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  • 简单的免受超电压汽车视频驱动电路保护程序

    简单的免受超电压汽车视频驱动电路保护程序

      简单的免受超电压汽车视频驱动电路保护程序   摘要:该电路可以防止意外接触汽车视频放大器到汽车的电池电压(16V的最大),通过感应电压故障,并迅速打开放大器和电池之间的连接。   在一个典型的汽车视频应用,视频DAC(从后方相机或DVD播放机,例如)之后是一个低通重建滤波器和放大器,视频信号传输到LCD显示器。该放大器和所有类似的汽车电路必须受到保护,直接连接到汽车的电池电压。由于汽车电池电压范围从12V到16V,最低保护需要的是16V的。   图1简单的电路保护的视频滤波放大器对到电池(MAX9502采用)的输出。 MAX9502采用节省消除立法会的被动低通重建滤波器在其他方面所需的以下视频DAC元件成本和电路板空间。在大多数应用中,视频DAC的接地参考电流输出,和RX值(75Ω到300Ω,在视频DAC的特性而定)设置在1VP - P视频幅度。   图1。该电路由过压自动保护的视频驱动程序在VOUT(MAX9502采用)通过关闭晶体管供应量M1。   当电路的输出电压(VOUT)超过7V的,逆变器输出变低,货币供应量M1关闭晶体管,从而保护了它的输出MAX9502采用隔离。 VOUT的回报低于7V时,逆变器输出高电平,使货币供应量M1打开和重新建立视频通道。   图2显示了图1电路的瞬态响应。由于在VOUT电压从0V上升到16V,晶体管的货币供应量M1一直保持TP_C变低。该ESD保护二极管,连接从VCC内部MAX9502采用输出,打开在此期间,夹输出(TP_D)至3.3V之间。这是因为对时间很短,MAX9502采用不损坏和电源连接到其VCC引脚不受影响。   图2。瞬态响应波形图1电路。   表1显示了一个适当的端接电阻75Ω(Rx)的,与泰克VM700视频设置测量采取整体视频性能。性能好,与晶体管供应量(M1)有一个视频质量的影响可以忽略。

    时间:2020-09-09 关键词: 电路保护 汽车视频

  • 车载信息中心电路保护措施的介绍与分析

    车载信息中心电路保护措施的介绍与分析

         新型客车、卡车、公共汽车甚至摩托车都已成为移动的网络,将众多特征和功能连接在一起,如内置控制、移动媒体和无线网络。信息娱乐系统、远程信息处理、安全控制等的应用均需使用几种现有的网络标准,如LIN、CAN、MOST、IDB-1394、FlexRay、Byteflight 、内置控制蓝牙和其他标准。   网络应用可通过线束进行物理连接。绝大多数内置控制器、内置或接插式多媒体以及无线网络功能通过车载电池直接供电或通过点火开关通电。不断增多的敏感车载电子设备容易受到电气系统本身、人为干扰或甩负荷变化的影响。   图1中显示了最常见的电源轨瞬态,从严重的低电平—高能量到高电平—低能量的瞬态变化。特别关注的是,这些电源系统上的瞬态变化应满足ISO7637-2和ISO10605标准。      甩负荷和跨接起动产生了最具能量的瞬态。当汽车启动时会产生6V的瞬态突变,导致电源电压降至6V。当交流发电机产生充电电流时,充电电池与交流发电机断开,从而产生出甩负荷。+100/-150V的峰电位是由于电燃汽油混合物时的点火程序所产生的。峰电位的频率决定于汽缸的  数量和发到发动机的转速。   超出电池电压的过电压突然变更会导致24V的跨接起动瞬态。电池颠倒瞬态是由无意的颠倒电池而产生的。      图2显示数据线路上产生的瞬态主要是ESD浪涌。尽管此类浪涌为低能量,但是会产生强大的电磁场。   表1列出了几种网络应用以及常用于防止电路损伤的泰科电子的设备。          数据线路可以包括媒体传输线、数据总线和传感器数据线路,应特别注意是否符合AEC-Q和ISO 10605标准。ISO10605 ±25kV的ESD浪涌测试可应用于整个系统,并可模仿人体接触周围电子模块所产生的ESD影响。AEC-Q标准注重设备强度,包括人体模型测试、机械模型测试和充电设备模型测试(AEC-Q200针对无源元件而AEC-Q101适合分立的半导体)。   避免网络和联接元件受上述各种过电流、过电压或过热情况的影响而产生损伤,对于汽车制造商和元件供应商都提出了复杂的设计要求。 LIN拓扑:电路保护措施   12V直流电情况下单线运行的总线速度达到20kbps,LIN(本地互联网)提供低成本的车载网络并补充了现有的车载服用网络。LIN的典型应用包括开关、驱动器(如抬窗锁门模块)、调整舒适度的身体控制电子元件(如门、方向盘、座位和视镜模块)、以及电动机和传感器(如恒温空调、照明、雨刷感应器、智能雨刷、智能交流发电机和开关面板)。   LIN总线拓扑利用一台独立主机或ECU(电子控制单元)以及多个节点,如图3所示。连接应用模块至车载网络使其可进行诊断和提供服务。         除非在LIN标准中明确说明以外,所有电压可参照当地ECU接地且正电流流入ECU。如果存在一个集成电阻/二极管网络,总线路和ECU内部供电(VSUP)之间不可形成寄生电流通路。这会对电路中的ESD浪涌遏制设备产生影响。   LIN总线标准要求当LIN总线路因正电压小于26.5V或接地而出现短路时,网络应恢复正常工作。物理层上的ESD浪涌电阻根据IEC61000-4-2要求必须符合最低放电电压电平±2kV。然而,ECU连接器上可能会出现达到±8kV的电平。   需要通过过电流保护对出现故障或过载现象时进行过电流限制。同时也需要通过电路保护设备限制电压尖峰或处于稳定的过电压状况。   图4为协同的电路保护图,显示出一个设置在功率输入的可复位PolySwitch器件如何在电源输入端保护ECU和LIN节点连接器免受过电流情况的损伤,以及一个MLV(多层电压敏电阻器)如何为车载网络应用提供所需的高电流处理和能量吸收的过电压保护。 CAN拓扑:电路保护措施   CAN (控制域) 标准具有中速的特点 (高速CAN达到1Mbps)。单通道、双线且容错,此协议是最普遍使用的车载总线设计,但是也应用到许多其他产业中。   CAN总线收发器可允许总线供电电压高达+/-80V直流电。然而,甩负荷浪涌会产生出比ISO-7637-2标准(最大86.5V)中规定的更高瞬态,可能会损伤收发器。收发器的操作电流也因供货商的不同而有所差异。   图5显示了如何在电源输入端应用可复位PolySwitch设备和MOV(金属氧化电压敏电阻器)从而避免因车载供电系统中心的浪涌电流和电压异常而产生的损伤。   CAN接收器I/O上的两个MLV可提供较低电容分路防护,避免共模电压阶跃而产生的电磁辐射(EME)的影响。   泰科车载级PolySwitch设备达到AEC-Q200和SAE2685的严格要求,且具有大范围的电气特征和结构因子从而提供最有效的保护方案。   PolySwitch设备如同传统保险丝一样在出现故障时阻断危险的高电流。但是与传统保险丝不同的是它可以在故障排除,电路重启后自动恢复。它的另外一个优点是具有相对灵活的结构因子,使其可以直接安装到电路板上和设置在电子模块、接线箱和配电中心内部。   泰科电子的MOV设备可以与设备或被保护元件平行安装。如果出现过电压情况,MOV设备迅速从高阻状态转入低阻状态,从而将元件上的瞬态电压降至安全的工作电平。正常工作情况下,过电压设备为高阻设备,不应对常规系统操作产生影响。该设备的低漏电功能也可改善电池的放电率。 MOST拓扑:电路保护措施   MOST (媒体导向系统传输)可为塑料光纤同步和异步数据传输的视频和音频功能和支持速度高达40+Mbps。MOST收发器适用于需要进行实时处理的高宽带设备,如DVD播放器、耳机、GPS设备和声音控制。   实际上,MOST是一个节点网络,用于传输车载多媒体和信息娱乐系统中出现的各种不同信号和数据流。      MOST标准支持多种物理接口,如图6所示。MOST标准中,这些应用可参考功能块。每个功能块包括几种功能(如一个CD播放器可以包括播放、停止、弹出和播放时间等功能)。   MLV通常用于ESD保护的供电总线,连同可复位过电流保护的PolySwitch设备。低电容PESD设备或PESD阵列可安装在ESD保护的数据线路上。 IDB-1394拓扑:电路保护措施   IDB-1394车载结构可分为内置网络和客户便利端口,简称CCP,如图7所示。该标准显示了一种类似于现有MOST标准的一种内置塑料光纤(POF)车载网络。然后,该网络更加稳固且更易使用。多种电子元件可以连接到此网络,如DVD播放器、视屏显示器、导航系统、无线电主机以及通讯设备。      CCP端口包括一个车载等级1394b的物理层和连接器,允许用户将便携式设备连接到车辆,通过IDB-1394接口获取音频和视频服务。CCP端口采用标准连接器,专为该设备供电而设计。其供电特点无需额外电池或单独电源线,让客户无需为插入的设备是否已经通电而担忧。   IDB-1394为高速多媒体应用而设计,总线速度高达800Mbps且要求通电端口具有可复位过电流保护。如图8所示,PolySwitch设备可用于在出现故障时限制危险高电流。MLV可安装到供电总线上避免ESD浪涌和过电压瞬态所产生的损害。低电容PESD设备或PESD阵列也可安装在数据线路上帮助提供ESD保护。 FlexRay拓扑:电路保护措施       FlexRay协议专为线控应用所设计,如线控刹车和线控方向盘。该线控网络方式支持同步和异步数据传输,数据传输率约为10Mb/s,具有时间触发和事件触发行为、冗位和容错的特点。   该结构支持一“束”2个节点至64个节点,其功能主要依靠于两种类型的处理器—ECU和“活动星”。FlexRay通讯通过一个常用总线或一个星形连接在ECU之间进行。FlexRay元件的总线输入必须避免在总线路和系统供电电压或地电位之间出现短路现象。       图9显示了ECU的调整后过电流/过电压保护方案。该方案利用一个PolySwitch设备进行过电流保护, byteflight拓扑:电路保护措施   byteflight协议是一个车载数据总线,为提供车载元件之间进行非常安全且容错的电子通讯手段而开发。byteflight在总线、星形或集群配置中通过2线或3线塑料光纤(POF)达到10Mbps以上的速度。该系统结构中使用POF使其功能能够在数据方面达到电气上的独立。然而,节点仍然从车载供电总线处获得电流,而且会受到电磁干扰的影响。   构成该网络的元件,如微处理器、byteflight控制器和光收发器,容易因供电尖峰和反向电压而受到损伤。集成电路(ICs)或许包括ESD保护,但是通常限制在2kV以下。   如图10所示,PolySwitch设备和MLV可以保护这些模块不受高能量过电压和过电流瞬态的影响而产生损伤。 蓝牙拓扑:电路保护措施   蓝牙标准虽然最初并非为车载环境而设计,但已经为车辆和其系统之间进行沟通的移动电子设备创造了新的市场前景,如手机、MP3播放器和导航设备。   保护暴露在外的通讯界面不受因天线和仪器无线(RF)界面所产生的ESD和其他电压浪涌的影响是一个相当重要的设计问题。图2显示了一个PolyZen集成过电流/过电压设备如何帮助保护蓝牙模块的功率输入。MOV或表面安装的MLV也可用于避免车载麦克风和扩音器界面上出现电压瞬态。PESD设备可以用于避免电线出现ESD浪涌。 funcTIon ImgZoom(Id)//重新设置图片大小 防止撑破表格 { var w = $(Id).width; var m = 650; if(w < m){return;} else{ var h = $(Id).height; $(Id).height = parseInt(h*m/w); $(Id).width = m; } } window.onload = funcTIon() { var Imgs = $("content").getElementsByTagName("img"); var i=0; for(;i

    时间:2020-09-09 关键词: 车载信息 电路保护

  • 专家支招:为何便携式手持医疗设备需要电路保护器件?

    专家支招:为何便携式手持医疗设备需要电路保护器件?

