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，電腦主機燒毀，手機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)致電路保護元件的高速發(fā)展，如今的保護器件已發(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)來選擇合適的保護器件？線路設(shè)計中應(yīng)注意哪些因數(shù)？遇到壞機失效分析如何著手？針對這些問題，電子元件技術(shù)網(wǎng)特邀保護器件專家講述：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)用等等問題來解讀保護器件發(fā)展、選型、應(yīng)用。同時還對社區(qū)內(nèi)工程師實際遇到的電路保護熱點問題進行總結(jié)，對實際的應(yīng)用也是很有幫助的。
保護器件的發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)
在各類電子產(chǎn)品中，設(shè)置過流、過壓保護元件的趨勢日益增強，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，需要加強保護；
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要求；
3. 消費類的電子產(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元件的密度成倍增加，使元件的布局更加容易，進而節(jié)省了OEM包括選擇和安裝成本在內(nèi)的使用單獨分立元件的成本。這些問題都在《電路保護元件設(shè)計和結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢》一文中詳細論述。
如此種類繁多的保護器件，工程師該如何進行選擇呢？面對不同的應(yīng)用，又該考慮哪些參數(shù)？如何正確選擇保護器件是很多工程師面臨的挑戰(zhàn)。
如何選擇電子熔斷器
保護器件雖然種類繁多，從功能上講可以分為過流保護和過壓保護。最重要的過流保護器件是熔斷器，也叫保險絲。它一般串聯(lián)在電路中，要求其電阻要?。ü男。?，當(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電路的安全，以避免產(chǎn)品燒毀的危險。
在熔斷器分斷電路的過程中,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;在分斷電路后,熔斷器應(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。電子元件技術(shù)網(wǎng)將近期于成都舉辦的電路保護與電磁兼容研討會上專家演講進行了總結(jié)，提煉出了《電子熔斷器的選型要領(lǐng)》的精彩內(nèi)容，希望能夠幫助工程師解決選型中遇到的實際問題。
過壓保護的重要作用
過壓保護器與過流保護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13％;每年因靜電放電造成的直接經(jīng)濟損失高達200多億美元。由此可見過壓保護的重要性。過壓保護器件的選擇有四個要點：
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，保護的時間不同，如600w（10/1000us）；300W（8/20us）
4.極間電容的選擇
被保護元器件的工作頻率越高，要求TVS的電容要越小
這些分類與選擇的精彩內(nèi)容出自研討會中專家演講的精彩總結(jié)《超快速相應(yīng)半導(dǎo)體過壓保護器件》
電路保護問答精彩集錦
以上僅僅是選擇保護器件的時候要注意的問題，但是在運用的過程中碰到的問題更多。例如：
1.生產(chǎn)過程中遇到保險絲異常熔斷時怎么辦？
2.什么是自恢復(fù)保險絲，它有什么好處？
3.熔斷器和熱繼電器有什么不同之處？
4.請教在筆記本電腦上需要用到哪些保護器件？如何保護？
5.LED照明產(chǎn)品中使用保險絲主要是為了保護什么？
電子元件技術(shù)網(wǎng)邀請到行業(yè)的專家對這些問題一一作答，精彩內(nèi)容請看《電路保護問答精彩集錦》
