电路保护中常用的被动元器件有哪些?本文帮你梳理清楚

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电路保护 - 被动元器件

经典的电路保护方案中,会用到被动元器件(如保险丝,瞬态电压抑制器件等)来进行电路保护。

下图是一个典型的电路保护方案的示意图:

典型的电路保护方案

图 1:典型的电路保护方案

当输入电压过高,可以使用瞬态电压抑制器件,如瞬态抑制二极管(TVS),把过多的能量传导到地。当电流过大,可以串联保险丝,过大的电流会使保险丝熔断,从而保护电路。

瞬态电压抑制器件

它们结构和特性有一定的区别,但都有类似的工作方式:当电压超过器件阈值时,分流多余的电流。

TVS 解决浪涌原理

图2:TVS 解决浪涌原理

当输入端出现过电压情况时,TVS导通,并通过将多余的能量分流到地(GND),来保护电路免受过压的危险。

不同瞬态电压抑制器件的响应时间,如下图所示:

不同瞬态电压抑制器件的响应时间

  • 瞬态抑制二极管(TVS )
  • 金属氧化物变阻器(MOV )
  • 气体放电管(GDT )

尽管TVS装置能有效地抑制非常高的电压偏移,但当面临持续的过电压事件时,它们不能免受损坏,因此需要定期监测或更换装置。而GDT的响应时间可能需要几微秒,但可以处理更大的浪涌。

过流保护:保险丝

串联保险丝,当电路电流过大时,会使保险丝熔断,从而保护电路。同时也带来了维护更换的问题。也可使用可复位保险丝(PTC)降低维护要求。

可复位保险丝可以看成一个正温度系数地电阻,电流越大,自身发热越大,导致自身电阻急剧增加,从而达到抑制电流的效果。

过流保护:保险丝

  • 保险丝
  • 可复位保险丝(PTC )

保险丝熔断时间

在Digi-Key网站中,可以根据响应时间快、中、慢来选择合适的保险丝。

保险丝熔断时间
图3:保险丝熔断时间

保险丝响应时间不是越快越好,如一些电机应用,启动电流可能非常大,导致在启动阶段误操作,烧坏了保险丝。同样在更换保险丝的时候,需要注意,更换保险丝的响应时间最好和之前使用的保险丝一致,否则可能会有意想不到风险。

本文小结

当然被动保护器件不止几种,也可以使用二极管来应对反极性连接的问题,或者通过电容电感构成的滤波器来解决较小的瞬态电流电脑。了解项目中各种潜在的危险,然后根据项目具体的要求,对症下药,合理选择合适的电路保护方案,才能事半功倍。

文章来源: 得捷电子DigiKey

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