      便携式手持医疗设备无论在医疗机构还是在病人家中,均能改善病患护理情况。对电子电路保护器件的正确使用是医疗设备设计中一个重要部分,以确保可靠性和安全性。   电路保护是一项重要的设计元素   便携式医疗仪器,如血糖仪、血压计以及氧气测量仪,可以设计成具有通信功能,以在病患和几乎处在任何位置的照顾者之间提供持续的沟通功能。这将有希望以较低成本实现病患护理的改善,但却需要设备设计人员在他们的电路设计以及元件选择上更加密切关注可靠性和安全性问题。   过电压和过电流保护元件的使用便是一个关键的设计考虑因素。必须要考虑的主要子系统包括通信接口、直流输入/充电电路、电池组、传感器、液晶显示器、键盘和按钮。      图1是一种通用的手持式仪器的简化电路图。绿色的文本框指示的是可能受到过电压或过电流条件的电路。本文的余下部分将对电气威胁和典型的解决方案进行介绍。   由于该产品将会被用户频繁地手持使用,主要的电气威胁是静电放电,在用户走过地毯时会轻易地产生。静电放电(ESD)能向内电路系统传递过高的电压和电流。   幸运的是,要解决过电压(静电放电和雷击浪涌)和过电流(短路和过载)情况有多种电路保护器件可用。例如,在通常用来为电池充电的USB端口上添加自复式正温度系数(PTC)热敏电阻器可以在便携式仪器上提供过载电流保护。这些器件能在过载发生时对电流进行限制,然后在过载情况消失之后“复位”至低电阻值。这消除了不得不更换保险丝所带来的不便。   对于过电压保护,手持式设备不会被直接连接到交流电网,所以它将最有可能遇到低水平(残余)浪涌事件和静电放电冲击。对于这些事件,使用节省空间的基于半导体技术的器件是有可能的。这些离散的和阵列式二极管提供低钳位电压和不同的形状因数,以为保护提供多种设计选择方案。这种低的钳位电压是基于半导体的保护的一个重要特征,因为它使得对当今尖端的且易于损坏的芯片组的保护成为可能。   电路保护方案举例   通信接口保护是一个高优先级的问题,特别是对那些努力满足康体佳健康联盟对传输数据的互连指引的仪器制造商而言。2008年出版的康体佳第一版标准定义了为家庭保健仪器与照顾者联系起来而起到无线和有线传输的蓝牙和USB的特定版本。下面提供了一些实例,以说明对这些保护器件是如何应用的。   如图1所示,一个手持式仪器的无线(射频)接口可能受到通过其天线而引发的静电放电浪涌的危害。图2中的电路说明了一种基于半导体技术的静电放电解决方案,能保护蓝牙电路的射频放大器输入模块免受静电放电威胁。这种保护器件是一个0.5pF(以保持信号的完整性)分立二极管,能提供低钳位电压以保护敏感的射频前端。

    时间:2020-09-04 关键词: 医疗设备 血糖仪 血压计 便携式医疗 电路保护

  • 工业产品中不可小看的电路保护设计

    工业产品中不可小看的电路保护设计

      工业产品和消费电子联系甚是紧密,包括无人机、安保监控设、电动汽车的充电桩等设备早已进入了人们生活。然而电路保护在工业产品中虽然只是一小部分的设计,但却是非常重要关键的设计,因为保护器件或者保护产品通常都是在入口处,例如电源的输入端口,一旦保护器件出现问题,整个系统便不能够及时使用,所以保护设计的精确高效变得越来越重要。   在智能工业的推动下,安全防护行业会出现了哪些新变化?会有哪些新趋势?芯片厂商如何应对即将到来的机遇与挑战?本期电子发烧友网智能工业特刊诚邀Littelfuse 技术应用经理杜尧生先生来共同探讨智能工业时代下电源管理领域相关问题。      Littelfuse技术应用经理杜尧生先生   充电电源或者充电桩逐渐在社会以及家庭中普及,不管是用于室内的或者裸露在室外的,它们的安全防护一定不可缺少。最高的直流电压可以达到750VDC,单独的防雷模块10/20KA的也会被考虑,随着国家标准的产生,安全防护用到的各种产品需要能够更好的进行过流保护。因为“对于工业产品来说,高可靠性则是永恒的追求。”杜经理这样讲到。随着芯片技术的发展以及功率元器件市场的推广,例如碳化硅材料的应用,电源的功率密度越来越大,体积反而越来越小,随之而来保护器件也面临新的挑战,例如表贴化的保险丝以及大功率TVS管也随之提高了。   讲到设计保护器件所面临的挑战,那对于工程师而言哪些是挑战呢?杜经理直言:如何确定一个合适的电路保护设方案计对很多工程师而言是一个难题。许多工程师对电路保护仅仅停留在一个器件位置的摆放,例如这里有一个保险丝,那里有一个保护管等,但是深入里面的定性的设计却是不够。如何让大多数的研发工程师很快的设计出自己想要的满足符合标准要求的保护电路,也是力特考虑的问题,为此力特公司推出了电路保护设计工具iDesign, 里面包含了了保险丝的选择,TVS的选择以及SPA的选择,非常的方便迅速,大大的提高了电路设计的效率。   讲到效率,杜尧生先生认为:现在工业自动化仍然是提高效率、节省费用的关键驱动力,而实际效率的提高就是费用节省的体现。杜尧生先生还强调:力特公司对客户最强大的驱动力就是技术。因为产品是安全保护器件,所以安全可靠。高品质是力特永远的追求,客户选用了力特公司的产品在后续的使用中没有问题,增加了客户产品的可靠性减少了后期的翻修和维护,都是在变相的成本节省。   通常看到的电路板受到感应雷电的攻击进而损坏,静电对芯片的伤害,杜尧生先生解释到:这些通常都是电路保护不到位的表现,保护器件在关键需要的时候没有尽职。因为在正常时保护器件或保护产品是不动作的,否则就是误动作,需要起作用时又没有启动,或者启动了没有达到保护标准的要求,简单的产品设计达到可靠的设计要求也是不简单的,我们不应该忽略这些。   现在随着芯片技术与工艺的提高,方案化越来越普及,工程师们采用的思路和拓扑结构都差别不大,关键就是对产品细节的把握。“为何有的品牌产品可以安全可靠的用好多年,有的坚持不到一年就坏了,器件的设计把握很重要,我们通常讲到的“一分钱一分货”也就是这个道理。” 杜尧生先生这样谈到。他认为:通常来讲如果能够保把保护电路都考虑到了细致的设计,客户的整体的产品品质也已经达到了很高的自我要求,当然也就很容易赢得那些对品质高要求的客户的信赖。   谈到未来的中国市场,杜经理讲到,就现在的中国市场需求来看,底端的粗制滥造甚至假冒伪劣的产品慢慢会在整个市场消失,中国的用户比以前更加的富有,对高品质产品的需求也是日益迫切,中国现在不缺乏高端的消费,以往需要去国外购买的产品在国内就可以买到了,本地产品的品质日益提高。对电子产品的保护设计也就提高到了一个新的要求,高性价比的产品是赢得客户的基准,力特的产品恰恰就是满足了这种需求,从保护产品在中国的销售业绩就能够说明中国本土客户对力特的认可。本土的客户来选择力特高的性价比的产品来提高他们的产品品质,到达高安全性可靠性设计的标准,也让力特感觉尽到了对电子产品的社会责任。 电子发烧友《智能工业特刊》,更多优质内容,马上下载阅览

    时间:2020-08-28 关键词: 工业4.0 智能工业 电路保护

  • 可穿戴设备如何设计静电保护?

    可穿戴设备如何设计静电保护?

    电路保护技术和电路板布局策略有助于提高安全性、可靠性和连通性。可穿戴技术存在一个不可能出现在物联网中的弱点:人体在移动时产生静电。静电可能损坏支撑物联网应用的敏感电子设备。 为了理解这个问题,我们从人体放电模型(H B M)开 始,应用于描述集成电路对静电放电(ESD)破坏的敏感性。 使用最普遍的H B M 概念是军用标准M I L - ST D - 8 8 3 、 方法3015.8、静电放电灵敏度分类中定义的试验模型。相似的 国际HBM标准是JEDEC JS-001。无论在JEDEC JS-001还是在 MIL-STD-883中,都用100pF电容器和1.5kΩ放电电阻器模拟 带电人体。测试中,电容器在250 V到8 kV的电压范围内完全 充电,然后通过与受试器件串联的1.5kΩ电阻器放电。 由于可穿戴设备设计为可以贴身使用,它们持续受到 因为与用户近距离相互作用而产生的静电冲击。如果没有适 当的保护,可穿戴设备的传感器电路、电池充电接口、按钮 或数据输入/输出端口有可能被与HBM试验中产生的相似的 程度静电放电(ESD)损坏。一旦可穿戴设备失效,整个网络 的功能和可靠性也会受到影响。 先进电路保护技术和电路板布局策略能保护可穿戴设 备及其使用者。尽早在设计过程中运用这些建议将帮助电路 设计者们提高其可穿戴技术设计的性能、安全性和可靠性, 并有助于构建更加可靠的物联网。 封装尺寸虽小,但ESD保护作用不小 可穿戴设备电路保护的一个设计挑战是可穿戴设备的 尺寸越来越小。过去,需要大结构二极管和大封装尺寸(如 图1 TVS二极管两种结构 图2 IEC 61000-4-2评级 设计人员应尽可能选择单向二极管配置,因为它们在 负电压ESD冲击事件中的表现更好。负电压ESD冲击期间, 钳位电压将基于二极管的正向偏压(一般小于1.0 V)。反之, 双向二极管配置在负电压冲击期间提供的钳位电压基于反向 击穿电压,比单向二极管的正向偏压高。因此,单向配置能 大大减小负电压冲击期间对系统产生的压力。 合理确定二极管位置。大部分可穿戴设计不需要在每 个集成电路引脚上都使用板级T VS二极管。相反,设计人员应该确定哪些引脚暴露在可能发生用户可能产生ESD事件的。如果用户能接触通讯/控制线路,这可能成为ESD进入 集成电路的一个途径。倾向于存在这种途径的典型电路包 括USB、按钮/开关控制和其他数据总线。由于添加这些分 立器件设备需要占用电路板空间,因此需要能装入0201或01005封装的器件。对某些可穿戴应用来说,可采用节省空 间的多通道阵列。无论采用什么封装类型,ESD抑制器的位 置要尽量靠近ESD源。比如,USB端口的保护应靠近USB连 接器。 缩短走线长度。走线布线在针对集成电路引脚的TVS二 极管保护设计中非常重要。与雷电瞬态不同,ESD不会长时 间释放出大量电流。处理ESD时,一定要尽快把电荷从受保 护的电路转移到ESD参考点。 首要因素是从信号线到ESD器件和从ESD器件到地的走 线长度,而非地的走线宽度。为了限制寄生电感,走线长度 应该越短越好。寄生电感会导致感应过压,这是一种短促 的电压尖峰,如果桩线够长的话,这个电压尖峰可能达到数 百伏特。近期的封装技术进步包括能直接装在数据车道上的?DFN轮廓,这样桩线就不再需要了。 理解人体放电模型(HBM)、机器放电模型(MM)和带电 设备模型(CDM)的定义。除了HBM模型之外,MM和CDM 也是描述运行便携设备或可穿戴设备的集成电路ESD耐受能 力的试验模型。不少半导体厂家认为MM模型已经过时。人 们倾向于在坚固性和产生的失效模式上跟踪HBM,尽管有 些厂家仍在使用它。CDM是HBM的另一个替代模型。与模 拟人与集成电路之间的相互影响不同,CDM模拟集成电路 滑向走向或管子,然后触及接地表面。按CDM分类的器件 在指定电压水平上接触电荷,然后测试存活率。如果器件仍 然功能正常,就在下一个电压水平上继续测试它,直到它失 效。CDM由JEDEC在JESD22-C101E中标准化。 包括处理器、内存和ASIC在内的芯片都会用这三个模 型中的一种或几种来描述。半导体供应商在制造期间使用这 些模型保证电路的健壮性。对于供应商来说,当前趋势是降 低电压测试水平,因为这样能节省晶片空间,也因为大部分 供应商遵守严格的内部ESD政策。 严格的ESD政策通过运行较低的片上ESD保护,能使供 应商受益,电路设计人员还是以对应用级ESD十分敏感的芯 片,决不允许因为现场ESD或用户致ESD而失效。为了保护 高度敏感的集成电路,设计人员选择的保护器件不仅要能防止增强的静电应力,还要能提供足够低的钳位电压。评价ESD保护器件时应考虑以下参数: 1. 动态电阻:这个参数描述的是二极管钳制并将ESD瞬 态对地转移的能力。它能帮助确定在二极管打开后其电阻会 低到什么程度。动态电阻越低越好。 2. IEC 61000-4-2评级:TVS二极管供应商确定该参数 值的方法是增大ESD电压,直到二极管失效。失效点描述 的是二极管的健壮性。这个参数值越高越好。越来越多的 Littelfuse TVS二极管能达到20 kV乃至30 kV的接触放电电压,远远超过IEC 61000-4-2规定的最高水平(4级水平的接触放电电压为8 kV,如图2)。 随着可穿戴市场的继续成长和新设备的不断开发,电 路保护需求也在日益增长。事实上,在设计过程的早期考虑 ESD保护和适当的电路板布局变得比以往任何时候都更加重 要。诸如TVS二极管这样的小型电路保护器件将有效保护可 穿戴设备内部的敏感集成电路,维护物联网生态系统价值主张。 可靠的长时间跟踪算法。该算法研究的出发点是单独地运用现有跟踪算法或检测算法都无法长时间地跟踪目标。Kalal创造性地将跟踪算法和检 测算法相结合来解决跟踪目标在被跟踪过程中发生的形变、 部分遮挡等问题,同时,通过一种改进的在线学习机制不断 更新跟踪模块的“显著特征点”和检测模块的目标模型及相 飞行器识别出地面机器人 飞行器保持在地面机器人上 油门行程与飞行器高度 基于开关控制的飞行器高度控制响应曲线 在此系统中,为了保持好的追踪效果。根据地面机器 人在图像中的位置,引入一个PD控制器,使飞行器保持在地面机器人上方。控制器的输入是摄像头画面中央的像素位置,反馈值是实际捕捉到的地面机器人在图像中的位置,控制框图如图7所示,根据实验调整PD参数而使地面机器人保 持在图像的中央。图8显示了飞行器识别出的地面机器人, 图9显示飞行器正在跟踪地面机器人。 高度控制算法 根据实际飞行器实验和悟空控制系统的说明,测试到 油门信号与飞行器的实际升降有对应关系,具体如图10所 示。油门PWM信号占空比分子在1000到2000之间变化,当 在1450到1550之间时,悟空控制系统会使飞行器会自动锁定 当前高度,根据这一特点设计了开关控制器,当高度低于给 定值将占空比分子设置成1580,这样飞行器会缓缓上升。当 高度高于给定值时设成1430,这样飞行器缓缓下降。并设置 实际值在给定值上下5cm不作控制,即自动锁定当前高度。 如图11,实验时给定值在0.5m—1m—1.5m切换时,飞行器 能及时达到给定值。在打舵的时候,飞行器高度会有所改 变,该控制器也能及时调整达到设定高度。图11中直线表示 给定高度,绿线表示飞行器的实际高度,在时间10s附近开 启高度控制器。 结束语 基于国际空中机器人大赛第7代任务,本文提出了一种 机载设备的实现方法,并详细介绍了该方法的硬件平台和软 件模块。此方法完成了定位、高度控制、障碍物规避和单一 地面机器人识别与跟踪。飞行器续航能力有限且比赛时间有 一定要求,所以要完成比赛a阶段的追赶目标,上层的策略 模块还需要进一步完善。比赛的b阶段增加了飞行器的同台 博弈,因此还需要更多的实验以增加系统的鲁棒性。

