第五講:專家解答電路保護設計的常見問題
發布時間:2012-02-13 來源:CNT Networks
中心議題:
- 保險絲選型及應用設計的常見問題
- 防雷器件的選用及設計難題
- ESD防護器件的應用常見問題
相關性閱讀:
【Class1】常用過壓、過流、過溫保護器件之選型技巧
http://www.0-fzl.cn/art/artinfo/id/80015099
【Class2】保險絲的應用方案及常見問題解答
http://www.0-fzl.cn/art/artinfo/id/80015226
【Class3】TVS二極管的定性應用與案例分析
http://www.0-fzl.cn/art/artinfo/id/80015346
【Class4】防雷器件的選型技巧與設計方案
http://www.0-fzl.cn/art/artinfo/id/80015435
本文整理工程師在電路保護設計中經常遇到的一些問題,精選出關於保險絲、防雷器件和ESD保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)的(de)選(xuan)型(xing)及(ji)應(ying)用(yong)的(de)問(wen)題(ti),由(you)資(zi)深(shen)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)設(she)計(ji)專(zhuan)家(jia)給(gei)予(yu)專(zhuan)業(ye)權(quan)威(wei)的(de)解(jie)答(da),旨(zhi)在(zai)幫(bang)助(zhu)工(gong)程(cheng)師(shi)正(zheng)確(que)選(xuan)擇(ze)和(he)使(shi)用(yong)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian),設(she)計(ji)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。
保險絲選型及應用設計的常見問題
xiamianzhenglileyixiezaidianlubaohuyantaohuijidianziyuanjianjishuwangluntanzhongyinqireyideguanyubaoxiansixuanxingyuyingyongshejidejigechangjianwenti,zhizaibangzhugongchengshiliqingbutongbaoxiansideyingyongchayi,liru:熔斷器和熱繼電器的比較,快斷保險絲與慢斷保險絲的具體應用差異,自複式保險絲和一次性保險絲的性能對比等。
另外,鄭索平先生在“解惑篇:熔斷器應用設計常見問題TOP 10”中zhong,結jie合he自zi己ji豐feng富fu的de工gong作zuo經jing驗yan,對dui於yu諸zhu如ru什shen麼me是shi保bao險xian絲si的de分fen斷duan能neng力li,環huan境jing溫wen度du對dui保bao險xian絲si性xing能neng的de影ying響xiang等deng熔rong斷duan器qi應ying用yong設she計ji中zhong常chang見jian的de問wen題ti,給gei出chu了le權quan威wei而er明ming晰xi的de回hui答da。
解惑篇:熔斷器應用設計常見問題TOP 10
http://www.0-fzl.cn/bbs/viewthread.php?tid=2119
Q:熔斷器和熱繼電器有什麼不同之處?
A:熔斷器我們使用的較多,也就是一般的保險絲,因為使用的環境不同大小也有些變化;tadezuoyongjiushizaidianliuyichanghuoshenggaodaoyidingdegaodudeshihou,zishenrongduanqieduandianliu,congerqidaobaohudianluanquanyunxingdezuoyong。errejidianqizuoyongshikongzhiwendude,dangjiqiwendushangshengdaorejidianqisuoshedingdewendushangxianshi,zidongqieduandianlubaohujiqi。tadegouzaoshiliangpianpengzhangxishubutongdejinshupiangoucheng,dianliuguodashipengzhangxishudadexianpengzhang,qidaoqieduandianyuandezuoyong。rejidianqidongzuohouyourengongfuweihezidongfuweiliangzhong。 簡單的說就是:熔斷器和熱繼電器都能起到”過負荷保護“的作用。 rongduanqizhongderongsiyidanxuanyong,guofuhedexingnengjiugudingle。errejidianqisuoshedingdewendushikeyitiaojiede,gengfangbian。yigeshijitidewendukongzhi,yigeshidianludekongzhi 。熔斷器是控製電流的,機器負荷大過額定值,電流就會過大,熔斷器就會時切斷而保護。
Q:快斷保險絲跟慢斷保險絲的具體應用有哪些區別?
