.52A～544A；擊穿電壓有從 6.8V～550V 的系列值，便于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，采用高分子有機聚合物在高壓、高溫，硫化反應(yīng)的條件下，攙加導電粒子材料后，經(jīng)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）是一種正溫度系數(shù)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?。▔航岛苄。旊娐烦霈F(xiàn)過流使它溫度升高時，阻值急劇增大幾個數(shù)量級，使電路中的電流減小到安全值以下，從而使后面的電路得到保護，過流消失后自動恢復為低阻值。

五、靜電元件
1.ESD 靜電放電二極管
ESD 靜電放電二極管是一種過壓、防靜電保護元件，是為高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的 I/O 端口保護設(shè)計的器件。ESD 靜電二極管是用來避免電子設(shè)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(yōu)異的傳輸線脈沖（TLP）測試，以及 IEC6100-4-2 測試能力，尤其是在多采樣數(shù)高達 1000 之后，進而改善對敏感電子元件的保護。

2. 電感的作用
電磁的關(guān)系相信大家都清楚，電感的作用就是在電路剛開始的時候，一切還不穩(wěn)定的時候，如果電感中有電流通過，就一定會產(chǎn)生一個與電流方向相反的感應(yīng)電流（法拉第電磁感應(yīng)定律（），等到電路運行了一段時間后，一切都穩(wěn)定了，電流沒有什么變化了，電磁感應(yīng)也就不會產(chǎn)生電流，這時候就穩(wěn)定了，不會出現(xiàn)突發(fā)性的變故，從而保證了電路的安全，就像水車，一開始由于阻力轉(zhuǎn)動的比較慢，后來慢慢趨于平和。

3. 磁珠的作用
磁珠有很高的電阻率和磁導率，它等效于電阻和電感串聯(lián)，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(xiàn)阻性，所以能在相當寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗，從而提高調(diào)頻濾波效果，在以太網(wǎng)芯片上用到過。

審核編輯 黃昊宇