    时间:2020-08-12 关键词: 可穿戴设备 静电 电路保护

  • 你知道全新固定频率PWM控制器吗?

    你知道全新固定频率PWM控制器吗?

    什么是全新固定频率PWM控制器?它有什么作用?电源制造商需要使用能够提供最佳性能、效率、稳健性且便于设计的器件。为此,英飞凌科技股份公司(FSE: IFX / OTCQX: IFNNY)推出了第5代固定频率700 V/800 V CoolSETTM。该解决方案将PMW控制器IC和最新700V和800V CoolMOS™ P7 MOSFET集成到一个封装中,在单一平台上就能支持隔离型和非隔离型反激式拓扑。 全新的固定频率700 V/800 V CoolSET™采用高压超结MOSFET,结合内部电流调节器的级联配置,实现快速启动,轻松提供Brown-In保护。集成800 V MOSFET和优化的前沿消隐时间支持高达350VAC的交流线路输入。节能模式可以减少切换损耗,在中等负荷和轻负荷条件下,降低切换频率。 除了提供标准输出短路保护、过载保护和过压保护外,CoolSET™还能检测异常的线路输入。系统内保护包括VCC和CS引脚短路到接地保护,旨在防止控制器因异常的启动条件而遭到破坏。过热保护通过滞后单元来改进运行故障的处理。所有的保护模式都通过自动重启而实现,以最大限度地避免系统运行中断。 供货 第5代固定频率700 V 和800 V CoolSET™ 全套产品组合现已上市。集成化CoolSET™ 器件采用DIP-7和DSO-12 封装,独立的固定频率PWM控制器采用DSO-8封装。以上就是全新固定频率PWM控制器解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-06-10 关键词: 英飞凌 pwm 电路保护