A:快斷的話,在250%過載時一般是在5秒之內,慢斷在200%過載一般是1到60miao,congshijianfanweilaikanbuyiyang,tamenderonghuarenengzhiyebuyiyang,kangmaichongnenglixiangyingdeyehuiyougaodi。yingyongfanweiwomenkuaiduanyibanyongzaixiaodeshumachanpin,kaijimaichongbijiaoxiaodechanpin,birushouji,MP3,MP4等;慢斷應用在開機脈衝比較大的場合,比如液晶電視裏麵比較高電流環境裏麵。
Q:普通的保險絲和慢熔的保險絲,長期工作以後它的特性是遲鈍了,還是更靈敏了?因為有次數可能會比較靈敏,但是可能會老化。
A:打個比方,如果是1安培經過1個脈衝就變成0.99A,再衝一次就變成0.98A,有個老化過程,按照你的講法是越來越靈敏了。
Q:自複式保險絲和一次性保險絲的應用場合有區別嗎?還是說自複式的更先進?
A1:可恢複保險絲本質上是正溫度係數的熱敏電阻,它是通過PTC材料的電阻值對溫度的正相關及在居裏點時的突變而起到電路保護作用的,這一點原理跟保險絲完全不同。
我們先來看看這兩種產品的相同點:它(ta)們(men)都(dou)可(ke)用(yong)來(lai)作(zuo)電(dian)路(lu)的(de)過(guo)電(dian)流(liu)保(bao)護(hu),其(qi)使(shi)用(yong)的(de)不(bu)少(shao)領(ling)域(yu)和(he)場(chang)合(he)有(you)類(lei)似(si),還(hai)有(you)一(yi)部(bu)分(fen)場(chang)合(he)這(zhe)兩(liang)種(zhong)產(chan)品(pin)都(dou)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong),還(hai)可(ke)以(yi)互(hu)相(xiang)替(ti)換(huan),例(li)如(ru)在(zai)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)要(yao)求(qiu)不(bu)太(tai)高(gao)的(de)電(dian)池(chi)保(bao)護(hu)應(ying)用(yong)中(zhong)這(zhe)兩(liang)類(lei)產(chan)品(pin)都(dou)能(neng)各(ge)領(ling)風(feng)騷(sao);在對某些IC等重要器件保護應用中,或電源的輸入/輸出端就隻有一次性保險絲才有可能勝任其保護功能;而一些必須避免因過熱而燒壞產品的場合則是PTC的最佳用武之地;然而在更大多數的場合裏,這兩類產品還是有很多很多的差異,甚至根本不可能互相替代。
A2:自zi恢hui複fu保bao險xian絲si較jiao適shi合he用yong於yu當dang用yong戶hu誤wu操cao作zuo或huo外wai接jie設she備bei發fa生sheng故gu障zhang時shi保bao護hu本ben設she備bei,防fang止zhi故gu障zhang擴kuo大da的de場chang合he。而er一yi次ci性xing保bao險xian絲si更geng適shi合he用yong於yu防fang止zhi本ben設she備bei發fa生sheng故gu障zhang後hou導dao致zhi的de用yong戶hu生sheng命ming財cai產chan安an全quan隱yin患huan,例li如ru可ke能neng造zao成cheng的de起qi火huo、爆炸等等。
Q:生產過程中遇到保險絲異常熔斷時怎麼辦?
A:我們首先需要檢查發生問題工序的實際操作情況:如果是手工操作的要排除動作過程中是否有造成短路的可能性;如果是機器操作的則要檢查實際輸出電流有沒有超出保險絲可以承受的限度;有you少shao部bu分fen問wen題ti是shi可ke以yi在zai工gong序xu分fen析xi時shi就jiu予yu以yi解jie決jue的de。在zai確que認ren操cao作zuo工gong序xu沒mei有you問wen題ti後hou再zai作zuo進jin一yi步bu的de深shen入ru分fen析xi。我wo們men必bi須xu從cong過guo電dian流liu和he保bao險xian絲si兩liang方fang麵mian同tong時shi分fen別bie加jia以yi考kao慮lv和he分fen析xi:整機客戶需要檢查整機電路脈衝電流的大小和有沒有異常。 在分析問題時要考慮兩點:一是選型當時計算有沒有差錯,由於開機脈衝的隨機性而沒有抓到最大脈衝波形、計算時沒有考慮到保險絲熔化熱能值的分布範圍、考慮多次衝擊的老化餘量不夠等都可能造成選型時的欠缺;二是生產過程中的電路狀況有沒有發生變化,由於機種變化帶來的電路結構上的變化、電路中部分元器件的規格更改或品牌更改、電容電感開關NTC等零件的參數變化等也都可能引起電路脈衝波形的變化;保險絲製造廠的應用工程師需要配合客戶進行電路技術分析和抓測實際脈衝能量,逐一排除各項變化,雙方一起進行分析評估。
[page]
防雷器件的選用及設計難題
Q:開關型防雷器和限壓型防雷器的區別是什麼?
