電路保護(hù)用于幾乎所有的電氣或電子設(shè)備, 不僅保護(hù)設(shè)備, 而且保護(hù)人、企業(yè)和聲譽(yù)。這些器件有針對(duì)性地保護(hù)敏感電子免受過(guò)流、過(guò)壓、靜電放電、浪涌和其它破壞性的故障所導(dǎo)致的失效。如何優(yōu)先考慮和選擇合適的電路保護(hù)器件尤為關(guān)鍵。

? ? 電路保護(hù)元器件應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，只要有電的地方就有安裝電路保護(hù)元器件的必要，如各類(lèi)家用電器、家庭視聽(tīng)及數(shù)碼產(chǎn)品、個(gè)人護(hù)理等消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)及其周邊、手機(jī)及其周邊、照明、醫(yī)療電子、汽車(chē)電子、電力、工業(yè)設(shè)備等，涵蓋人們生產(chǎn)生活的方方面面。電路保護(hù)主要有兩種形式：過(guò)壓保護(hù)和過(guò)流保護(hù)。選擇適當(dāng)?shù)碾娐繁Ｗo(hù)器件是實(shí)現(xiàn)高效、可靠電路保護(hù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，涉及到電路保護(hù)器件的選型，我們就必須要知道各電路保護(hù)器件的作用。在選擇電路保護(hù)器件的時(shí)候我們要知道保護(hù)電路不應(yīng)干擾受保護(hù)電路的正常行為，此外，其還必須防止任何電壓瞬態(tài)造成整個(gè)系統(tǒng)的重復(fù)性或非重復(fù)性的不穩(wěn)定行為。

? ? 作為一名電子工程師，對(duì)于電路不說(shuō)必須要非常精通，但至少能夠看得懂電路，知道電路保護(hù)器件的作用，在客戶提出防護(hù)需求時(shí)，及時(shí)給出有效且具有實(shí)施性的整改意見(jiàn)。以下是工程師合力整理的一些電路保護(hù)器件的基礎(chǔ)作用總結(jié)，希望對(duì)大家能夠有所幫助。

凡是通電的產(chǎn)品都會(huì)受到不同程度的損壞，雷擊浪涌、瞬態(tài)浪涌、過(guò)電壓、過(guò)電流以及電路內(nèi)部的靜電放電等。隨著電子產(chǎn)品集成度的提高，處理器速度、開(kāi)關(guān)速率和接口速率的不斷提升，ESD防護(hù)、防雷、浪涌保護(hù)、EMI/EMC等電路保護(hù)與電磁兼容技術(shù)在電子系統(tǒng)中的重要性日益凸顯，過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)器件選擇和應(yīng)用、傳導(dǎo)電磁干擾和輻射電磁干擾如何消除，EMC測(cè)試環(huán)境和解決方法等問(wèn)題都成為工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。電路保護(hù)是電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)學(xué)科，是最容易出現(xiàn)問(wèn)題的部分，同時(shí)也是容易被忽略的問(wèn)題。 ESD防護(hù)、防雷設(shè)計(jì)、過(guò)流保護(hù)等難題幾乎困擾著每一位電路設(shè)計(jì)工程師。

歷年來(lái)，碩凱電子為多家客戶提供過(guò)防護(hù)方案及各類(lèi)電路保護(hù)器件，諸如防雷器件、過(guò)壓器件、過(guò)流器件以及防靜電等電路保護(hù)器件，在此做一個(gè)小盤(pán)點(diǎn)，將工程師最關(guān)注的七大電路保護(hù)器件分享給大家。

市場(chǎng)中常見(jiàn)的防雷器件有以下幾種：陶瓷氣體放電管、 半導(dǎo)體放電管和強(qiáng)效放電管（玻璃放電管），至于如何選擇這三款防雷器件呢，就要根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用的防護(hù)等級(jí)、工作電壓、工作電流以及功率和其他的參數(shù)值來(lái)確定。

1、陶瓷氣體放電管：

防雷器件中應(yīng)用最廣泛的是陶瓷氣體放電管，之所以說(shuō)陶瓷氣體放電管是應(yīng)用最廣泛的防雷器件，是因?yàn)闊o(wú)論是直流電源的防雷還是各種信號(hào)的防雷，陶瓷氣體放電管都能起到很好的防護(hù)作用。其最大的特點(diǎn)是通流量大，級(jí)間電容小，絕緣電阻高，擊穿電壓可選范圍大。

碩凱SOCAY陶瓷氣體放電管多用在通信產(chǎn)品、防雷器、特殊電源、通訊線路、通訊配線架、保安單元、安防產(chǎn)品等產(chǎn)品中起到防雷保護(hù)作用。

