基礎(chǔ)指引:電路中如何選擇最佳的電路保護(hù)器件

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,電路保護(hù)器件則是為產(chǎn)品的電路及芯片提供防護(hù)的,確保在電路出現(xiàn) 異常的情況下,被保護(hù)電路的精密芯片、元器件不受損壞。過壓、過流、浪涌、電磁干擾、靜電放電等一直是電路保護(hù)的重點(diǎn),因此,市場(chǎng)中的主流電路保護(hù)器件也是以防雷/過壓/過流/防靜電等為主,常見的保護(hù)器件有氣體放電管、固體放電管、瞬態(tài)抑制二極管、壓敏電阻、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲以及ESD靜電二極管等。工程師在選型的時(shí)候如何才能選擇最佳的電路保護(hù)器件呢?

1.你要知道你想要防止的損害是什么,許多時(shí)候設(shè)計(jì)工程師會(huì)向碩凱電子咨詢有關(guān)浪涌保護(hù)器件的問題,但他們卻不知道想要避免造成什么損害,因此,你必須做的第一件事是確定要防止直接的雷擊、二次沖擊(如IEC61000-4-5標(biāo)準(zhǔn)描述),還是靜電放電(如 IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)描述)。一旦做出決定,你就可以選擇合適的電路保護(hù)器件了。

2.決定當(dāng)故障情況出現(xiàn)時(shí)你想要什么結(jié)果。例如,你希望在運(yùn)行時(shí)能夠耐受故障情況,并在故障情況發(fā)生期間和之后保持運(yùn)作;僅僅在關(guān)斷時(shí)才耐受故障情況,然后在下 一次裝置上電時(shí)進(jìn)入運(yùn)作;或者提供保護(hù)使裝置安全地失效,并在失效結(jié)束之后不需要進(jìn)行運(yùn)作?你所選擇的電路保護(hù)器件是取決于這些問題的答案。

3.對(duì)于什么是“正常”和“異常”的運(yùn)行情況,我們需作出合理設(shè)想,例如,你無法選用一個(gè)在6A下動(dòng)作的過流保護(hù)器件,而期望你的設(shè)計(jì)在 5.99999A下正常運(yùn)作,這根本就沒有足夠的余量。如果你的設(shè)計(jì)在正常運(yùn)行情況下消耗6A電流,你必須選用一個(gè)在8A或更高電流下動(dòng)作的過流保護(hù)器件 PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。不僅如此,你必須了解最大工作電壓、最高環(huán)境溫度,以及故障電壓、故障電流和故障持續(xù)時(shí)間,才能做出正確的選擇。

4.必須要清楚任何保護(hù)是不可能做到100%的,如果你設(shè)計(jì)保護(hù)一個(gè)特定事件,但是總有可能發(fā)生一些更加嚴(yán)重的事件。例如,電信雷電規(guī)范所描述的危害比直接雷擊要輕微得多,要保護(hù)產(chǎn)品防止直接雷擊造成的危害是有可能的,但這樣做卻非常昂貴。

5.在設(shè)計(jì)開始時(shí)就要規(guī)劃電路保護(hù)方案,雖然電路保護(hù)器件比過往小了許多,但是在PCB設(shè)計(jì)完成之后,如果沒有充足的空間就不可能添加電路保護(hù)器件。

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,電路結(jié)構(gòu)和電子產(chǎn)品的物理尺寸變得越來越小,在設(shè)計(jì)周期的早期進(jìn)行電路保護(hù)設(shè)計(jì)變得更加重要。電路保護(hù)和電子保護(hù)器件的選型可能看起來優(yōu)先級(jí)不高,但是應(yīng)當(dāng)在前期開始設(shè)計(jì),消除設(shè)計(jì)問題并確保您的產(chǎn)品的性能和可靠性。

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