A:開關型防雷器為間隙放電型器件,其雷電能量瀉放能力大,在線路上使用的主要作用是泄放雷電能量;xianyaxingfangleiqiweiyanghuaxinyamindianzuqijian,qileidiannengliangxiefangnenglixiao,danqiguodianyayizhinenglihao,zaixianlushangshiyongdezhuyaozuoyongshixianzhiguodianya。yinci,yibanzaijianzhuwurukouchuxuanyongrukaiguanxingfangleiqilaixiefangleidiannengliang,ranhou,zaihoujidianlushiyongxianyaxingfangleiqilaixianzhiyinqianjileidiannengliangxiefanghou,zaihoujixianluchanshengdegaoguodianya。liangzhongfangleiqixupeiheshiyong,fangnengbaozhengpeidianxianluzhongshebeideanquan。

開關型防雷器和限壓型防雷器的區別
Q:將設備的直流供電電源(負極,GND)直接和大地連接起來,能起到防雷作用嗎?
A:不能,將設備的直流供電電源(負極,GND)直(zhi)接(jie)和(he)大(da)地(di)連(lian)接(jie)起(qi)來(lai),反(fan)而(er)起(qi)到(dao)容(rong)易(yi)引(yin)起(qi)雷(lei)擊(ji)的(de)作(zuo)用(yong)。如(ru)果(guo)要(yao)避(bi)免(mian)機(ji)器(qi)受(shou)雷(lei)擊(ji),機(ji)器(qi)的(de)任(ren)何(he)部(bu)分(fen)最(zui)好(hao)不(bu)要(yao)與(yu)大(da)地(di)連(lian)接(jie),雷(lei)擊(ji)一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)通(tong)過(guo)外(wai)接(jie)天(tian)線(xian)或(huo)外(wai)接(jie)電(dian)纜(lan)引(yin)進(jin)設(she)備(bei),然(ran)後(hou)再(zai)通(tong)過(guo)地(di)線(xian)形(xing)成(cheng)放(fang)電(dian)回(hui)路(lu)的(de),如(ru)果(guo)設(she)備(bei)不(bu)接(jie)地(di)(但對地絕緣也要非常好),雷電就不會通過設備形成電流回路,即不會產生雷擊。如果設備對地絕緣不好,容易產生雷擊,則最好在電纜線(如天線或電源線)輸入設備的前端對地安裝放電裝置,讓雷電被通過放電裝置流入地球,使雷電被旁路,從而保護設備內部器件的安全。
Q:選用氧化鋅防雷電湧保護器,靜態漏電流是否越小越好?
A:不是!fanyingyanghuaxinyamindianzudianyongbaohuqidezhongyaojishuzhibiaozhiyishizaiduociedingtongliuhoudeloudianliubianhualv,erbushichushiloudianliudedaxiao,yigehegedefangleiqichushiloudianliuyibanbudayu40μA。多數國產的電湧保護器,初始漏電流都很小(多數小於5μA),但dan承cheng受shou額e定ding通tong流liu放fang電dian後hou,漏lou電dian流liu開kai始shi增zeng大da,並bing且qie隨sui著zhe放fang電dian次ci數shu的de增zeng加jia,漏lou電dian流liu持chi續xu增zeng大da加jia,當dang漏lou電dian流liu增zeng加jia到dao一yi定ding值zhi時shi,防fang雷lei器qi開kai始shi發fa熱re,劣lie化hua速su度du變bian快kuai,極ji易yi引yin起qi火huo災zai,這zhe是shi非fei常chang危wei險xian的de!多數進口的電湧保護器初始漏電流都比較大(5-30μA),但經受多次額定通流放電後,漏電流確增加的很少,這是非常重要的指標。漏電流變化大的電湧保護器,安全性、可靠性及使用壽命都較低,漏電流變化率越低,電湧保護器使用的安全性和可靠性以及使用壽命越高。
Q:氧化鋅壓敏電阻防雷器能對電源過壓起到保護作用嗎?