2、半導(dǎo)體放電管：

半導(dǎo)體放電管是一種過(guò)壓保護(hù)器件，是利用晶閘管原理制成的，依靠PN結(jié)的擊穿電流觸發(fā)器件導(dǎo)通放電，可以流過(guò)很大的浪涌電流或脈沖電流。其擊穿電壓的范圍，構(gòu)成了過(guò)壓保護(hù)的范圍。固體放電管使用時(shí)可直接跨接在被保護(hù)電路兩端。具有精確導(dǎo)通、快速響應(yīng)（響應(yīng)時(shí)間ns級(jí)）、浪涌吸收能力較強(qiáng)、雙向?qū)ΨQ、可靠性高等特點(diǎn)。

碩凱SOCAY半導(dǎo)體放電管多用于調(diào)制解調(diào)器、傳真機(jī)、PBX系統(tǒng)、電話、POS系統(tǒng)、模擬和數(shù)字卡等。由于其浪涌通流能力較同尺寸的TVS管強(qiáng)，可在無(wú)源電路中代替TVS管使用。

3、玻璃放電管：

玻璃放電管（強(qiáng)效放電管）是20世紀(jì)末新推出的防雷器件，它兼有陶瓷氣體放電管和半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器的優(yōu)點(diǎn)：絕緣電阻高（≥10^8Ω）、極間電容小（ ≤0.8pF）、放電電流較大（最大達(dá)3 kA）、雙向?qū)ΨQ性、反應(yīng)速度快（不存在沖擊擊穿的滯后現(xiàn)象）、性能穩(wěn)定可靠、導(dǎo)通后電壓較低，此外還有直流擊穿電壓高（最高達(dá)5000V）、體積小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是直流擊穿電壓分散性較大（±20%）。

碩凱SOCAY玻璃放電管主要應(yīng)用于有線電視，鐵路通信，安防等設(shè)備中，以防止設(shè)備受過(guò)壓沖擊和雷電閃擊而損壞。主要用于防止浪涌電流或者過(guò)電壓對(duì)設(shè)備造成損壞。

過(guò)壓器件：

過(guò)壓保護(hù)器件多用于保護(hù)后續(xù)電路免受甩負(fù)載或瞬間高壓的破壞，常用的過(guò)壓保護(hù)器件有壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管、ESD放電二極管和陶瓷放電管、玻璃放電管以及半導(dǎo)體放電管等防雷器件，防雷器件在上面已經(jīng)有介紹過(guò)，接下來(lái)就主要介紹常用的過(guò)壓器件壓敏電阻、貼片壓敏電阻和瞬態(tài)抑制二極管，其中貼片壓敏電阻是貼片式的壓敏電阻就不再另外做介紹。

4、壓敏電阻：

壓敏電阻也是一種用得最多的限壓器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)過(guò)電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個(gè)相對(duì)固定的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后級(jí)電路的保護(hù)。壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間為ns級(jí)，比空氣放電管快，比TVS管稍慢一些，一般情況下用于電子電路的過(guò)電壓保護(hù)其響應(yīng)速度可以滿足要求。壓敏電阻的結(jié)電容一般在幾百到幾千pF的數(shù)量級(jí)范圍，很多情況下不宜直接應(yīng)用在高頻信號(hào)線路的保護(hù)中，應(yīng)用在交流電路的保護(hù)中時(shí)，因?yàn)槠浣Y(jié)電容較大會(huì)增加漏電流，在設(shè)計(jì)防護(hù)電路時(shí)需要充分考慮。壓敏電阻的通流容量較大，但比氣體放電管小。

壓敏電阻分為插件壓敏電阻和貼片壓敏電阻，插件壓敏電阻主要用在交/直流電源電路及各類(lèi)低頻信號(hào)、控制電路板及相關(guān)的防雷模塊上做浪涌保護(hù)。

貼片壓敏電阻由于其體積小，越來(lái)越廣泛應(yīng)用于一些手持設(shè)備和小型化的電子設(shè)備。用于保護(hù)元件和電路，防止在電源供應(yīng)、控制和信號(hào)線產(chǎn)生的ESD。貼片壓敏電阻的應(yīng)用根據(jù)電容值可分為低電容應(yīng)用和正常電容應(yīng)用：

1、低電容產(chǎn)品應(yīng)用，如HDMI/DVI/USB高速信號(hào)線，IEEE 1394端口等。

2、正常電容產(chǎn)品應(yīng)用，如在主板上的I/O端口（RS232，USB，PS2，VGA，音頻）和筆記本電腦，機(jī)頂盒，MP3播放器，DVD播放器，以及對(duì)接系統(tǒng)等。

