- 过流?;さ墓ぷ髟矸治?/strong>
- 过压保护的工作原理分析
- ?;C的功能介绍
- PPTC器件的导通电阻由低电阻转换到高电阻状态是基于温度的变化的可以实现过流和过温保护
- 金属氧化物变阻器可以承受大电流、吸收能量
安防和火警系统设计在特定电流和电压范围内工作。如果由于短路、瞬时过压而导致电压和电流超出了正常范围,系统中的部件就会永久损坏,设备也因此不能发挥正常功能。供电和电路走线也必须进行?;?,以避免在安装过程中或后备电池短路时发生故障。
安防系统中的调制解调器常常用于发生紧急情况时向消防部门或警察报警。这些电话线路必须进行?;?,以免被闪电、电力线搭线,或交流感应电流毁坏。告警系统也必须符合UL864标准,该标准要求焊装的保险丝是不允许用在供电电路中进行限流的。如果安防系统与电话线连接,在北美就必须符合UL60950和TIA968-A标准,在欧洲和其他地区也必须符合ITUK.21标准。
过流?;?/strong>
在安防和告警系统中,保险丝通常用于过流?;ぁH欢?,UL864和UL90950对这些设备来讲显然要求过高了,它可能在某些测试条件下使设备发生疲劳。更重要的是,保险丝是一次性的器件,被烧毁后必须更换。
许多设备制造商更愿意使用可重复使用的聚合物正温度系数(PolymericPositiveTemperatureCoefficient:PPTC)器件来进行电路?;?/a>,例如,PolySwitch器件。与保险丝不同,PPTC器件在发生短路故障后不用更换,并且允许在过流条件排除后重新上电使电路回到正常工作状态。
PPTC器件由包括导电填充物在内的合成物构成,例如,碳黑填充物等,它们使整个器件可以导电。在常温条件下,导电粒子在聚合物中形成很低的导通电阻。然而,如果温度上升到器件的切换温度(TSW),无论是由通过器件的大电流引起的,还是由环境温度的骤然增加所引起的,都会导致聚合物中的微晶熔化并处于非结晶态。
在结晶体熔化阶段,熔化的数量增加会将导电颗粒分离,从而使器件的导通电阻产生非线性增加。导通电阻通?;嵩黾尤龌蚋嗍考丁5纪ǖ缱璧脑黾邮沽鞴收咸跫碌纳璞傅缌鹘档偷揭桓龊艿偷?、稳定的值,因此有助于?;さ缏分械纳璞?。
由于PPTC器件的导通电阻由低电阻转换到高电阻状态是基于温度的变化的,所以这种器件可以实现过流和过温?;?。当电流流过PPTC器件时,根据功率消耗公式I2R,电流被转换成热功率,器件就被加热。当加热的温度达到切换温度时,PPTC器件就会“跳闸”,从而进入高导通电阻状态。
PPTC器件也可以放在某个需要进行过热保护的发热器件旁边或设备的结合处。如果设备的温度达到了PPTC器件的切换温度,PPTC器件就会转换到高导通电阻状态。通过这种方式,PPTC器件可以用于把电流降低到非常低的水平,或者作为设备超温的系统指示??刂葡低橙缓罂梢跃龆ú扇∧闹趾鲜实亩骼幢;ど璞富蛉嗽?。
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PPTC器件是串接到电路中的器件。与传统保险丝相比,它们本身很小的体积有助于节省电路板空间。而传统保险丝必须安装在用户可以触到、可以更换的位置。由于PPTC器件是固态器件,所以它们能够承受机械冲击和震动。
过压保护
有许多种方法可以用于?;ぐ卜篮突鹁低趁庥谝蚩鼗蛏恋缢此蔡共墓收?。比较常用的两类过压?;し绞绞遣捎玫缪骨黄骷偷缪辜嗍悠骷虺浦?ldquo;crowbar”的器件。钳位器件,如金属氧化物变阻器(MetalOxideVaristors:MOV)和二极管起作用时允许高到一个特定钳位电平的电压通过负载。电压监视器件,如气体放电管(gasdischargetubes:GDT)和半导体闸流管浪涌抑制器在有超过关断电压的浪涌电压发生时就会动作。
在供电线路需要过压?;さ挠τ弥?,金属氧化物变阻器可以承受大电流、吸收能量,而且响应迅速。把金属氧化物变阻器和PPTC成对使用可以实现一个完整的电路保护方案,用于?;す┑缦呗泛涂刂瓢逯械谋溲蛊鳌?br />
安防和火警设备也必须进行?;っ馐芫驳绶诺纾╡lectrostaticdischarge:ESD)的毁坏。ESD?;て骷梢园训缱由璞钢忻舾械缏防刍木驳绶诺?。PESD器件提供了ESD?;ぃ⒕哂蟹浅5偷牡缛荩?.2pF),特别适合高频应用。
新型?;C
新一代增强聚合物齐纳二极管也可以?;っ舾械牡缱悠骷庥诒桓杏Φ缪辜夥?、瞬态过压、不正确的供电和极性接反等所损坏。如图1所示,PolyZen器件包括一个用于电压钳位的稳压齐纳二极管和一个非线性PPTC薄膜器件。

图1增强型聚合物齐纳二极管用于便携电子设备的输入电源?;?br />
当该器件工作时,PPTC薄膜通过低通状态向高通状态切换来实现二极管过热或过流保护。在持续大功率过压的条件下,PPTC元件的启动限制了电流,并产生电压降来有效地?;て肽啥芎推浜蟮牡缱由璞?,也增加了二极管的功率承受能力。
PolyZen器件在钳位和平滑感应电压尖峰方面效果显著。对于感应电压尖峰,齐纳二极管把电流分流到地,直到电压达到正常工作范围。在供电电压异常的情况下,该类器件可以钳位电压,并对地分流额外的功率,实现了对异常电压的锁定。
PolyZen器件相对平坦的电压电流响应有助于钳位输出电压,即使在输入电压和电流完全不对称的情况下亦如此。简单放一个这样的器件就可以提供和齐纳二极管相同的?;ぷ饔?,但却可以承受非常高的功率异常,而且不需要在通常的PCB走线上放置任何特殊的散热器。
集成化的器件在电路保护方面可以有助于设备制造商满足UL60950、TIA-968-A、ITUK.20和K.21电信?;さ男枨?。2Pro器件包括PPTC过流?;ぜ际酰⒔恢纸鹗粞趸锉渥杵饕布傻揭桓鋈缺;て骷?,它可以提供过流条件下的电流限制和过压条件下的电压钳位。

图2用于安防和火警系统中的电路?;し桨甘疽馔?br />
图2描述了一个典型的用于安防和火警系统的电路?;し桨浮F渲?,过流?;な峭ü齈olySwitchPPTC器件实现的。过压?;な峭ü鹗粞趸锉渥杵骱蚉ESD器件实现的,并且集成了前面所描述?;ど璞窱/O端口的PolyZen和2Pro器件。