  • 二极管及八大电路保护概述

    二极管及八大电路保护概述

    相信很多人都见过二极管,那么有谁真正了解它你?作为一名电子工程师,对于电路不说必须要非常精通,但至少能够看得懂电路,知道电路保护器件的作用,在客户提出防护需求时,及时给出有效且具有实施性的整改意见。 电路保护元器件应用领域广泛,只要有电的地方就有安装电路保护元器件的必要,如各类家用电器、家庭视听及数码产品、个人护理等消费类电子产品、计算机及其周边、手机及其周边、照明、医疗电子、汽车电子、电力、工业设备等,涵盖人们生产生活的方方面面。 电路保护主要有两种形式:过压保护和过流保护。选择适当的电路保护器件是实现高效、可靠电路保护设计的关键,涉及到电路保护器件的选型,我们就必须要知道各电路保护器件的作用。在选择电路保护器件的时候我们要知道保护电路不应干扰受保护电路的正常行为,此外,其还必须防止任何电压瞬态造成整个系统的重复性或非重复性的不稳定行为。 防雷过压器件分为钳位型过压器件和开关型过压器件,开关型过压器件就是我们熟知的防雷器件:陶瓷气体放电管、半导体放电管和玻璃放电管;钳位型过压器件有瞬态抑制二极管、压敏电阻、贴片压敏电阻和 ESD 放电二极管;过流器件则以 PTC 元件自恢复保险丝为主,以下是其具体作用: 1.放电管的作用:放电管常用于多级保护电路中的第一级或前两级,起泄放雷电暂态过电流和限制过电压作用,放电管是通过将电压限制在较低的水平,从而起到保护作用。硕凯电子的放电管又分为气体放电管和固体放电管,气体放电管主要以陶瓷气体放电管和玻璃气体放电管为主,具体应用中放电管类别和型号的选择则需要工程师根据产品应用端口的防护等级以及相关选型参数来确定。 2.瞬态抑制二极管的作用:瞬态抑制二极管能以 10 的负 12 次方秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元器件,免受各种浪涌脉冲的损坏。 3.压敏电阻的作用:压敏电阻是一种限压型保护器件,电路保护中主要是利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。 4.贴片压敏电阻的作用:贴片压敏电阻主要用于保护元件和电路,防止在电源供应、控制和信号线产生的 ESD。 5.ESD 静电放电二极管的作用:ESD 静电放电二极管是一种过压、防静电保护元件,是为高速数据传输应用的 I/O 端口保护设计的器件。ESD 保护器件是用来避免电子设备中的敏感电路受到 ESD(静电放电)的影响。可提供非常低的电容,具有优异的传输线脉冲(TLP)测试,以及 IEC6100-4-2 测试能力,尤其是在多采样数高达 1000 之后,进而改善对敏感电子元件的保护。 6.PTC 自恢复保险丝的作用:电路正常工作时它的阻值很小(压降很小),当电路出现过流使它温度升高时,阻值急剧增大几个数量级,使电路中的电流减小到安全值以下,从而使后面的电路得到保护。当故障排除之后,PPTC 元件很快冷却并将回复到原来的低电阻状态,这样又象一只新的 PPTC 元件一样可以重新工作了。 7.电感的作用:电磁的关系相信大家都清楚,电感的作用就是在电路刚开始的时候,一切还不稳定的时候,如果电感中有电流通过,就一定会产生一个与电流方向相反的感应电流(法拉第电磁感应定律),等到电路运行了一段时间后,一切都稳定了,电流没有什么变化了,电磁感应也就不会产生电流,这时候就稳定了,不会出现突发性的变故,从而保证了电路的安全,就像水车,一开始由于阻力转动的比较慢,后来慢慢趋于平和。电感还有一个作用就是通直流,阻交流,这个用的不多,我也不太清楚具体怎么用,等用到了再和大家分享 8.磁珠的作用:磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果,在以太网芯片上用到过。 再具体谈一下二极管基础知识 - 分类,应用,特性,原理,参数 二极管的特性与应用 几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。 二极管的应用 1、整流二极管 利用二极管单向导电性,可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。 2、开关元件 二极管在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性,可以组成各种逻辑电路。 3、限幅元件 二极管正向导通后,它的正向压降基本保持不变(硅管为 0.7V,锗管为 0.3V)。利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以把信号幅度限制在一定范围内。 4、继流二极管 在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。 5、检波二极管 在收音机中起检波作用。 6、变容二极管 使用于电视机的高频头中。 二极管的工作原理 晶体二极管为一个由 p 型半导体和 n 型半导体形成的 p-n 结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于 p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流 I0。当外加的反向电压高到一定程度时,p-n 结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。 二极管的类型 二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge 管)和硅二极管(Si 管)。根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管等。按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN 结”。由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN 结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。 一、根据构造分类 半导体二极管主要是依靠 PN 结而工作的。与 PN 结不可分割的点接触型和肖特基型,也被列入一般的二极管的范围内。包括这两种型号在内,根据 PN 结构造面的特点,把晶体二极管分类如下: 1、点接触型二极管 点接触型二极管是在锗或硅材料的单晶片上压触一根金属针后,再通过电流法而形成的。因此,其 PN 结的静电容量小,适用于高频电路。但是,与面结型相比较,点接触型二极管正向特性和反向特性都差,因此,不能使用于大电流和整流。因为构造简单,所以价格便宜。对于小信号的检波、整流、调制、混频和限幅等一般用途而言,它是应用范围较广的类型。 2、键型二极管 键型二极管是在锗或硅的单晶片上熔接或银的细丝而形成的。其特性介于点接触型二极管和合金型二极管之间。与点接触型相比较,虽然键型二极管的 PN 结电容量稍有增加,但正向特性特别优良。多作开关用,有时也被应用于检波和电源整流(不大于 50mA)。在键型二极管中,熔接金丝的二极管有时被称金键型,熔接银丝的二极管有时被称为银键型。 3、合金型二极管 在 N 型锗或硅的单晶片上,通过合金铟、铝等金属的方法制作 PN 结而形成的。正向电压降小,适于大电流整流。因其 PN 结反向时静电容量大,所以不适于高频检波和高频整流。 4、扩散型二极管 在高温的 P 型杂质气体中,加热 N 型锗或硅的单晶片,使单晶片表面的一部变成 P 型,以此法 PN 结。因 PN 结正向电压降小,适用于大电流整流。最近,使用大电流整流器的主流已由硅合金型转移到硅扩散型。 5、台面型二极管 PN 结的制作方法虽然与扩散型相同,但是,只保留 PN 结及其必要的部分,把不必要的部分用药品腐蚀掉。其剩余的部分便呈现出台面形,因而得名。初期生产的台面型,是对半导体材料使用扩散法而制成的。因此,又把这种台面型称为扩散台面型。对于这一类型来说,似乎大电流整流用的产品型号很少,而小电流开关用的产品型号却很多。 6、平面型二极管 在半导体单晶片(主要地是 N 型硅单晶片)上,扩散 P 型杂质,利用硅片表面氧化膜的屏蔽作用,在 N 型硅单晶片上仅选择性地扩散一部分而形成的 PN 结。因此,不需要为调整 PN 结面积的药品腐蚀作用。由于半导体表面被制作得平整,故而得名。并且,PN 结合的表面,因被氧化膜覆盖,所以公认为是稳定性好和寿命长的类型。最初,对于被使用的半导体材料是采用外延法形成的,故又把平面型称为外延平面型。对平面型二极管而言,似乎使用于大电流整流用的型号很少,而作小电流开关用的型号则很多。 7、合金扩散型二极管 它是合金型的一种。合金材料是容易被扩散的材料。把难以制作的材料通过巧妙地掺配杂质,就能与合金一起过扩散,以便在已经形成的 PN 结中获得杂质的恰当的浓度分布。此法适用于制造高灵敏度的变容二极管。 8、外延型二极管 用外延面长的过程制造 PN 结而形成的二极管。制造时需要非常高超的技术。因能随意地控制杂质的不同浓度的分布,故适宜于制造高灵敏度的变容二极管。 9、肖特基二极管 基本原理是:在金属(例如铅)和半导体(N 型硅片)的接触面上,用已形成的肖特基来阻挡反向电压。肖特基与 PN 结的整流作用原理有根本性的差异。其耐压程度只有 40V 左右。其特长是:开关速度非常快:反向恢复时间 trr 特别地短。因此,能制作开关二极和低压大电流整流二极管。 二、根据用途分类 1、检波用二极管 就原理而言,从输入信号中取出调制信号是检波,以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流小于 100mA 的叫检波。锗材料点接触型、工作频率可达 400MHz,正向压降小,结电容小,检波效率高,频率特性好,为 2AP 型。类似点触型那样检波用的二极管,除用于检波外,还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件。 2、整流用二极管 就原理而言,从输入交流中得到输出的直流是整流。以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流大于 100mA 的叫整流。面结型,工作频率小于 KHz,最高反向电压从 25 伏至 3000 伏分 A~X 共 22 档。分类如下:①硅半导体整流二极管 2CZ 型、②硅桥式整流器 QL 型、③用于电视机高压硅堆工作频率近 100KHz 的 2CLG 型。 3、限幅用二极管 大多数二极管能作为限幅使用。也有象保护仪表用和高频齐纳管那样的专用限幅二极管。为了使这些二极管具有特别强的限制尖锐振幅的作用,通常使用硅材料制造的二极管。也有这样的组件出售:依据限制电压需要,把若干个必要的整流二极管串联起来形成一个整体。 4、调制用二极管 通常指的是环形调制专用的二极管。就是正向特性一致性好的四个二极管的组合件。即使其它变容二极管也有调制用途,但它们通常是直接作为调频用。 5、混频用二极管 使用二极管混频方式时,在 500~10,000Hz 的频率范围内,多采用肖特基型和点接触型二极管。 6、放大用二极管 用二极管放大,大致有依靠隧道二极管和体效应二极管那样的负阻性器件的放大,以及用变容二极管的参量放大。因此,放大用二极管通常是指隧道二极管、体效应二极管和变容二极管。 7、开关用二极管 有在小电流下(10mA 程度)使用的逻辑运算和在数百毫安下使用的磁芯激励用开关二极管。小电流的开关二极管通常有点接触型和键型等二极管,也有在高温下还可能工作的硅扩散型、台面型和平面型二极管。开关二极管的特长是开关速度快。而肖特基型二极管的开关时间特短,因而是理想的开关二极管。2AK 型点接触为中速开关电路用;2CK 型平面接触为高速开关电路用;用于开关、限幅、钳位或检波等电路;肖特基(SBD)硅大电流开关,正向压降小,速度快、效率高。 8、变容二极管 用于自动频率控制(AFC)和调谐用的小功率二极管称变容二极管。日本厂商方面也有其它许多叫法。通过施加反向电压, 使其 PN 结的静电容量发生变化。因此,被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等用途。通常,虽然是采用硅的扩散型二极管,但是也可采用合金扩散型、外延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管,因为这些二极管对于电压而言,其静电容量的变化率特别大。结电容随反向电压 VR 变化,取代可变电容,用作调谐回路、振荡电路、锁相环路,常用于电视机高频头的频道转换和调谐电路,多以硅材料制作。 9、频率倍增用二极管 对二极管的频率倍增作用而言,有依靠变容二极管的频率倍增和依靠阶跃(即急变)二极管的频率倍增。频率倍增用的变容二极管称为可变电抗器,可变电抗器虽然和自动频率控制用的变容二极管的工作原理相同,但电抗器的构造却能承受大功率。阶跃二极管又被称为阶跃恢复二极管,从导通切换到关闭时的反向恢复时间 trr 短,因此,其特长是急速地变成关闭的转移时间显著地短。如果对阶跃二极管施加正弦波,那么,因 tt(转移时间)短,所以输出波形急骤地被夹断,故能产生很多高频谐波。 10、稳压二极管 是代替稳压电子二极管的产品。被制作成为硅的扩散型或合金型。是反向击穿特性曲线急骤变化的二极管。作为控制电压和标准电压使用而制作的。二极管工作时的端电压(又称齐纳电压)从 3V 左右到 150V,按每隔 10%,能划分成许多等级。在功率方面,也有从 200mW 至 100W 以上的产品。工作在反向击穿状态,硅材料制作,动态电阻 RZ 很小,一般为 2CW 型;将两个互补二极管反向串接以减少温度系数则为 2DW 型。 11、PIN 型二极管(PIN Diode) 这是在 P 区和 N 区之间夹一层本征半导体(或低浓度杂质的半导体)构造的晶体二极管。PIN 中的 I 是“本征”意义的英文略语。当其工作频率超过 100MHz 时,由于少数载流子的存贮效应和“本征”层中的渡越时间效应,其二极管失去整流作用而变成阻抗元件,并且,其阻抗值随偏置电压而改变。在零偏置或直流反向偏置时,“本征”区的阻抗很高;在直流正向偏置时,由于载流子注入“本征”区,而使“本征”区呈现出低阻抗状态。因此,可以把 PIN 二极管作为可变阻抗元件使用。它常被应用于高频开关(即微波开关)、移相、调制、限幅等电路中。 12、 雪崩二极管 (Avalanche Diode) 它是在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。产生高频振荡的工作原理是栾的:利用雪崩击穿对晶体注入载流子,因载流子渡越晶片需要一定的时间,所以其电流滞后于电压,出现延迟时间,若适当地控制渡越时间,那么,在电流和电压关系上就会出现负阻效应,从而产生高频振荡。它常被应用于微波领域的振荡电路中。 13、江崎二极管 (Tunnel Diode) 它是以隧道效应电流为主要电流分量的晶体二极管。其基底材料是砷化镓和锗。其 P 型区的 N 型区是高掺杂的(即高浓度杂质的)。隧道电流由这些简并态半导体的量子力学效应所产生。发生隧道效应具备如下三个条件:①费米能级位于导带和满带内;②空间电荷层宽度必须很窄(0.01 微米以下);简并半导体 P 型区和 N 型区中的空穴和电子在同一能级上有交叠的可能性。江崎二极管为双端子有源器件。其主要参数有峰谷电流比(IP/PV),其中,下标“P”代表“峰”;而下标“V”代表“谷”。江崎二极管可以被应用于低噪声高频放大器及高频振荡器中(其工作频率可达毫米波段),也可以被应用于高速开关电路中。 14、快速关断(阶跃恢复)二极管 (Step Recovary Diode) 它也是一种具有 PN 结的二极管。其结构上的特点是:在 PN 结边界处具有陡峭的杂质分布区,从而形成“自助电场”。由于 PN 结在正向偏压下,以少数载流子导电,并在 PN 结附近具有电荷存贮效应,使其反向电流需要经历一个“存贮时间”后才能降至最小值(反向饱和电流值)。阶跃恢复二极管的“自助电场”缩短了存贮时间,使反向电流快速截止,并产生丰富的谐波分量。利用这些谐波分量可设计出梳状频谱发生电路。快速关断(阶跃恢复)二极管用于脉冲和高次谐波电路中。 15、肖特基二极管 (Schottky Barrier Diode) 它是具有肖特基特性的“金属半导体结”的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓,多为 N 型半导体。这种器件是由多数载流子导电的,所以,其反向饱和电流较以少数载流子导电的 PN 结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为 RC 时间常数限制,因而,它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达 100GHz。并且,MIS(金属-绝缘体-半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。 16、阻尼二极管 具有较高的反向工作电压和峰值电流,正向压降小,高频高压整流二极管,用在电视机行扫描电路作阻尼和升压整流用。 17、瞬变电压抑制二极管 TVP 管,对电路进行快速过压保护,分双极型和单极型两种,按峰值功率(500W-5000W)和电压(8.2V~200V)分类。 18、双基极二极管(单结晶体管) 两个基极,一个发射极的三端负阻器件,用于张驰振荡电路,定时电压读出电路中,它具有频率易调、温度稳定性好等优点。 19、发光二极管 用磷化镓、磷砷化镓材料制成,体积小,正向驱动发光。工作电压低,工作电流小,发光均匀、寿命长、可发红、黄、绿单色光。 三、根据特性分类 点接触型二极管,按正向和反向特性分类如下。 1、一般用点接触型二极管 这种二极管正如标题所说的那样,通常被使用于检波和整流电路中,是正向和反向特性既不特别好,也不特别坏的中间产品。如:SD34、SD46、1N34A 等等属于这一类。 2、高反向耐压点接触型二极管 是最大峰值反向电压和最大直流反向电压很高的产品。使用于高压电路的检波和整流。这种型号的二极管一般正向特性不太好或一般。在点接触型锗二极管中,有 SD38、1N38A、OA81 等等。这种锗材料二极管,其耐压受到限制。要求更高时有硅合金和扩散型。 3、高反向电阻点接触型二极管 正向电压特性和一般用二极管相同。虽然其反方向耐压也是特别地高,但反向电流小,因此其特长是反向电阻高。使用于高输入电阻的电路和高阻负荷电阻的电路中,就锗材料高反向电阻型二极管而言,SD54、1N54A 等等属于这类二极管。 4、高传导点接触型二极管 它与高反向电阻型相反。其反向特性尽管很差,但使正向电阻变得足够小。对高传导点接触型二极管而言,有 SD56、1N56A 等等。对高传导键型二极管而言,能够得到更优良的特性。这类二极管,在负荷电阻特别低的情况下,整流效率较高。以上就是二极管及八大电路保护,希望能带给大家一些帮助。

    时间:2020-03-27 关键词: ptc 瞬态抑制 电路保护

  • 用于连接自动驾驶汽车的高级电路保护

    用于连接自动驾驶汽车的高级电路保护

    各种类型的车辆都变成了复杂的,相互连接的通信中心,而自动驾驶汽车的功能只会提高这种复杂性的水平。 V2V和V2I车载电源和通信电路需要使用熔断器,PPTC,TVS二极管和二极管阵列,MLV和聚合物ESD抑制器进行过电流,ESD和电涌保护。 V2X模块可能采用以专有的硅雪崩技术制造的AQ3045背对背TVS二极管的形式做ESD保护,为可能遭受破坏性静电放电(ESD)的电子设备提供保护。 这些二极管可以安全吸收重复的ESD冲击,达到IEC 61000-4-2国际标准规定的最大水平(±30 kV接触放电),而不会降低性能。 当存在交流信号时,背对背配置可为数据线提供对称的ESD保护。 (来自Littelfuse的示例解决方案。) 新协议正在被部署以增强连接性,同时促进类似于宽带的汽车通信。 V2X技术旨在帮助车辆与道路和彼此通信,以防止碰撞并优化交通流量。汽车版本的以太网和HDBaseT正在被实现,以提高关键子系统之间的高速数据传输的速度和效率,这些子系统包括高清摄像机,激光雷达和雷达传感器以及无线连接功能。 更好的连接性使汽车更安全,用途更广泛,但也给设计汽车的工程师带来了许多技术挑战。更先进的汽车芯片组还必须变得更小,更密集,所以其更容易受到静电放电(ESD)的影响。 设计工程师必须了解如何保护这些芯片组以确保其可靠性。 高度敏感的芯片组和对更快数据的需求要求使用这些新协议的汽车模块具有出色的ESD保护。 紧凑型封装的低电容,低钳位ESD保护器件可以帮助使高级汽车操作安全,可靠和高效。 人们为了向工程界提供一个统一且可重复的ESD缓解计划,创建了ISO 10605文件。ISO 10605 ESD脉冲的严重性足以确保芯片组在受到直接冲击时难以承受。为了进行稳健、可靠的设计,工程师应在设计过程的早期考虑ESD保护解决方案。此外,工程师应审查并理解这些模块所需的系统级ESD测试。

    时间:2019-12-24 关键词: 自动驾驶 电源资讯 电路保护

  • 如何对LED电路保护?

