防护电路

2020/1/1612020/1/162一、完整的电路保护1.1过流保护1、传统的熔断保险丝/玻璃管3、PTC/NTC热敏电阻电路保护过流保护过压保护热保护电路保护过流保护过压保护热保护注：通常也把以上第2、3加上一些温控元件合称为电路热保护。2、自恢复式的保险丝PPTC2020/1/1631.2.1工作原理（FUSE）根据焦尔定律：Q=I2RT当通过保险丝的电流达到一定时，在保险丝上所产生的热量达到它的固态熔点时，保险丝就会自动熔断而起到保护电路的作用。因此，工程人员在选择保险丝时最关注的参数如下：I----熔断电流T----当电流达到I时，经过多长时间才能熔断。所以一般保险丝分为：快断（F）和慢断（S）两种。2020/1/164温度值T电阻值RPoint1Point2Point3Point41.2.2工作原理（PPTCR）A、当电流流过元件时，根据焦尔定律知其会产生热量。上图中的Point1Point2就是处于电流或环境温度增加不明显时所达到的平衡点。B、当电流或环境温度继续增加，产生的热能大于散发的热能时，此阶段很小的温度变化都会造成阻值的大幅提高。上图中的Point3---Point4就是处于保护状态。2020/1/165TRO图1RTO图21.2.3工作原理（PTCR/NTCR）PTC----正温度系数PTC热敏电阻：热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大。其T-R变化曲线如图1所示。因此PTCR多用作电路保护元件。NTC----负温度系数NTC热敏电阻：热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小。其T-R变化曲线如图2所示。因此NTCR多用作温度控制元件。2020/1/1662.1过压保护常识为什么现在的电路越来越多地要使用过压保护元件？1、随着电子产品数字化的发展，IC的集成度越来越，其“身价”越来越贵，因此要加强保护；2、为了降低功耗、减少发热，半导体元件和IC的工作电压越来越低；据SIA报道：2003年的IC工作电压为1.5V，今年将降到1.2V；3、使用电子产品的环境所要求的。Eg：汽车电子产品、室外通信产品、电力产品；4、数字移动产品越来越多，如PDA、手机、笔试本电脑、数码相机、MP3等都要用到电池作为电源，在电池组件和电池充电器中都必须配备保护元件。过电压有哪些表现形式？1、瞬态峰值电压2、浪涌电压3、静电放电（ESD）4、其它2020/1/1672020/1/168齐纳二极管(ZenerDiodes)雪崩二极管(SiliconAvalancheDiodes)闸流管(Thyristors)压敏电阻(MetalOxideVaristors)气体放电管(GasDischargeTubes)馈线电阻(LineFeedResistors)缓冲电容(SnubberCapacitors)过压保护--常用器件（限压器）2020/1/169工作原理此器件专门设计用于吸收ESD能量并且保护系统免受ESD损害的固态元件。TVS二极管将限制跨在被保护器件上的电压刚好高过额定电压，但是却远低于破坏的阈值电压。TVS—瞬变电压消除器TransientVoltageSuppressor2020/1/1610TeccorOvervoltageProtectionProduct1、聚合物ESD抑制器2、可变电阻--表面贴A、多层叠的可变电阻（ML，MLE、MHS、AUMLandMLNSeries）B、压敏电阻（CHSeries）3、硅保护产品A、TVS/DiodeArrays（SP05x，SP72xSeries）B、闸流管（SiBODTM）C、TVSDiodes/SiliconAvalanceDiodes（SADs）4、气体放电管（GDTs）5、工业&轴向压敏电阻A、RadialLeadedMOVs（UltraMOVTM，C-III，LA，ZA，RAandTMOVTMVaristors）B、轴向引脚的压敏电阻（MASeriesMOVs）C、工业级的压敏电阻（CA，NA，PA，HA，HB34，DAandDBSeriesvaristors）2020/1/16112020/1/1612Teccor产品应用领域5、其它工业设备3、通信设备4、汽车电子1、个人电子消费产品2、电源产品2020/1/1613电源产品A、交流电源B、不间断电源（UPS）C、电能表D、交流电器控制板应用电路推荐产品可控硅（SCR）压敏电阻（MOV）TVS/ULTraMOVAC/DCDC/DC转换电路全波/半波整流电路/逆变电路2020/1/16142020/1/1615雷电的防护气体放电管能承受数百微秒内数千安培瞬态雷电电流的冲击。缺点是对雷电过电压的波头无法进行有效的保护。压敏电阻有较好的非线性，有很大的吸收能力，响应速度快。缺点是应用于DVI、ISDN等图像传输设备上时，容易失真。同时容易老化。热敏电阻优点是内阻小且稳定，动作快、表面温度低、耐高压高温。固体放电管是电力、通信领域中防雷器件的尖端产品，是气体放电管、压敏电阻的升级替代品。---电力系统器件应用比较2020/1/1616雷电防护的常见方法1、采用多种防雷器件的组合来弥补某一器件的缺陷。例：MOV+PTC：对雷电波压敏电阻能快速反应、引雷电流入地的作用。PTC则能保护通信电缆。2、采用多器件、多级别的防护。例：气体放电管应用其释放能量大的特点，可作初级保护。而压敏电阻适合做电源、内部设备的保护。