隨著電子技術(shù)的發(fā)展和電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代,電力電子產(chǎn)品對可靠性和安全性的要求日益提高。君不見電器漏電,電腦主機(jī)燒毀,手機(jī)爆炸等問題困擾著多少使用者,又有多少產(chǎn)品因為沒能通過安規(guī)測試而推遲上市。問題的多樣化和復(fù)雜化導(dǎo)致電路保護(hù)元件的高速發(fā)展,如今的保護(hù)器件已發(fā)展成為一個品類繁多的新興電子元件領(lǐng)域。
面對這樣一個復(fù)雜多樣的領(lǐng)域,我們有很多的疑問。保護(hù)器件的發(fā)展趨勢怎么樣?應(yīng)用工程師該根據(jù)哪些參數(shù)來選擇合適的保護(hù)器件?
線路設(shè)計中應(yīng)注意哪些因數(shù)?遇到壞機(jī)失效分析如何著手?針對這些問題,萬瑞和電子保護(hù)器件產(chǎn)品經(jīng)理們從業(yè)幾十年的經(jīng)驗總結(jié):小型熔斷器的十大要素、好的熔斷器應(yīng)滿足的條件、影響熔斷器性能的六要素;TVS靜電保護(hù)及濾波器件的選擇,極間電容的選擇,大功率TVS的應(yīng)用等等問題來解讀過流電保護(hù)器件發(fā)展、選型、應(yīng)用。
在各類電子產(chǎn)品中,設(shè)置過壓、過電流保護(hù)元件的趨勢日益增強(qiáng),其主要驅(qū)動來自以下幾個方面:
1、IC的功能和集成度越來越強(qiáng),需要加強(qiáng)保護(hù);
2、半導(dǎo)體元件和IC的工作電壓越來越低,其抗過電流/過電壓的能力需要滿足新的保護(hù)要求;
3、消費(fèi)類的電子產(chǎn)品都需要電池組件作為電源,在電池組件和電池充電器中都必須配置保護(hù)元件;
4、高檔汽車中的電子設(shè)備工作條件比一般的電子產(chǎn)品更為惡劣,在為這些電子設(shè)備配套的電源適配器中,一般都需要同時安裝過電流和過電壓保護(hù)元件;在電力/電子產(chǎn)品方面,都需要防止雷擊及電源線與電話線的交擾,以保證正常通信和用戶人身安全。
伴隨著產(chǎn)品的需求和發(fā)展。保護(hù)器件的結(jié)構(gòu)也從最原始的引線式發(fā)展到表面安裝再到器件集成化。最新的趨勢則是用類似和不同的電路保護(hù)元件創(chuàng)建成小體積的多片陣列,陣列技術(shù)可以使一塊印制電路板上電路保護(hù)元件的密度成倍增加,使元件的布局更加容易,進(jìn)而節(jié)省了OEM包括選擇和安裝成本在內(nèi)的使用單獨(dú)分立元件的成本。
如此種類繁多的保護(hù)器件,工程師該如何進(jìn)行選擇呢?面對不同的應(yīng)用,又該考慮哪些參數(shù)?如何正確選擇保護(hù)器件是很多工程師面臨的挑戰(zhàn)。
保護(hù)器件雖然種類繁多,從功能上講可以分為過電流保護(hù)器和過壓保護(hù)器。最重要的過電流保護(hù)器件是熔斷器,也叫保險絲。它一般串聯(lián)在電路中,要求其電阻要?。ü男。?dāng)電路正常工作時,它只相當(dāng)于一根導(dǎo)線,能夠長時間穩(wěn)定的導(dǎo)通電路;由于電源或外部干擾而發(fā)生電流波動時,也應(yīng)能承受一定范圍的過載;只有當(dāng)電路中出現(xiàn)較大的過載電流(故障或短路)時,熔斷器才會動作,通過斷開電流來保護(hù)電路的安全,以避免產(chǎn)品燒毀的危險。
在熔斷器分?jǐn)嚯娐返倪^程中,由于電路電壓的存在,在熔體斷開的瞬間會發(fā)生電弧,高質(zhì)量的熔斷器應(yīng)該盡量避免這種飛弧;在分?jǐn)嚯娐泛螅蝗蹟嗥鲬?yīng)能耐受加在兩端的電路電壓。熔斷器受脈沖損傷會逐步降低承受脈沖的能力,選用時需要考慮必要的安全余量;這個安全余量是指熔斷器的總?cè)蹟?動作)時間,它是預(yù)飛弧時間和飛弧時間之和。所以在選擇的時候需要留意它的熔斷特性和額定電流這個基本條件;另外安裝時要考慮熔斷器周邊的環(huán)境,熔斷器只有達(dá)到本身的熔化熱能值的時候才會熔斷,如果是在環(huán)境較冷的狀況下,它的熔斷時間會變化,這是使用時必須留意的。
過壓保護(hù)器與過電流保護(hù)所起的作用完全不一樣,它的作用主要是為了防止雷擊、工業(yè)浪涌電壓、靜電感應(yīng)(ESD)。他們是按照釋放電荷的等級來分類的。據(jù)美國Insurance保險公司統(tǒng)計,通訊及數(shù)據(jù)傳輸處理設(shè)備損失比例,雷擊造成的損害高達(dá)13%;每年因靜電放電造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)200多億美元。由此可見過壓保護(hù)的重要性。
過壓保護(hù)器件的選擇有四個要點(diǎn):
1. 關(guān)斷電壓Vrwm的選擇一般關(guān)斷電壓至少要比線路最高工作電壓高10%;
2. 箝位電壓VC的選擇VC是指在ESD沖擊狀態(tài)時通過TVS的電壓,它必須小于被保護(hù)電路的能承受的最大瞬態(tài)電壓;
3. 浪涌功率Pppm的選擇不同功率,保護(hù)的時間不同,如600w(10/1000us);300W(8/20us );
4.極間電容的選擇被保護(hù)元器件的工作頻率越高,要求TVS的電容要越小。
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面對這樣一個復(fù)雜多樣的領(lǐng)域,我們有很多的疑問。保護(hù)器件的發(fā)展趨勢怎么樣?應(yīng)用工程師該根據(jù)哪些參數(shù)來選擇合適的保護(hù)器件?