    如何对LED电路保护?

    现在处处可见LED,随着科学技术的发展,LED技术也在不断发展,为我们的生活带来各种便利,为我们提供各种各样生活信息,造福着我们人类。尽管LED技术是当今市场的主流,但LED技术上尚有许多没有攻克的难题,而且LED的寿命以及节能、价格问题一直是大家热心讨论的话题。而在这个过程中LED电路保护电路显得十分重要,总结了3种LED电路的保护方法。 一.使用瞬态电压抑制二极体(简称TVS) 瞬态电压抑制二极体是一种二极体形式的高效能保护器件。当它的两极受到反向瞬态高能量冲击时,能以10的负12次方秒极短时间的速度,使自己两极间的高阻立即降低为低阻,吸收高达数千瓦的浪涌功率,把两极间的电压钳位元在一个预定的电压值,有效的保护了电子线路中的精密元器件。瞬态电压抑制二极体具有回应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差一致性好、钳位元电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。 但是在实际使用中电子元件技术网网友发现要寻找满足要求电压值的TVS器件很不容易。 LED光源的损坏主要是因为电流过大使芯片内部过热造成的。 TVS只能探测过电压不能探测过电流。要选择合适的电压保护点很难掌握,这种器件就无法生产也就很难在实际中使用。 二.选择自恢复保险丝 自恢复保险丝又称为高分子聚合物正温度热敏电阻PTC,是由聚合物与导电粒子等构成。在经过特殊加工后,导电粒子在聚合物中构成链状导电通路。当正常工作电流通过(或元件处于正常环境温度)时,PTC自恢复保险丝呈低阻状态;当电路中有异常过电流通过(或环境温度升高)时,大电流(或环境温度升高)所产生的热量使聚合物迅速膨胀,也就切断了导电粒子所构成的导电通路,PTC自恢复保险丝呈高阻状态;当电路中过电流(超温状态)消失后,聚合物冷却,体积恢复正常,其中导电粒子又重新构成导电通路,PTC自恢复保险丝又呈初始的低阻状态。在正常工作状态自恢复保险管的发热很小,在异常工作状态它的发热很高阻值就很大,也就限制了通过它的电流,从而起到了保护作用。在具体的电路中,52solution向大家推荐了两种选择: ①分路保护。一般LED灯是分成很多串接支路。我们可以在每个支路的前面加一支PTC元件分别进行保护。这种方式的好处是精确性高,保护的可靠性好。②总体保护。在所有光珠的前面加接一支PTC元件,对整灯进行保护。这种方式的好处是简单,不占体积。对于民用产品来说,这种保护在实际使用中的结果还是令人满意的。原文地址: 三.保护LED电路中采用保险丝(管) 由于保险丝是一次性的,且反应速度慢,效果差、使用麻烦,所以保险丝不适宜用于LED灯成品中,因为LED灯现在主要是在城市的光彩工程和亮化工程。它要求LED保护电路要很苛刻:在超出正常使用电流时能立即启动保护,让LED的供电通路就被断开,使LED和电源都能得到保护,在整个灯正常后又能够自动恢复供电,不影响LED工作。 电路不能太复杂体积不能太大,成本还要低。所以采用保险丝的方式实现起来很困难。虽然LED在生活中处处可见,但是LED也还有一些不足需要我们的设计人员拥有更加专业的知识储备,这样才能设计出更加符合生活所需的产品。

    时间:2019-09-26 关键词: 电源技术解析 led技术 led光源 电路保护

  • 更广泛的电路保护解决方案是高科技冰箱所必须的

    设计人员需要考虑一系列电路保护解决方案,以确保客户满意。     为确保良好的用户体验和高客户满意度,包含最新电子功能的现代电器还必须采用适当的电路保护解决方案。 即使设备更复杂,消费者仍然期望主要设备的使用寿命为7到10年或更长。由于电冰箱中电子元件的数量不断增加,电器设计工程师必须仔细考虑如何继续满足消费者对可靠性和寿命的期望。虽然冰箱设计者长期以来一直考虑到电源效率和传感器监控等问题,但随着功能的增加,确保足够的电路保护变得比以往任何时候都更重要。 内置的无线连接模块正变得越来越广泛,以满足消费者对其设备的远程监控和控制的兴趣。 物联网(IoT)使物联网设备成为智能家居概念的一部分成为可能。 最新的冰箱设计提供多种“智能”功能,包括有助于限制内部温度波动以减少能源使用的快速冷却,变频压缩机,以及可根据存储在其中的物品调节制冷条件的独立隔间,从而实现高效率 LED照明,透视门,触摸屏通信和用于远程观看的内部摄像头。在许多方面,今天的冰箱与智能手机及平板电脑等消费类电子产品相比,比几十年前的家用电器更有共同之处。当然,今天冰箱的价格相对较高意味着买家认为他们有权期望比消费电子产品买家所接受的寿命要多三到五年。 今天的通信、处理和用户界面电子设备需要更全面地考虑静电放电、电源浪涌和其它电气干扰。这意味着设计人员需要考虑更广泛的电路保护解决方案,以确保客户满意。 冰箱的演变 早期的冰箱和冰柜依靠使用机械开关来指示打开的门和隔间,但较新的型号采用各种电子和磁性传感器。尽管这些传感器系统通常允许更耐用,美观且易于清洁的设计,但是一些技术选择也可能更容易受到电气瞬变的损坏。     图1. 随着制冷系统的发展,需要用到越来越多的电子元件,防止过早故障所需的电路保护器件的种类也越来越多。 为了降低能耗并支持消费者正在寻找的所有先进功能,现代冰箱和冰柜在各个抽屉和隔间中整合了更多的控制电路和越来越多的温度,湿度和数字传感器。 但是,添加更多电子元件会增加更多电气故障,潜在保修费用和不满意客户的可能性。 为了提高用户体验,提供更高的亮度和更高的颜色精度,现代冰箱照明正迅速从白炽灯照明元件转向基于LED的照明系统。然而,就像许多其它半导体器件一样,LED驱动器和照明元件本身可能需要防止静电放电(ESD)电压和电气瞬变。值得注意的是,ESD浪涌通常是正常用户交互的结果;超过10 kV的浪涌可能是一个人在穿过铺地毯的地板后触摸该单元的结果。 最新的家用电器设计还包括越来越多的小型电机和执行机构,如饮水机、制冰机、风扇等。对于每台电机,设计人员必须考虑如何确保防止过流和过热情况。 将无线通信能力和触摸屏用户界面集成到家用电器中的设计人员需要考虑保护移动电子设备(平板电脑、电话、笔记本)的最佳设计方法。然而,考虑到选择,更保守的设计实践是有必要的,因为许多移动消费设备的预期寿命比家用电器购买者的需求要短得多。     图2.在现代冰箱的许多地方,传感器和执行机构需要适当的电路保护。 识别漏洞 各种各样的冰箱和冷柜元件易受电气威胁,并且可以从合适类型的电路保护中受益。 所需的具体保护技术将取决于存在的特定电气威胁和受保护的元件。 这些包括: 1.传感器(例如,接近度,温度,湿度) 2.电机和执行机构(如制冰机、门、风扇) 3.用户界面(例如,触摸屏和显示器) 4.摄像头 5. LED照明 6.交流电源输入 特定的电气威胁和解决方案 传感器保护 温度传感器通常是非常坚固的器件,但今天的制冷系统比过去有更多的温度传感器。一些现代设计可以有八个或更多的温度传感器来监测不同的隔间。由于增加了长信号线和需要计算机控制,这增加了电路保护设计的复杂性。 其他类型的传感器,如开关传感器和压力传感器,通常也位于远离控制板的位置,要求信号线可能长达一米。 在这些较长距离上保持信号完整性至关重要。 长信号线可以充当天线,这可能无意中将过多的电噪声添加到信号中。 反过来,这可能导致错误的传感器或控制读数。 这是第一个设计考虑因素; 因此,必须确保信号保持足够高并且浪涌保持低于信号处理元件的损坏阈值。 第二个设计考虑因素是感应电压浪涌,这是另一个可以通过长信号线放大的漏洞。 ·威胁:诱发浪涌。考虑一条靠近压缩机或电源线的信号线,这可能导致线路上的感应浪涌,从而损坏控制板上的器件或传感器上的器件。一些传感器解决方案比其他解决方案更强大;例如,基于簧片技术的磁性传感器在应用中比某些固态选项的表现更好;同样,对于温度传感器,负温度系数(NTC)热敏电阻或聚合物正温度系数(PPTC)等器件来说,可能比某些半导体替代品更为坚固。 ·技术解决方案:设计人员通常采用多层压敏电阻(MLV)或瞬态电压抑制(TVS)二极管来实现电路保护。 ·电路中的位置:保护器件可以位于控制单元的印刷电路板上或附近,也可以位于线路的传感器端。通常,控制板上的元件比传感器更敏感,因此至少在控制板上添加保护器件。 电机保护 ·威胁:过热。 例如,制冰机可能会停转,使电机过热并导致其失效。 这种性质的保护通常用于车辆,车窗升降电动机或类似应用中的座椅电动机。 ·技术解决方案:最简单的解决方案是添加PPTC器件。 这些可自动复位的类似熔断器的器件可在高温下快速打开。 温度传感器是一种替代解决方案,但这需要智能控制。 ·选择考虑因素:应根据电机的工作电流选择保护器件,并将其置于产生热量的电机上。 用户界面保护 触摸屏,摄像头,触摸面板和控制装置也需要仔细考虑所需的电路保护水平; 便携式电子设备工程实践是一个很好的起点。 1.威胁:静电放电。Wi-Fi、蓝牙和ZigBee系统都容易受到静电放电的影响。静电放电的风险比许多设计人员意识到的要大。如前所述,仅仅在铺有地毯的地板上行走就能产生10千伏或更多的电压。因此,设计工程师可能没有充分规定防静电放电保护。假设指定的触摸屏模块包含足够的静电放电保护是不安全的。 2.技术解决方案:聚合物静电放电抑制器和固态静电放电保护装置是在能量到达敏感芯片组之前抑制能量的最佳选择。 3.选择考虑:此选择需要权衡一些工程因素:例如,对于天线,聚合物ESD抑制器将具有较小的电容,否则可能会截断信号。 然而,当可用空间非常有限并且需要多个器件时,二极管阵列可能是优选的。 适当的机械设计可以显著降低静电放电的风险,允许设计人员在某些情况下放弃静电放电保护装置。这些装置包括专门的元件,保护电路不受静电放电(ESD)影响,从而避免故障。另一方面,做一些机械上的改变(例如对垫圈)可能比增加一个防静电保护装置更昂贵。 在测试用户界面时,请测试适用于智能手机和平板电脑等消费类电子产品的行业标准。 配备无线通信功能的设备的相关标准包括: ·IEC 60335系列 - 家用电器的一般安全 ·IEC 60730系列 - 自动电气控制 ·IEC 60950系列 - 信息技术设备(ITE) ·IEC 62368系列 - ITE,A / V和通信设备 LED保护 ·威胁:电压浪涌(过电压)。 ·技术解决方案:LED驱动器上的TVS二极管。在驱动器电路上具有基本浪涌保护的LED照明元件通常足以在正常的居住环境中提供保护。另一方面,LED驱动器是一种更敏感的电子器件,它可能会因感应引起的电压浪涌而损坏。TVS二极管通常用在驱动器设备上游的电路板上,以提供浪涌保护。 交流电源线输入保护 1.威胁:过电流和过电压。 2.技术解决方案:这是最“经典”的保护点,通常通过熔断器进行过流保护,通过金属氧化物压敏电阻(MOV)装置进行过电压保护。在这个设计点,每次都必须检查是否符合适用的国家和国际安全法规(如UL或IEC)。 总结 随着当今冰箱和冰柜的复杂性和功能的增加,对有效电路保护的需求也在增加。一旦电气设计人员了解了电气威胁及其相关的技术解决方案,就可以做很多事情来增强他们设计的稳健性,并确保他们提供长期积极的客户体验。 作者:Littelfuse营销与战略副总裁Boris Golubovic博士