5、瞬態(tài)抑制二極管：

? ? 瞬態(tài)抑制器TVS管廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體及敏感器件的保護(hù)，通常用于二級(jí)保護(hù)?；径紩?huì)是用于在陶瓷氣體放電管之后的二級(jí)保護(hù)，也有用戶直接將其用于產(chǎn)品的一級(jí)保護(hù)。其特點(diǎn)為反應(yīng)速度快(為 ps 級(jí)) ，體積小 ，脈沖功率較大 ，鉗位電壓低等。其 10/1000μs波脈沖功率從400W ～30KW，脈沖峰值電流從 0.52A～544A ；擊穿電壓有從6.8V～550V的系列值，便于各種不同電壓的電路使用。

? ? TVS廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體及敏感器件的保護(hù)，通常用于二級(jí)電源和信號(hào)電路的保護(hù)，以及防靜電等。目前已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備、交/直流電源、汽車(chē)、電子鎮(zhèn)流器、家用電器、儀器儀表（電度表）、RS232/422/423/485、 I/O、LAN、ISDN 、 ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、數(shù)字照相機(jī)的保護(hù)、共模/差模保護(hù)、RF耦合/IC驅(qū)動(dòng)接收保護(hù)、電機(jī)電磁波干擾抑制、聲頻/視頻輸入、傳感器/變速器、工控回路、繼電器、接觸器噪音的抑制等各個(gè)領(lǐng)域。

過(guò)流器件：

很多電子設(shè)備都有個(gè)額定電流，不允許超過(guò)額定電流，不然會(huì)燒壞設(shè)備。所以有些設(shè)備就做了電流保護(hù)模塊。自恢復(fù)保險(xiǎn)絲由于具有自動(dòng)恢復(fù)的特性因此成為眾多工程師電流保護(hù)模塊的首選過(guò)流保護(hù)器件。

6、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲：

自恢復(fù)保險(xiǎn)絲PPTC就是一種過(guò)流電子保護(hù)元件，采用高分子有機(jī)聚合物在高壓、高溫，硫化反應(yīng)的條件下，攙加導(dǎo)電粒子材料后，經(jīng)過(guò)特殊的工藝加工而成。自恢復(fù)保險(xiǎn)絲（PPTC： 高分子自恢復(fù)保險(xiǎn)絲）是一種正溫度系數(shù)聚合物熱敏電阻，作過(guò)流保護(hù)用，可代替電流保險(xiǎn)絲。電路正常工作時(shí)它的阻值很?。▔航岛苄。?，當(dāng)電路出現(xiàn)過(guò)流使它溫度升高時(shí)，阻值急劇增大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，使電路中的電流減小到安全值以下，從而使后面的電路得到保護(hù)，過(guò)流消失后自動(dòng)恢復(fù)為低阻值。

PPTC元件廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備、移動(dòng)電話、電池組、遠(yuǎn)程通訊和網(wǎng)絡(luò)裝備、變壓器、工業(yè)控制設(shè)備、汽車(chē)及其它電子產(chǎn)品中，起到過(guò)電流或過(guò)溫保護(hù)作用。

靜電元件：

靜電放電肉眼不容易看見(jiàn)，但是它對(duì)電器的隱性傷害卻是不容忽視的，靜電的積累以及隨后放電的問(wèn)題是不可控制的，關(guān)鍵在于如何防護(hù)。抑制ESD的辦法就是給它提供一條理想的泄放通道，將ESD的電流泄放掉，這個(gè)理想的泄放通道就是所用的瞬態(tài)電壓抑制二極管和ESD靜電二極管。

7、ESD靜電二極管：

? ? ESD靜電二極管是一種過(guò)壓、防靜電保護(hù)元件，是為高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的I/O端口保護(hù)設(shè)計(jì)的器件。 ESD靜電放電二極管是用來(lái)避免電子設(shè)備中的敏感電路受到ESD(靜電放電)的影響?？商峁┓浅５偷碾娙荩哂袃?yōu)異的傳輸線脈沖（TLP）測(cè)試，以及IEC6100-4-2測(cè)試能力。

靜電保護(hù)元件被廣泛應(yīng)用于HDMI接口、便攜式視頻設(shè)備、LCD等離子電視、USB2.0和USB3.0接口、GPS系統(tǒng)、便攜設(shè)備（PDA、DSC、藍(lán)牙）、打印機(jī)接口、衛(wèi)星接收器、DVI、天線等進(jìn)而改善對(duì)敏感電子元件的保護(hù)。