A:不能!浪湧電壓是指迭加在電源上的瞬間脈衝,是存在時間極短的階躍函數(幾百μs)。而電源過壓是指電源電壓持續偏高的現象,是存在時間較長的穩態函數(幾秒-幾分鍾),對(dui)稱(cheng)性(xing)偏(pian)高(gao)是(shi)電(dian)網(wang)波(bo)動(dong)或(huo)電(dian)網(wang)負(fu)荷(he)出(chu)現(xian)大(da)的(de)變(bian)化(hua)引(yin)起(qi),非(fei)對(dui)稱(cheng)偏(pian)高(gao)由(you)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)出(chu)現(xian)接(jie)地(di)故(gu)障(zhang)或(huo)單(dan)相(xiang)特(te)大(da)負(fu)荷(he)變(bian)動(dong)引(yin)起(qi)。防(fang)雷(lei)器(qi)通(tong)流(liu)時(shi),強(qiang)大(da)的(de)湧(yong)流(liu)在(zai)導(dao)通(tong)電(dian)阻(zu)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)就(jiu)是(shi)被(bei)保(bao)護(hu)的(de)電(dian)壓(ya)Up,zhegedianliunengliangyinqifangleiqifare。dangfarewenshengchaoguoyanghuaxinyamindianzudejixianshi,jiangchuxianbukehuifuxingsunhuai。youyulangyongdianyachixudeshijianfeichangduanzan,yincijudadeyongliuyinqideyanghuaxinyamindianzufarebuzuyichaochujixianzhi,erdianyuanguoyajinguandianliuxiao,danchixudeshijianchang,MOV很快升溫到損壞的極限值。因此防雷器不能用於電源係統過壓保護!
Q:防雷器安裝在空氣開關的後麵,在發生放電時是否會引起誤動?
A:不會!因yin為wei雷lei電dian浪lang湧yong的de時shi間jian是shi微wei秒miao級ji,而er空kong氣qi開kai關guan的de動dong作zuo時shi間jian是shi毫hao秒miao級ji,防fang雷lei器qi放fang電dian不bu足zu以yi引yin起qi空kong氣qi開kai關guan動dong作zuo。但dan不bu排pai除chu特te殊shu情qing況kuang下xia持chi續xu時shi間jian長chang的de浪lang湧yong放fang電dian,引yin起qi空kong氣qi開kai關guan動dong作zuo。
ESD防護器件的應用常見問題
Q:ESD 防護器件什麼時候應該放在端口處,什麼時候該放在芯片管角?
A:保(bao)護(hu)單(dan)個(ge)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)就(jiu)放(fang)在(zai)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)的(de)地(di)方(fang)最(zui)好(hao),如(ru)果(guo)保(bao)護(hu)整(zheng)個(ge)設(she)備(bei)就(jiu)放(fang)在(zai)端(duan)口(kou)。放(fang)在(zai)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)這(zhe)個(ge)地(di)方(fang),後(hou)麵(mian)那(na)一(yi)段(duan)照(zhao)樣(yang)有(you)電(dian)壓(ya)可(ke)以(yi)感(gan)應(ying)到(dao)別(bie)的(de)IC 上,對別的IC 會產生損壞,所以你要保護好IC,就在IC 加上ESD 的保護,如果對整個設備進行保護的話,所有的接口都加ESD 保護就足夠了,這個成本是最低的。因為你把數據輸出、輸入接一個保護,裏麵本身不會產生ESD 放電,如果裏麵產生ESD 放電早不能過關,ESD fangdiankendingcongwaimianjinqude,basuoyoudekoudoufengzhujiubuhuiyouwenti。suoyi,wojianyiniruguocongshebeikaolv,congchengbenkaolvjiujieshurushuchukoudedifang,weilebaohujichengdianlu,duiqitabuguandehuajiujiezaijichengdianlushang。
Q:在射頻電路中,敏感線路(如數據線等)如何保護?
