使電子電路免受損害的協(xié)同電路保護(hù)方案(一)
氣體放電管具有以下特點(diǎn)。
(1)適用電壓范圍寬(75V—600V);
(2)形狀廣泛(有3mm、5mm、6mm、7mm、8mm等直徑的形狀可供選用);
(3)電容和插入損耗??;
(4)是具有低電弧電壓的過電壓保護(hù)器件;
(5)放電電壓的精度較高,適用于高精度的過電壓保護(hù)應(yīng)用場合;
(6)不含放射性材料等。
2.4正溫度系數(shù)(PTC)電阻器
在實用中正溫度系數(shù)(PTC)電阻器可用于被保護(hù)電路的過電流/過溫度保護(hù)的應(yīng)用場合,是一種限電流固態(tài)元件。按材料構(gòu)成可以分為PPTC和CPTC兩大類,PPTC為聚合物正溫度系數(shù)電阻器,CPTC為陶瓷正溫度系數(shù)電阻器。PPTC器件是一種較新的技術(shù),它克服了陶瓷器件的缺點(diǎn),具有體積小、在任何情況下也不會呈現(xiàn)負(fù)溫度系數(shù)的特點(diǎn)。
PTC電阻器利用了熱平衡的原理,當(dāng)器件的溫度升高時,電阻急劇增加,從而限制電流的通過。
PTC電阻器在正常溫度下呈現(xiàn)歐姆特性,當(dāng)超過一個特定溫度以后,電阻值急劇上升104-106倍,溫度上升可能是外部加熱也可以由它所在電路的電流產(chǎn)生內(nèi)部加熱。在內(nèi)部加熱時,PTC與保險絲相似,不同的是當(dāng)故障排除之后,PTC能自動恢復(fù)到低電阻狀態(tài),而重新接通電路,因此使用中不需要維護(hù)。
CPTC和PPTC技術(shù)比較如下:
(1)CPTC電阻高于PPTC,CPTC體積通常大于相應(yīng)的PPTC;
(2)CPTC耐沖擊較差,CPTC是“脆”物質(zhì)而PPTC是“軟”物質(zhì),冷熱沖擊會給“脆”物質(zhì)帶來更多的熱應(yīng)力;
(3)“脆”物質(zhì)易受振動損壞,“軟”物質(zhì)高分子具有更高的耐熱沖擊能力;
PolySwitch(PSW)保護(hù)元件(PPTC)是由聚合物PTC原料摻合半導(dǎo)體材料制成的,如圖3所示。在正常溫度下原材料緊密的將導(dǎo)體束縛在結(jié)晶狀的結(jié)構(gòu),形成一個低電阻連接。然而,當(dāng)大電流通過或周圍環(huán)境溫度升高導(dǎo)致PPTC元件的溫度高于動作溫度時,在聚合物中的導(dǎo)體融化而變成無規(guī)律排列,體積膨脹并導(dǎo)致電阻迅速提高。(4)CPTC電阻變化較平緩,動作后表面溫度高,同一條件下,CPTC較PPTC有較高的漏電流。
在使用中,PolySwitch(PSW)聚合物PTC(PPTC)和被保護(hù)電路的連接圖如圖4所示。PPTC元件和被保護(hù)電路串聯(lián)連接,當(dāng)電路中的電流迅速增加時,PPTC的電阻迅速增加,從而限制電路過電流,實現(xiàn)對被保護(hù)對象的保護(hù),這一過程被稱之為PPTC的“動作”。這一動作是由于I2R產(chǎn)生的熱量而加熱元件內(nèi)產(chǎn)生的熱量,使PPTC元件溫度迅速升高而造成的。
圖4PolySwitch(PSW)聚合物PTC(PPTC)和被保護(hù)電路的連接圖
PolySwitch(PSW)聚合物PTC(PPTC)動作的工作原理是能量的平衡,當(dāng)電流流過PolySwitch元件時,由于I2R的關(guān)系產(chǎn)生熱量,而產(chǎn)生的熱量會部分或全部散發(fā)到環(huán)境中,沒散發(fā)出的熱量會提高PolySwitch元件的溫度。
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