电路保护中常用的被动元器件有哪些？本文帮你梳理清楚

周四, 22 七月 2021 - 09:40

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：

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。

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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：

<ul>
<li>瞬态抑制二极管（TVS ）</li>
<li>金属氧化物变阻器（MOV ）</li>
<li>气体放电管（GDT ）</li>
</ul>

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。

<ul>
<li>保险丝</li>
<li>可复位保险丝（PTC ）</li>
</ul>

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。

<img alt="保险丝熔断时间" data-entity-type="file" data-entity-uuid="63d4f43e-1d2b-4ab0-8e76-b14f9f1a0226" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE5%EF%BC%9A%E4%BF%9D%E9%99%A9%E4%B8%9D%E7%86%94%E6%96%AD%E6%97%B6%E9%97%B4.png" /> 
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：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/vZ-DP6KfyUnGoLY_p5w9yQ"> 得捷电子DigiKey</a…;