2020/1/1617用户端设备1、传真机2、xDSL/Modem3、公用电话/无绳电话/手机/VoIP4、T1/E1/J15、ISDN设备6、用户线路板（SLIC）局端设备1、公共分组交换机（PBX）2、Internet网关3、交换机/路由器/中继器(HUB)转接设备各类基站（卫星、微波；GSM/GPRS/CDMA）通信设备针对通信类产品,Teccor提供了SIDACtor@(固体过压保护器件).2020/1/16181、高速接口电路（USB2.0、IEEE1394、RF电路、Gigabit以太网、DVI）通用应用---接口电路保护类型保护范围封装SIZE对应的产品系列产品特点Single-linePGB10603Series0603/0402非常低的电容值0.05pF,最佳用于速率150Mbps的数字和RF电路中.MLSeries可以起到防护ESD、EFT、Systemsurges的作用。其固有电容可以用来防护EMI.USB2.00402-1206PGB10805SeriesFour-lineTVSDiodeESD非常低的电容值,每个通道0.05pF,最佳用于150M以上的数字通信或RF电路.Two-lineLead-Free接口类型数据线(DataLine)480Mbps电源线(PowerBus)5.5VDC过压保护(OV)PGB1SOT23Series非常低的电容值,每个通道0.05pF,且不会影响到信号的完整性.JEDECSOT-23EIA2012/08052020/1/1619保护范围对应的产品系列封装类型特点PGB1SOT23JEDECSOT-23PGB10805EIA2012(0805)低电容,容量在3-22pF.主要用低速设备上.Multiple-Line150MbpsSP724SeriesJEDECSOT-23四通道,每通道的电容值为3pF.Single-LineMHSSeries0402/0603非常低的电容值,仅为0.05pF.Single-Line=150MbpsMultiple-Line数字视频系统(DVI)接口类型PGB106030402/0603保护类型保护范围封装及SIZE对应的产品系列PGB1SOT23PGB10805MLAs可以起到防护ESD、EFT、Systemsurges的作用。层叠产品特点PGB0603非常低的电容值0.05PF,最佳用于速率150Mbps的数字和RF电路中.ESDEIA1608(0603)接口类型数据线(DataLine)400MbpsIEEE1394电源线(PowerBus)33VDC过压保护(OV)Single-lineTwo-lineLead-Free2020/1/1620PGB0603PGB0805PGBCA10PGBST032020/1/16212、中速接口电路（USB1.1、RS-485、以太网、视频/图像）保护类型保护范围封装SIZE对应的产品系列产品特点Single-lineMHSSeries0402/0603较低的电容值3-22pF电路中.MLSeries可以起到防护ESD、EFT、Systemsurges的作用。其固有电容可以用来防护EMI.USB1.10402-1206SP724SeriesFour-lineTVSDiodeESDJEDECSOT-23非常低的电容值,每个通道为3pF.接口类型数据线(DataLine)12Mbps电源线(PowerBus)5.5VDC过压保护(OV)2020/1/16223、低速接口电路（RS-232、IEEE1284、按钮/开关、键盘）速率保护范围对应的产品封装类型特点PGB102ST23JEDECSOT-23PGB1040805EIA2012(0805)SP724SeriesJEDECSOT-23同上.以太网/局域网EthernetSingle-LinePGB1010603MHSseries非常低的电容值,仅为0.05pF.用于高速通讯设备.固有电容值从3-22pF.同MLEs.100/1000BaseT数据线Multiple-Line/0603/0402-0603固有电容值小于100pF.主要用低速设备上.Multiple-Line10BaseT数据线SP724SeriesJEDECSOT-23四通道,每通道的电容值为3pF.Single-LineMLEseries0402-12062020/1/1623速率保护范围OV/ESD封装类型应用特点OV6V固有电容值从40-1700pF.0402-1206ESDMLNsSP72XSeries同上CSP:chipScalepackageMLEseries6V1206可以用来作ESD、EFT、systemsurge保护.额定电压范围5.5-18VDC.SP05xxBAseriesSP05xxBxCseries6VJEDECSC-70toSOIC-166VMLNseries(TVSArray)SP72xseries信号线上的电压不宜超过5.5VDC.CSP1206固有电容值从3-5pF.MLAseriesMLEseriesMLNseries(TVSArray)对应的产品Four-lineTwoandSixlines4/8/16lines通用数据线RS-232/PS2VGA/RS-485Single-Line=5MbpsMultiple-LineFour-line4/6/14linesMHSseries固有电容值小于100pF.主要用低速设备上.5MbpsSingle-Line0402-1206可以用来作ESD、EFT、systemsurge保护.额定电压范围5.5-18VDC.JEDECSC-70toMSOP-80402-0603固有电容值从3-22pF.分为BAC和BBC两类.保护范围可以选择.2020/1/1624产品应用1---手机电路组成部份应用产品产品说明I/OPortPowerPort电池供电电路音频电路充电电路TMOV/iTMOV需要热保护采用14mm-20mm圆形封装.TMOV与iTMOV的区别在后者三是端器件.详见接口电路--低速部份ULTraMOV不要热保护此系列的产品主要是用来保护高能量的浪涌,如闪电等.此外还在电能表、UPS上有较多使用.详见接口电路电荷自动释放电路CHseriesAMULseries此产品是表面贴封装（0805），电压范围从14-275DVC.MLAseries此系列的产品是Littelfuse从1989年就开始用来保