过压保护元件的选型要点及作用

电子

随着电子技术的发展和电子产品的更新换代，电力电子产品对可靠性和安全性的要求日益提高。问题的多样化和复杂化导致电路保护元件的高速发展，如今的保护器件已发展成为一个品类繁多的新兴电子元件领域。面对这样一个复杂多样的领域，我们有很多的疑问。保护器件的发展趋势怎么样？应用工程师该根据哪些参数来选择合适的保护器件？线路设计中应注意哪些因数？遇到坏机失效分析如何着手？针对这些问题，优恩保护器件FAE讲述：小型熔断器的十大要素、好的熔断器应满足的条件、影响熔断器性能的六要素；TVS静电保护及滤波器件的选择，极间电容的选择，大功率TVS的应用等等问题来解读保护器件发展、选型、应用。

过压保护元件的发展趋势和挑战在各类电子产品中，设计过流、过压保护元件的趋势日益增强，其主要驱动来自以下几个方面：

1. IC的功能和集成度越来越强，需要加强保护；

2.半导体元件和IC的工作电压越来越低，其抗过电流/过电压的能力需要满足新的保护要求；

3.消费类的电子产品都需要电池组件作为电源，在电池组件和电池充电器中都必须配置保护元件；

4.高档汽车中的电子设备工作条件比一般的电子产品更为恶劣，在为这些电子设备配套的电源适配器中，一般都需要同时安装过电流和过电压保护元件；

在电力/电子产品方面，都需要防止雷击及电源线与电话线的交扰，以保证正常通信和用户人身安全。伴随着产品的需求和发展。保护器件的结构也从最原始的引线式发展到表面安装再到器件集成化。最新的趋势则是用类似和不同的电路保护元件创建成小体积的多片阵列，阵列技术可以使一块印制电路板上电路保护元件的密度成倍增加，使元件的布局更加容易，进而节省了OEM包括选择和安装成本在内的使用单独分立元件的成本。

如此种类繁多的保护器件，工程师该如何进行选择呢？面对不同的应用，又该考虑哪些参数？如何正确选择保护器件是很多工程师面临的挑战。

如何选择电子熔断器保护器件？虽然种类繁多，从功能上讲可以分为过流保护和过压保护。最重要的过流保护器件是熔断器，也叫保险丝。它一般串联在电路中，要求其电阻要小（功耗小），当电路正常工作时，它只相当于一根导线，能够长时间稳定的导通电路；由于电源或外部干扰而发生电流波动时，也应能承受一定范围的过载；只有当电路中出现较大的过载电流(故障或短路)时，熔断器才会动作，通过断开电流来保护电路的安全过压保护元件，以避免产品烧毁的危险。在熔断器分断电路的过程中,由于电路电压的存在,在熔体断开的瞬间会发生电弧,高质量的熔断器应该尽量避免这种飞弧;在分断电路后,熔断器应能耐受加在两端的电路电压.熔断器受脉冲损伤会逐步降低承受脉冲的能力,选用时需要考虑必要的安全余量;这个安全余量是指熔断器的总熔断(动作)时间，它是预飞弧时间和飞弧时间之和.所以在选择的时候需要留意它的熔断特性和额定电流这个基本条件；另外安装时要考虑熔断器周边的环境，熔断器只有达到本身的熔化热能值的时候才会熔断，如果是在环境较冷的状况下，它的熔断时间会变化，这是使用时必须留意的。

过压保护的重要作用

过压保护元件与过流保护所起的作用完全不一样，它的作用主要是为了防止雷击、工业浪涌电压、静电感应(ESD)。

过压保护元件的选择有四个要点：

1. 关断电压Vrwm的选择

一般关断电压至少要比线路最高工作电压高10％

2. 箝位电压VC的选择

VC是指在ESD冲击状态时通过TVS的电压，它必须小于被保护电路的能承受的最大瞬态电压

3. 浪涌功率Pppm的选择

不同功率，保护的时间不同，如600w（10/1000us）；300W（8/20us）

4.极间电容的选择

被保护元器件的工作频率越高，要求TVS的电容要越小