線路設(shè)計中應(yīng)注意哪些因數(shù)?遇到壞機(jī)失效分析如何著手?針對這些問題,萬瑞和電子保護(hù)器件產(chǎn)品經(jīng)理們從業(yè)幾十年的經(jīng)驗總結(jié):小型熔斷器的十大要素、好的熔斷器應(yīng)滿足的條件、影響熔斷器性能的六要素;TVS靜電保護(hù)及濾波器件的選擇,極間電容的選擇,大功率TVS的應(yīng)用等等問題來解讀過流電保護(hù)器件發(fā)展、選型、應(yīng)用。
在各類電子產(chǎn)品中,設(shè)置過壓、過電流保護(hù)元件的趨勢日益增強(qiáng),其主要驅(qū)動來自以下幾個方面:
1、IC的功能和集成度越來越強(qiáng),需要加強(qiáng)保護(hù);
2、半導(dǎo)體元件和IC的工作電壓越來越低,其抗過電流/過電壓的能力需要滿足新的保護(hù)要求;
3、消費(fèi)類的電子產(chǎn)品都需要電池組件作為電源,在電池組件和電池充電器中都必須配置保護(hù)元件;
4、高檔汽車中的電子設(shè)備工作條件比一般的電子產(chǎn)品更為惡劣,在為這些電子設(shè)備配套的電源適配器中,一般都需要同時安裝過電流和過電壓保護(hù)元件;在電力/電子產(chǎn)品方面,都需要防止雷擊及電源線與電話線的交擾,以保證正常通信和用戶人身安全。
伴隨著產(chǎn)品的需求和發(fā)展。保護(hù)器件的結(jié)構(gòu)也從最原始的引線式發(fā)展到表面安裝再到器件集成化。最新的趨勢則是用類似和不同的電路保護(hù)元件創(chuàng)建成小體積的多片陣列,陣列技術(shù)可以使一塊印制電路板上電路保護(hù)元件的密度成倍增加,使元件的布局更加容易,進(jìn)而節(jié)省了OEM包括選擇和安裝成本在內(nèi)的使用單獨(dú)分立元件的成本。
如此種類繁多的保護(hù)器件,工程師該如何進(jìn)行選擇呢?面對不同的應(yīng)用,又該考慮哪些參數(shù)?如何正確選擇保護(hù)器件是很多工程師面臨的挑戰(zhàn)。
保護(hù)器件雖然種類繁多,從功能上講可以分為過電流保護(hù)器和過壓保護(hù)器。最重要的過電流保護(hù)器件是熔斷器,也叫保險絲。它一般串聯(lián)在電路中,要求其電阻要?。ü男。?dāng)電路正常工作時,它只相當(dāng)于一根導(dǎo)線,能夠長時間穩(wěn)定的導(dǎo)通電路;由于電源或外部干擾而發(fā)生電流波動時,也應(yīng)能承受一定范圍的過載;只有當(dāng)電路中出現(xiàn)較大的過載電流(故障或短路)時,熔斷器才會動作,通過斷開電流來保護(hù)電路的安全,以避免產(chǎn)品燒毀的危險。
在熔斷器分?jǐn)嚯娐返倪^程中,由于電路電壓的存在,在熔體斷開的瞬間會發(fā)生電弧,高質(zhì)量的熔斷器應(yīng)該盡量避免這種飛??;在分?jǐn)嚯娐泛螅蝗蹟嗥鲬?yīng)能耐受加在兩端的電路電壓。熔斷器受脈沖損傷會逐步降低承受脈沖的能力,選用時需要考慮必要的安全余量;這個安全余量是指熔斷器的總?cè)蹟?動作)時間,它是預(yù)飛弧時間和飛弧時間之和。所以在選擇的時候需要留意它的熔斷特性和額定電流這個基本條件;另外安裝時要考慮熔斷器周邊的環(huán)境,熔斷器只有達(dá)到本身的熔化熱能值的時候才會熔斷,如果是在環(huán)境較冷的狀況下,它的熔斷時間會變化,這是使用時必須留意的。
過壓保護(hù)器與過電流保護(hù)所起的作用完全不一樣,它的作用主要是為了防止雷擊、工業(yè)浪涌電壓、靜電感應(yīng)(ESD)。他們是按照釋放電荷的等級來分類的。據(jù)美國Insurance保險公司統(tǒng)計,通訊及數(shù)據(jù)傳輸處理設(shè)備損失比例,雷擊造成的損害高達(dá)13%;每年因靜電放電造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)200多億美元。由此可見過壓保護(hù)的重要性。
過壓保護(hù)器件的選擇有四個要點(diǎn):
1. 關(guān)斷電壓Vrwm的選擇一般關(guān)斷電壓至少要比線路最高工作電壓高10%;
2. 箝位電壓VC的選擇VC是指在ESD沖擊狀態(tài)時通過TVS的電壓,它必須小于被保護(hù)電路的能承受的最大瞬態(tài)電壓;
3. 浪涌功率Pppm的選擇不同功率,保護(hù)的時間不同,如600w(10/1000us);300W(8/20us );
4.極間電容的選擇被保護(hù)元器件的工作頻率越高,要求TVS的電容要越小。