    时间:2019-04-15 关键词: 冰箱 无线连接模块 电路保护

  • 电路保护元器件未来的发展路径

    尽管电路保护是一个老生常谈的问题,但Littelfuse(力特)作为电路保护领域的领导性企业,认为只要终端设备有新的技术突破,就需要一个新的电路保护器件。下游市场的发展趋势决定了电路保护元器件未来的发展路径。 新趋势新保护 在Littelfuse看来,5G与折叠屏手机将是移动和便携电子领域的大趋势,而在这两个创新趋势下,终端设备又面临新挑战。 Littelfuse资深技术行销工程师游恭豪表示,相较4G而言,5G可实现更广的覆盖、更快的传输,而这需要低频段、毫米波与高耗电量。低频段与毫米波便对静电保护和电磁干扰提出了新的需求,对此Littelfuse将深化第二代静电保护和电磁干扰二合一产品并向小型化方向发展。高耗电就意味着终端设备需要一个大电池,而大电池也对快充和无线充电提出了需求,这就产生了充电安全、电池过温防护的新需求。折叠手机也需要大电池才能满足屏幕的需求。因此,只要终端设备有新的技术突破,就需要一个新的电路保护器件。     Littelfuse资深技术行销工程师游恭豪 随着移动设备电池电量的增大,快充成了必要技术,USB Type-C连接器也成为了主流。在USB Type-C带来快速充电的同时,烧端口的现象也愈发频繁。由于USB Type-C可以提供更高功率、针脚之间距离更短,在脏污(相当于发热源)的影响下烧端口的风险就更大。应对这样的挑战,游恭豪表示,可以在USB Type-C连接器与数据线中加入Littelfuse创新的过温保护器件,适用于5-100W功率范围,可通过握手协议对充电器进行关断控制,从根源遏制严重后果的发生。 多年布局“一站式” “正是由于电路保护需求无处不在,一个系统有多个层面的电路保护需求,客户更倾向于一站式采购,所以Littelfuse在过去十多年陆续收购了多家电路保护公司,就是不断布局成为一站式的厂家,产品也从过流保护延伸到了过压、过温保护,覆盖高中低端领域。此外,Littelfuse从另外一个维度进行一站式布局,即与大型分销商合作,因为一站式服务已经成为其重要的战略方向。”游恭豪对Littelfuse一站式战略进行解读。 据介绍,Littelfuse电路保护类产品大部分是通过代理商销售,其中艾睿占到10%全球营收比例,其次是富昌电子与TTI。 电路保护是一个竞争激烈的市场,尤其是在中低端领域。对此,游恭豪也分享了Littelfuse的经验——好的产品+优质的服务+具竞争力的价格,在中国市场,Littelfuse一直致力于提供本土化的定制服务与销售服务,包括在苏州、东莞、昆山、上海、无锡等地设有工厂。 游恭豪指出,对于电路保护这种高度竞争的产业,如果是厂商共有的产品,价格就是竞争关键;如果是厂商都没有的产品,定制服务的质量与响应速度是竞争关键。因为Littelfuse不希望在红海里与其他厂家进行价格竞争,会走向定制化的目标。 此外,游恭豪强调,大功率、小型化的电池保护器件是Littelfuse的发力方向。 电路保护之外的“标签” Littelfuse被称为电路保护领域的全球领导者,除了电路保护这个“标签”,Littelfuse还有功率控制、传感器两大业务。据游恭豪介绍,2018年Littelfuse三大业务的营收占比分别为55%、35%、10%。Littelfuse在完成IXYS的收购后,功率控制业务实力得到加强,业务及营收结构相对理想。未来,Littelfuse也希望通过收购等方式,将传感器业务营收占比提升到20%。 游恭豪表示,功率控制、传感器两大业务专注于高端领域。 在功率控制领域,Littelfuse是碳化硅(SiC)技术的探索者也是实践者,已推出多款SiC产品。据游恭豪介绍,在SiC方面,Littelfuse专注于MOS管和肖特基二极管,2017~2018年Littelfuse走高压路线,2019年以后将专注于多元化封装与车规级。     Littelfuse SiC技术战略路线 目前,Littelfuse SiC功率控制器件可实现最高电压为1700V。游恭豪表示,在车用与工业领域,1700V可满足高端市场的大众需求,Littelfuse战略制定以市场为导向。

    时间:2019-04-04 关键词: littelfuse 5G 电路保护

  • 解析测试仪保险丝选型,虽小但是马虎不得

    保险丝虽说仅仅是一个熔断丝,但是,保险丝的功效却是不可小觑。尤其在保护电路或者使用测试仪进行电压和电流测试时,如果测试仪的保险丝选用不好,很容易造成安全隐患,甚至可能导致重大伤亡。那么,该如何为测试仪选定保险丝呢?保险丝仅仅是个熔断丝而已,对吗?我们知道,当电流超过特定值后,保险丝就会造成断路,这样就能防止因受到电击和由于导线过热引起的火灾。有些保险丝能够保护我们免受更加严重的事故伤害。本文介绍了在没有使用专为测试仪设计的保险丝保护的情况下,使用测试仪进行电压和电流测试所存在的安全隐患,这些安全隐患可导致人员严重烧伤,甚至死亡。测试仪为什么需要保险丝?市场上有各种各样的测试仪,从简单的电压探笔到非常精密复杂的数字多用表 (DMM),应有尽有。测量电压的测试仪具有高输入阻抗,使其不太可能会发生过流的情况。所以,电压测量的输入一般不设计有保险丝保护功能,而是采用过压保护功能。但是,如果同一测试仪被设计为还能测试电流,则需要保险丝。电流测量输入通常采用简单的分流电路,被测电流要流过该电路。该分流电路的阻抗大约为0.01Ω左右。再加上测试线的阻抗(大约0.04Ω),则总阻抗不足0.1Ω。当用户将该电路与其它负载相串联来测量电路的电流时,该阻抗是足够的。但是,当将该电路跨接于一个电压源时,比如说插到客厅的插座,情形则完全不同。这是同时测量电压和电流的人员最常犯的一个错误。在利用连接到电流输入插孔的测试线测量过电流之后,用户会试图进行电压测量,而忘记了测试线连接到的是安培插孔,实际上造成了电压源两端短路。多年之前,当模拟仪表是进行这些测量的唯一可选仪器时,这种错误几乎可以破坏仪表的机件(顶部插塞上的插针),更不用说内部的电路了。为了防止经常发生这种事情,仪表制造商首先是将仪表的测试线插座串联一个保险丝,作为廉价而有效的防止这种低级错误的一个措施。如今,绝大多数制造商在设计其仪表时,仍然在电流测量电路中使用保险丝保护功能。随着技术的发展,保险丝设计技术也有了很大的进步。尽管设计仪表的人非常了解熔断的全面影响,但大多数仪表用户却对此知之甚少。当犯了这种低级错误,在电流插孔上跨接了电压时,人们可能会对没有毁坏仪表而感到欣慰。但是,接下来就会因为在再次测量电流之前不得不更换新的保险丝而感到郁闷。而更麻烦的是,当多人共用仪表时,某人烧坏了保险丝却将仪表放在一边,让毫无疑心的用户遭遇到故障。选择错误保险丝的严重性制造商会在手册中(通常也会在仪表上)列出替代保险丝所需具备的安培、中断电流和电压额定值。如果您选择了不符合这些指标的保险丝,或者更为糟糕的是直接用导线连接保险丝的连接线路,无论您相信与否,您都是在制造一颗热量手榴弹。您所需的仅仅是引爆手榴弹的条件而已。当您使用打印机、计算机、复印机或具有自身电源的设备(CAT I)时,可能并不会发生爆炸。甚至在工作于支路(CAT II)时,也可能不会引爆手榴弹而侥幸逃脱。在这两种环境下,都是相当低能量的环境,并且往往具有内置的保险丝保护功能、断路器和过流保护电路。但是,这也并非是安全工作的好办法。等离子火球在这种情况下,错误的保险丝(或者连接保险丝和电路的导线)和测试线所形成的短路电路几乎会产生无限的能量。保险丝(或导线)中的金属成分被快速加热,并开始汽化,形成小的爆炸。当使用了错误的保险丝时,保险丝罩会因为受到爆炸力的冲击而猛地打开,当遇到无限的氧气时,就会形成等离子火球。而测试线也可能会开始熔化,火焰和热金属就会迅速接触到您的手、胳臂、脸和衣服。仪表得到能量的时间、可供使用的氧气量,以及防护用品(例如面罩和防护手套)将决定您受伤害的程度。这一切都发生在几毫秒的时间之内,对错误发出反应的时间非常有限。幸运的话,您会摆脱测试线或仪表,从而断开电路。但是不能仅靠运气,使用合适的保险丝即可完全避免这种事故。使用合适的保险丝特殊设计的“高能量”保险丝是用来避免保险丝罩内的电气短路产生的能量,从而保护用户免受电击和烧伤。这些高能量保险丝设计用于限制供应能量的时间和燃烧可用的氧气总量。保险丝不但可以在规定的恒流下断路,而且能够在出现瞬间高电流时形成断路。该高电流被称为“最小中断电流”。例如,福禄克公司在其测试仪中使用的是最小中断电流标称值为10,000A和 17,000A的保险丝。如果使用CAT III 1000 V的仪表,测试线连接到安培插孔,则在测试线间就会有大约 0.1Ω的串联电阻(分流电路为 0.01Ω,测试线为 0.04Ω,保险丝和电路板引线为0.05Ω)。现在,如果您无意间将测试线连接到一个 1,000V的电压源,根据欧姆定律,将会产生 10,000A电流(E/R=I,1,000/0.1 = 10,000),这时则需要一个可以在此电流下断开的保险丝,且动作要快。除了特殊设计的保险丝器件之外,高能量保险丝都填充有沙子。沙子不但能够吸收爆炸成分产生的冲击能量,而且由此能量形成的高温(高达 10,000 °F)会熔化沙子,使其形成玻璃。玻璃能够覆盖器件,并通过切断可供使用的氧气而抑制火球,使用户和测量仪表免受伤害。正像您能够看到的那样,并非所有具有相同安培和电压额定指标的保险丝都是相同的。为了自身的安全,您需要确保您所使用的险丝就是工程师设计用于该测试仪表的保险丝。请参阅测试仪表的用户手册,或者向测试仪表的制造商确认,确保使用正确的保险丝。您的安全要远远高于为测试仪表购买合适保险丝所需的费用。