A:數(shu)據(ju)線(xian)大(da)家(jia)都(dou)已(yi)經(jing)有(you)很(hen)多(duo)方(fang)法(fa),一(yi)般(ban)數(shu)據(ju)線(xian)最(zui)好(hao)用(yong)差(cha)分(fen),將(jiang)兩(liang)根(gen)線(xian)扭(niu)在(zai)一(yi)起(qi),扭(niu)在(zai)一(yi)起(qi)以(yi)後(hou)一(yi)個(ge)流(liu)進(jin)去(qu),一(yi)個(ge)流(liu)出(chu)來(lai),雙(shuang)絞(jiao)在(zai)一(yi)起(qi),外(wai)麵(mian)加(jia)一(yi)層(ceng)屏(ping)蔽(bi)線(xian),外(wai)麵(mian)隻(zhi)有(you)一(yi)條(tiao)接(jie)地(di),不(bu)要(yao)兩(liang)條(tiao)都(dou)接(jie),接(jie)一(yi)頭(tou)就(jiu)可(ke)以(yi)了(le),雙(shuang)絞(jiao)線(xian)對(dui)電(dian)子(zi)幹(gan)擾(rao)互(hu)相(xiang)抵(di)消(xiao),同(tong)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)流(liu)出(chu)來(lai)的(de)電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)的(de)方(fang)向(xiang)正(zheng)好(hao)相(xiang)反(fan),互(hu)相(xiang)抵(di)消(xiao),差(cha)分(fen)是(shi)最(zui)好(hao)的(de),不(bu)要(yao)接(jie)到(dao)公(gong)共(gong)地(di)上(shang),用(yong)差(cha)分(fen)。很(hen)簡(jian)單(dan),這(zhe)個(ge)線(xian)加(jia)一(yi)個(ge)磁(ci)環(huan),兩(liang)端(duan)都(dou)加(jia)一(yi)個(ge)磁(ci)環(huan),這(zhe)個(ge)磁(ci)環(huan)對(dui)差(cha)模(mo)有(you)相(xiang)當(dang)等(deng)於(yu)零(ling),流(liu)過(guo)的(de)信(xin)號(hao)一(yi)個(ge)是(shi)差(cha)模(mo)信(xin)號(hao),幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)大(da)部(bu)分(fen)是(shi)共(gong)模(mo)的(de),加(jia)上(shang)電(dian)感(gan)上(shang)麵(mian)對(dui)共(gong)模(mo)很(hen)有(you)效(xiao),ESD 放電基本上都是共模,加載上麵對ESD 起(qi)到(dao)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。充(chong)放(fang)電(dian)加(jia)一(yi)個(ge)小(xiao)磁(ci)環(huan),如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)小(xiao)磁(ci)環(huan),用(yong)適(shi)配(pei)器(qi)往(wang)插(cha)頭(tou)上(shang)一(yi)插(cha),瞬(shun)間(jian)選(xuan)擇(ze)突(tu)然(ran)充(chong)電(dian)會(hui)有(you)損(sun)壞(huai),不(bu)要(yao)輕(qing)易(yi)把(ba)磁(ci)環(huan)去(qu)掉(diao),那(na)就(jiu)是(shi)讓(rang)你(ni)對(dui)充(chong)放(fang)電(dian)抑(yi)製(zhi)速(su)度(du)的(de)降(jiang)慢(man)。
Q:ESD器件失效模式有兩種,一種是短路,即所謂的擊穿;另外一種則是開路,在實際電路中可以忽略這一並聯分路的存在。不同失效模式的ESD器件對電路都有什麼影響?
A:如果電路中用的是失效模式為短路的ESD器件,則第一時間可以判斷這個器件出現問題,盡早更換,避免出現更大問題,並且,重複打擊的靜電隻會直接竄進大地,不會燒壞IC,但是這類器件的缺點在於必須盡早更換,無法“得過且過”;而如果電路使用的是失效模式為開路的ESD器件,則在沒有新的靜電打擊的前提下,電子產品還可以將就使用,“得過且過”,但是這類器件的缺點是它無法對IC進行靜電防護了,一旦有靜電打擊進來,IC麵臨的就是燒毀。所以,選用什麼樣的靜電保護器件,要看研發工程師自己的理解和保護目的。
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
- 通過直接、準確、自動測量超低範圍的氯殘留來推動反滲透膜保護
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall


