淺析電路保護常用元件特點

電子電路為什麼需要保護

在各類電子產品中，設定過壓保護和過流保護變得越來越重要，那麼電路保護的意義到底是什麼？下面總結幾點

1、由於如今電路板的整合度越來越高，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，減少發熱現象，延長使用壽命。

3、車載裝置，由於使用環境的條件比一般電子產品更加惡劣，汽車行駛狀況萬變，汽車啟動時產生很大的瞬間峰值電壓等。因此，在為這些電子裝置配套產品的電源介面卡中，一般要使用過壓保護元件。

4、通訊裝置，通訊場所對防雷浪湧有一定的要求，在這些裝置中使用過壓保護、過流保護元件就變得重要起來，它們是保證使用者人身安全和通訊正常的關鍵。

5、大部分電子產品出現的故障，都是電子裝置電路中出現的過壓或者電路現象造成的，隨著我們對電子裝置質量的要求越來越高，電子電路保護也變得更加不容忽視。

那麼電路保護如此重要，常用的電路保護元件有哪些？下面介紹幾種：

二、防雷器件

1、陶瓷氣體放電管

防雷器件中應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訊號的防雷，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，擊穿電壓可選範圍大。

2、半導體放電管

半導體放電管是一種過壓保護器件，是利用閘流體原理製成的，依靠PN接面的擊穿電流觸發器件導通放電，可以流過很大的浪湧電流或脈衝電流。其擊穿電壓的範圍，構成了過壓保護的範圍。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（響應時間ns級）、浪湧吸收能力較強、雙向對稱、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點：絕緣電阻高（≥10^8Ω）、極間電容小（≤0。8pF）、放電電流較大（最大達3

kA）、雙向對稱性、反應速度快（不存在衝擊擊穿的滯後現象）、效能穩定可靠、導通後電壓較低，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，從而實現對後級電路的保護。壓敏電阻的響應時間為ns級，比空氣放電管快，比TVS管稍慢一些，一般情況下用於電子電路的過電壓保護其響應速度可以滿足要求。

壓敏電阻的結電容一般在幾百到幾千pF的數量級範圍，很多情況下不宜直接應用在高頻訊號線路的保護中，應用在交流電路的保護中時，因為其結電容較大會增加漏電流，在設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、瞬態抑制二極體

瞬態抑制器TVS二極體廣泛應用於半導體及敏感器件的保護，通常用於二級保護。基本都會是用於在陶瓷氣體放電管之後的二級保護，也有使用者直接將其用於產品的一級保護。其特點為反應速度快（為

ps 級） ，體積小 ，脈衝功率較大 ，箝位電壓低等。其 10/1000μs波脈衝功率從400W ～30KW，脈衝峰值電流從

0。52A～544A ；擊穿電壓有從6。8V～550V的系列值，便於各種不同電壓的電路使用。

四、過流器件

1、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，採用高分子有機聚合物在高壓、高溫，硫化反應的條件下，攙加導電粒子材料後，經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）是一種正溫度係數聚合物熱敏電阻，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小（壓降很小），當電路出現過流使它溫

度升高時，阻值急劇增大幾個數量級，使電路中的電流減小到安全值以下，從而使後面的電路得到保護，過流消失後自動恢復為低阻值。

五、靜電元件

1、ESD靜電放電二極體TVS

ESD靜電放電二極體是一種過壓、防靜電保護元件，是為高速資料傳輸應用的I/O埠保護設計的器件。ESD靜電二極體是用來避免電子裝置中的敏感電路受到ESD（靜電放電）的影響。可提供非常低的電容，具有優異的傳輸線脈衝（TLP）測試，以及IEC6100-4-2測試能力，尤其是在多采樣數高達1000之後，進而改善對敏感電子元件的保護。