    时间:2019-03-26 关键词: 保险丝 电源技术解析 测试仪器保险丝 电路保护

  • USB电源适配器的电路保护方案

    USB电源适配器的电路保护方案

    随着当今社会人们手中的手机、平板电脑等智能手持设备功能的不断升级强大,娱乐和个性化的应用也使得设备的电池的续航能力成为其中的一个死角。现实生活中我们可能经常会看到我们周边的朋友随身带个移动电源,没有随身电源就只能随时找地方对设备充电了。因此电源适配器作为标配产品一直成了人们的必需品。  从苹果手机的USB电源适配等为代表的小型化适配器越来越受人亲睐,越来越多的电路元器件的SMD小型化封装让以往常见的电源充电器能够做到更加的小巧玲珑,集美观与便携于一体。 本文从内部电路重要的安规器件——保险丝的应用角度,说明AEM科技推出的创新型SMD 250VAC FUSE——MF2410系列 适应潮流,如何布局在这类小尺寸AC/DC电源适配器 上的交流应用,并如何做到我们倡导的“该断时及时断,不该断是不能断,时时保障安全!”的要求呢。  作为一款UMF通用模块型保险丝,必须让工程师在设计初考虑满足下述要求。  一、结构上最大限度满足小尺寸电源适配器对器件的小体积要求  以USB power Adapter为例,在这个层面上,结构限制了内部元件的体积,例如硬币大小的PCB面积也让SMD元件成了工程师的首选。  图1 整体设计的PCB面积均如硬币大小,可以让外观做到迷你型。  作为安规元件的保险丝,MF2410通用模块保险丝满足了上面的小体积和SMD工艺的需求。相对于传统保险丝的尺寸,MF的体积小优势十分明显。  我们来看看市面上常用的几种保险丝尺寸大小比例:  表1 常见保险丝尺寸比较  图2 可以看出MF 通用模块保险丝最大限度满足对体积的要求。  二、适合回流焊与波峰焊的SMT工艺  从生产工艺上讲,AEM 的MF保险丝材料与结构独具特点,这种SMT生产工艺不单省却了不少人工与辅材成本,根据我们对采用SMD fuse的客户原因调查,插件的引脚弯折加工导致fuse本体坏也是其中一种原因。  其次,由于电源电路插件的元件必不可少,因此生产工厂有采用波峰焊焊接的方式,保险丝需要承受波峰焊锡高温,与业界其它SMD陶瓷保险丝相比,AEM 的UMF通用模块式保险丝以环氧树脂为基体,电镀通孔的连接方式使熔丝与端头形成可靠的电连接和机械连接,不存在端头焊接受热脱帽现象,耐高温的能力突出。  图3 满足波峰焊、回流焊或手工焊的焊接工艺  三、基于电源电路设计的应用  USB电源适配器电路属于AC/DC电源线路,典型的开关电源组成如下:  开关电源电路组成框图  开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等.  1、常见输入电路对保险丝的雷击测试考量:  1.1、AC 输入防雷电路工作原理:  雷击测试时,由 MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1 组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流 过大,F1、F2、F3 会烧毁保护后级电路。当然在实际客户应用中,基于成本考虑,大部分厂家对F2、F3只在严酷的环境中使用。典型电路单元如下:  1.2我们来计算差模雷击对保险丝的要求:  >>电路若有阻抗(如MLV),Peak值估计大约为理论值的60~70%;例如,典型的雷击电流波形和参数如下:  根据IEC最新标准要求四个相位角度测试至少10次,计算:  对于差模500v, I2T= 0.5*(250A*70%)^2*30us=0.416 A2S.  由此估算:差模500V,需要保险丝的I2t至少0.46 A2S以上,MF2410系列1A 保险丝在在该时间段I2t为0.6A2S,满足500V雷击要求。  对于差模1000v, I2T= 0.5*(500A*70%)^2*30us=1.83 A2S.  由此估算:差模1000V,要求2以上,MF2410 2A 保险丝在该时间段I2t为3 A2S,因此可以满足该级别雷击的需求。  根据欧规EN55024 和国标GB17618标准,通信类消费电子产品电源(charge、Adapter…)以雷击差模1000V,共模2000V为标准。因此,基于2410尺寸的MF 2A保险丝满足差模1KV的雷击要求。  2、 对开机浪涌的防护  为了避免保险丝不正常的熔断,除了要知道AC/DC电源正常工作电流,工程师对Inrush current进行计算评估也显得相当重要。电源电路存在较大的储能元件,AC输入端的滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。如电路图中,当电源通电瞬间,要对 C5 充电。由于瞬间充电电流大,对保险丝熔丝形成熔断风险,这种情况要求工程师对Inrush current做计算评估了,再选定额定电流规格的保险丝。例如,我们曾对采用4.7uf的电解电容的10W电源适配器捕捉的Inrush current 波形情况如下:  上图参数如下: Inrush Current : Ipeak=35.9A;Duration : t≈30us  计算Inrush I2t=1/2* Ipeak2*t=0.0019 A2S,按照保险丝脉冲折减比例,满足100000次开机浪涌的需求,保险丝的I2t(热熔值)需要满足:  0.0019/20%=0.095 A2S  所以 需要保险丝的I2t≥0.095A2S, 从抗电流浪涌角度MF2410F0500TM以上型号保险丝均满足要求。  3、UMF保险丝的通用性问题  保险丝除了满足电路的上述要求外,产品的通用性也是工程师考虑的问题,作为安规器件,如此小尺寸的保险丝,获得通往各国市场的安规认证,也是获得客户订单必要条件。事实上,AEM推出的这款全球技术领先的产品,以全球最小尺寸符合IEC60127-4标准,同时取得欧规、美规、CQC、KC、PSE、VDE等国家和地区安规认证。满足人们对保险丝熔断保障安全的要求。  4、应用于新型USB电源适配器快充技术的方案。  如今人们的手机和平板电脑等移动设备的屏幕越来越大,设备耗电量的越来越高的情况,市场要求电源制造商须在更小的产品体积当中提供更大功率的充电功能。目前,最新的AC/DC适配器解决方案是基于高通Quick Charge 2.0协议的快速充电解决方案。作为最新的USB电池充电技术,它使支持Quick Charge 2.0的被充电设备比传统的USB充电方式快至75%。  图4 采用MF2410 2A/250VAC fuse的 iwatt 快充方案  左图4 为基于Dialog 公司2014年初推出的iw620+iw1760的快速充电设计方案实物图,电路的设计思路为iW620快速充电接口IC可以通过USB数据线检测到支持Quick Charge 2.0的移动设备发出的指令,然后与iW1760 PWM原边控制器进行通信,对电源适配器输出电压进行配置。位于初级侧的iW1760就可提供电流感应。 通过其可编程的主动快速放电专利技术能将输出电压从9V或12V降至5V, 因此,当用 户拔掉连接Quick Charge 2.0手机的USB数据线,再将其连接至非Quick Charge 2.0手机时,iW620可以迅速把输出电压降至5V,避免对其造成损坏。原理由图如下:  这类代表着最新USB充电技术的AC/DC适配器选择SMD fuse的优势除了前述的参数满足要求外,还具备下列的优势:  4.1 . MF 保险丝支持更低的待机功耗和更高的性价比  为了应对日益严苛全球环保法规,例如欧盟的外部供电能源效率行为准则(Code of Conduct, CoC)对充电产品的功耗和效率都提出了具体的更高要求。因此电源方案制造商有必要对快充方案做到待机功耗足够小和高效率的运作输出充电功率。  目前市场上有采用保险电阻的电源适配器,功耗远大于应用保险丝的功耗。例如,选用市面上常用的10Ω5% 1W的保险电阻与MF 2410F1.000TM( 内阻约0.0084Ω)功耗相比:W=I2R,输入阻抗的增大,将给整个系统增加无谓损耗。  现今,由PI、Dialog、NXP等电源IC领导厂商纷纷推出兼容Quick Charge 2.0协议的快速充电的电源IC,预计未来几年支持Quick Charge 2.0协议的AC/DC适配器将逐步普及。  这类新型的小尺寸低功耗 USB电源适配器追求的元件SMT工艺化,逐渐降低生产企业人力成本等。随着市场的逐步扩大,又促使SMD元件厂家推出更符合市场要求的价格,进一步满足小型电源适配器对元件高性价比的要求。  综上所述,对MF2410系列 250VAC fuse从产品尺寸、工艺、安规和功耗等在这种小尺寸低功率AC/DC 电源适配器上应用的几个角度进行了阐述,说明这类SMD 250VAC fuse电路保护元件将逐步在AC/DC电源市场占据主流应用。

    时间:2019-03-21 关键词: USB 电源适配器 电源技术解析 电路保护

  • 电路保护元件的发展与应用

    电路保护元件的发展与应用

    作者:张力1,马存云2 (1.清华同方股份有限公司,北京100084)(2.临沂师范学院物理与电子科学系,山东临沂276004) 1引言 随着科学技术的发展,电力/电子产品日益多样化、复杂化,所应用的电路保护元件己非昔日的简单的玻璃管保险丝,而是己经发展成为一个门类繁多的新兴电子元件领域。2000年全球销售额达到44亿美元。例如,Littelfuse公司有15大类产品,2000年销售额达3.71亿美元;美国AEM公司的宇航级高可靠熔断器己广泛用于欧、美、日的各种航天器和新一代电子产品的重要部位的电路保护中。Cooper/Buss?mann、GCL、Wickmann?Werke、Schurter、Raychem、上海维安、上无十五厂、功得利、好利来、精科、兴勤、雅宝等厂家研发生产各种特性的电路保护元件,供客户选择。随着电子产品的更新换代,对可靠性和安全性的要求日益提高,尤其是我国加入WTO之后,世界电子产品组装业向中国转移,人们对各种电路保护元件的发展和应用将更加关注。本文对此作简要介绍。 2电路保护元件的重要性日益增加 在各类电子产品中,设置过电流保护和过电压保护元件的趋势日益增强,之所以如此,归纳起来主要有以下几个方面的因素: (1)随着电子产品发展的需求,IC的功能(集成度)也越来越强,其“身价”自然越来越高贵,因而需要加强保护。 (2)为了降低功耗、减少发热、延长使用寿命,半导体元件和IC的工作电压越来越低,据SIA(美国半导体行业协会)统计,目前工作电压在1.5V左右,到2004年将降到1.2V以下,因而其抗过电流/过电压的能力需要适应新的保护要求。 (3)移动式电子产品越来越多,如手持机、PDA、笔记本电脑、摄录机、数码相机、光盘机等,这些电子产品都需要电池组件作为电源,在电池组件和电池充电器中都必须配备保护元件。 (4)在现代豪华型汽车中,装备的电子设备越来越多,而且工作条件比一般的电子产品更恶劣,如汽车行驶状况和环境瞬息万变、汽车起动时会产生很大的瞬间峰值电压等。因此,在为这些电子设备配套的电源适配器中,一般都需要同时安装过电流和过电压保护元件。 (5)众多电力/电子产品都需要防止雷击以及电源线与电话线的交扰,以保证正常通信和用户人身安全。所以,随着电力/电子产品的发展,过电流/过电压保护元件的需求呈上升趋势。 (6)据统计,在电子产品出现的故障中,有75%是由于过电流/过电压造成的。IBM曾分析过计算机电源的故障原因,其中88.5%是由于过电流/过电压造成的。随着人们对电子产品质量的苛求,制造厂家为了提高市场竞争力,就必须大量采用电路保护元件。 3过电流保护元件 图1金属薄膜表面贴装型熔断器的结构和尺寸(Littelfuse公司) 图2金属薄膜表面贴装型熔断器的特性曲线(Littelfuse公司) 图3高可靠厚膜固态熔断器的结构(美国AEM公司) 图4高可靠固态熔断器(FM12型)特性曲线(美国AEM公司) 图5叠层型陶瓷压敏电阻器特性曲线(深圳顺络公司) 3.1通用金属丝型熔断器 这类熔断器主要是在玻璃或陶瓷管内置放金属保险丝而成,其特点是一次性使用,出现故障后需要更换。使用方便,价格低廉,仍是目前熔断器中数量最多的产品,品种规格齐全,广泛应用于各类电力/电子产品中。有些厂家的这类熔断器通过了UL认证,能够满足UL248和IEC127规范的要求。因此,安装这类熔断器的产品可以在世界各地销售。 3.2表面贴装型SMD熔断器 为了适应SMT的需求,近年来一些熔断器厂家开发了多种表面贴装型SMD熔断器。美国AEM公司最近在网上发表了叠层多元独石SMD熔断器(USPatent6,034,589:MultilayerandMulti?elementMonolithicSurfaceFuse),它是用该公司的UV专利工艺制造的陶瓷叠层元件,相当于将几个熔断丝并联,因而它具有体积小、能量密度大、独石结构可靠性高、精度高、响应速度快、易与其它元件集成等诸多优点,是目前世界上单位体积承受功率最大的SMD熔断器,其封装系列有0402/0603/0805/1206等。又如Littelfuse公司最近推出一种0402封装的快速响应SMD熔断器,其外形结构与尺寸如图1所示,性能曲线如图2所示,它是在环氧树脂基体上制作金属薄膜熔断丝,聚合物包封。当负荷电流为额定电流的200%时,断开时间为5s,当为300%时,断开时间不超过0.2s。断开后的隔离电阻大于10kΩ。工作温度范围为-55℃~90℃。其特点是瞬间电流响应速度快、额定电流精确。该公司的0603封装系列的性能为0.25A/32V~5A/32V;1206系列为0.5A/63V~3A/32V。AVX公司在氧化铝陶瓷基体上制作金属簿膜熔断丝的Accu?Guard系列SMD熔断器,封装尺寸为0402/0603/0805/1206,从0.25A/32V至3A/63V。BUSS?MANN、WICKMANN、Schurter等公司也有同类产品供用户选择,这类熔断器可用于高档电脑、电信、数据传送系统,为关键的IC和重要的电路部位提供过流保护。 3.3高可靠厚膜固态熔断器 这是美国AEM公司的专利产品,有多种规格,从低压到高压,目前最高电压可达DC660V/100A,完全符合MIL?PRF?23419/12(即FM12)的要求,并保持了多年零故障的优异记录。AEM公司是世界上唯一被美国航天总署NASA认证的FM12型高可靠熔断器生产厂家,也被列入美国国防部QPL表。这种高可靠固态熔断器主要用于航天和军事装置。休斯公司、马丁公司、TRW等欧、美、日著名宇航公司均采用这种产品。这种固态熔断器分引线式和片式两种类型。它是在陶瓷基体上用厚膜工艺制备设定形状的特殊合金导电带,这种合金导电带的电阻具有正温度系数。用特殊的树脂包封,图3是其结构示意图。这种FM12型高可靠固态熔断器具有以下特点:其熔断特性与周围环境的真空度无关(FM08型高可靠陶瓷管-金属丝熔断器与周围真空度有密切关系);由于是固态结构,可承受强烈的振动,达30g/3kHz(FM08型为10g/2kHz),耐冲击达1.5kg(FM08为100g);在过电流熔断时,由于特殊树脂的严密包封,不会发生爆炸现象,也不会出现电弧、气体、微颗粒等污染;结构紧凑,体积小。表1是陶瓷管-金属丝型熔断器(FM08A)的特性数据。表2和图4是美国AEM公司生产的高可靠固态熔断器(FM12)的典型数据和特性曲线。可以看出,AEM生产的这种熔断器,不仅规定了最大断开时间(ClearingTime),而且给出了最小断开时间。其它厂家的熔断器几乎都不提供这一数据,而在设计某些要求严格的电路时需要这些数据。 3.4有机高分子聚合物自恢复型保险丝 这类保险丝是近年由美国Raychem公司最先开发的新型过电流保护元件,它实质上是一个正温度系数热敏电阻器。它是在有机高分子聚合物中加入导电颗粒而构成的,其特点是具有自恢复性,即过电流之后又恢复到常态,不必更换,也不必一定将它安置在电子产品中手可触及的部位,因而给用户带来许多便利,很受欢迎。不足之处是阻抗较高。一般说来,在电路正常状态下,其阻抗比相同的金属型熔断器较高,这样,就增加了电子产品的电能消耗。在某些电路中,由于其电阻大而产生热噪声。与金属型熔断器比较,其响应速度慢,存在老化现象。在个别电路中,当发生过电流时,它起保护作用,使电路回到正常状态。但若引发过电流的故障原因未被及时排除,则会出现过电流状态——正常状态——过电流状态的反复循环,从而给电路带来麻烦,需要与其它保护元件组合使用。虽然这种过电流保护元件还有一些不足之处,但它的自恢复性优点是很吸引人的,各生产厂家都在研究改进,主要方向是提高耐电压/电流、降低电阻、提高强度和稳定性,并日益取得进展。如Raychem公司最新的miniSMDM75/24型,24V,40A及miniSMDM260型,8V,40A。尺寸为4.5mm×3.2mm,适用于键盘、鼠标器、主机板、显示器、电源适配器等。TycoElectronics公司生产TSL250?080型产品,它可以承受2/10μs,800V,100A的放电,专用于建筑物内部的电信系统,以防止120V或250V交流电故障。 3.5PTCR和NTCR PTCR和NTCR是己被广泛应用的过电流保护和温控元件。一般说来,作为电路保护元件,大多采用PTCR;而作为温度控制、温度补偿元件,大多采用NTCR。近年来,除引线型分立元件外,片式PTCR/NTCR具有显著的优点,发展很快。 3.5.1片式陶瓷PTCR 随着SMT的发展,片式陶瓷PTCR的需求快速增加。一般的温度动态范围在85℃~150℃,精度达±5℃。但由于BaTiO3的固有特性,致使单层型片式PTCR的阻值较高,不能满足某些电路的要求;叠层型片式PTCR相当于多个很薄的PTCR的并联,因而不仅能明显地减少其阻值,而且提高了其热响应速度。将它以适当方式贴在半导体功率管和IC芯片上,就可以有效地保护这些关键器件。若在LCD控制电路中加入PTCR,则可以在宽温度范围内保持良好的显示效果。然而,这种叠层型片式PTCR的制造工艺难度大,目前国内尚处于开发初期,但人们一致认为其发展前景十分广阔。 3.5.2片式陶瓷NTCR 它的阻值随着温度的升高呈现指数形式下降,阻值随温度的变化率一般为百分之几,因而其测温精度很高,而且结构简单,使用方便,获得广泛应用。特别是近年来,移动通信飞速发展,需用大量的温补晶体振荡器,这就为NTCR提供了巨大市场。从结构上讲,片式NTCR除了玻璃管封装形式外,还有单层型和多层型之分。一般热敏陶瓷材料的电阻率决定于该材料的热激活能,因而B值高时电阻率也高。所以,单层型NTCR难以同时保持高B值、低电阻的特性,如果将电阻降至300Ω,B值就可降到3000。反之,叠层型片式NTCR却可以同时实现低电阻和高B值,如SIEMENS公司的C1621型叠层片式NTCR,电阻降到几十欧姆时,B值仍能保持在3500以上。深圳顺络公司的STH1608型,电阻为100Ω时,B值为3150,为国内一流水平。 4过电压保护元件 在电子设备中,经常出现瞬间尖峰电压和浪涌电压,两者有所不同,前者持续时间短,但电压峰值范围大,从mV级到kV级;后者持续时间长,可达ms乃至s级,但其幅度可为正常值的数倍,可以统称为过电压状态,它们都会给电路带来麻烦。特别是近年来向高速数字化发展,半导体器件和IC的工作电压越来越低,大大增加了遭受过电压和静电放电(ESD)危害的几率。面对这样的状况,出现了多种过电压保护元件,如TVS二极管、陶瓷压敏电阻器、瞬态电压抑制器(Surgector)、ESD抑制器等。 4.1叠层型片式陶瓷压敏电阻器(MultilayerChipVaristor) 陶瓷压敏电阻器作为过压保护元件己有多年历史,得到广泛应用。但由于其压敏电压与两个电极间的距离成比例,通流量与电极面积成比例,所以传统的引线型陶瓷压敏电阻器在体积上和性能上都满足不了现代电子产品电路的过电压保护要求;近年来人们使用更精细的MLCC工艺制造的叠层型片式陶瓷压敏电阻器克服了这些技术难关。同时,具备压敏电压低(可低到2V左右)、响应速度快(为ns级)、通流量大、温度特性好、体积小、适合SMT组装等诸多优点.特别适用于LCD、键盘、I/O接口、IC、ASIC、MOSFET、CMOS、传感器、霍尔元件、激光二极管、前置放大器、声频电路等电路中的过电压保护,发展前景十分广阔。虽然刚刚开发,却受到普遍重视,例如,电容仅有10pF的0402规格的叠层型片式压敏电阻器可很好地应用在移动通信和笔记本电脑中。日本Murata公司在网上推出VCM18R系列,TDK公司近日也推出AVR-M系列。我国深圳顺络电子公司开发了0402、0603、0805、12064种封装尺寸的叠层型片式陶瓷压敏电阻器,其工作电压范围为2.5V~23.1V,图5是其典型的电压敏特性曲线。这类新产品是最被看好的一种过电压保护元件,预计其年增长率将超过30%。 4.2多功能组合件 如上所述,瞬态电压的变化范围很宽,情况复杂,加之可能同时伴随浪涌电流及热效应的影响,因而有时仅靠一个电路保护元件是不够的,需要将几个保护元件组合在一起,例如压敏电阻/陶瓷电容器组合。据报道,AVX公司最近推出TransFeed系列叠层陶瓷瞬态电压抑制器,兼备压敏电阻器抑制过电压和穿心电容器滤除高频EMI的作用。片式压敏阵列、片式压敏/电容阵列也出现在市场上。EPCOS公司正在研究将压敏、热敏、浪涌抑制元件集成在一起的模块。这个领域正呈现出一派生机勃勃的景象。 4.3内置ESD保护IC 半导体工艺越来越精细,IC的功能越来越强大,而且工作电压越来越低。这就导致IC的抗ESD能力明显降低,需要增加保护元件。这样,既麻烦又增加元器的数目。为此,一些IC厂家将ESD保护功能置于芯片内部,制造出自身能防护ESD的IC,如MAXIM公司开发的RS-232接口IC、RS-485接口IC等,自身都具有防ESD的功能。 5国内产业的状况 国内企业仍以传统的玻璃管金属丝型熔断器为主要产品。我国台湾和香港特区的多家企业到大陆建厂,也是以玻璃管金属丝型为主。在国内,有些厂家已开始生产可恢复聚合物保险丝、叠层型片式热敏电阻器和压敏电阻器。由于技术难度较高,宇航级高可靠固态熔断器和高能量密度SMD熔断器仍处于空白状态。

    时间:2018-11-14 关键词: 元件 电源技术解析 电路保护

  • 用于火警和安防系统的电路保护器件

    用于火警和安防系统的电路保护器件

    安防和火警系统设计在特定电流和电压范围内工作。如果由于短路、瞬时过压而导致电压和电流超出了正常范围,系统中的部件就会永久损坏,设备也因此不能发挥正常功能。供电和电路走线也必须进行保护,以避免在安装过程中或后备电池短路时发生故障。安防系统中的调制解调器常常用于发生紧急情况时向消防部门或警察报警。这些电话线路必须进行保护,以免被闪电、电力线搭线,或交流感应电流毁坏。告警系统也必须符合UL864标准,该标准要求焊装的保险丝是不允许用在供电电路中进行限流的。如果安防系统与电话线连接,在北美就必须符合UL60950和TIA968-A标准,在欧洲和其他地区也必须符合ITU K.21标准。过流保护在安防和告警系统中,保险丝通常用于过流保护。然而,UL864和UL90950对这些设备来讲显然要求过高了,它可能在某些测试条件下使设备发生疲劳。更重要的是,保险丝是一次性的器件,被烧毁后必须更换。许多设备制造商更愿意使用可重复使用的聚合物正温度系数(Polymeric Positive Temperature Coefficient:PPTC)器件来进行电路保护,例如,PolySwitch器件。与保险丝不同,PPTC器件在发生短路故障后不用更换,并且允许在过流条件排除后重新上电使电路回到正常工作状态。PPTC器件由包括导电填充物在内的合成物构成,例如,碳黑填充物等,它们使整个器件可以导电。在常温条件下,导电粒子在聚合物中形成很低的导通电阻。然而,如果温度上升到器件的切换温度(TSW),无论是由通过器件的大电流引起的,还是由环境温度的骤然增加所引起的,都会导致聚合物中的微晶熔化并处于非结晶态。在结晶体熔化阶段,熔化的数量增加会将导电颗粒分离,从而使器件的导通电阻产生非线性增加。导通电阻通常会增加三个或更多数量级。导通电阻的增加使流过故障条件下的设备电流降低到一个很低的、稳定的值,因此有助于保护电路中的设备。由于PPTC器件的导通电阻由低电阻转换到高电阻状态是基于温度的变化的,所以这种器件可以实现过流和过温保护。当电流流过PPTC器件时,根据功率消耗公式I2R,电流被转换成热功率,器件就被加热。当加热的温度达到切换温度时,PPTC器件就会“跳闸”,从而进入高导通电阻状态。PPTC器件也可以放在某个需要进行过热保护的发热器件旁边或设备的结合处。如果设备的温度达到了PPTC器件的切换温度,PPTC器件就会转换到高导通电阻状态。通过这种方式,PPTC器件可以用于把电流降低到非常低的水平,或者作为设备超温的系统指示。控制系统然后可以决定采取哪种合适的动作来保护设备或人员。PPTC器件是串接到电路中的器件。与传统保险丝相比,它们本身很小的体积有助于节省电路板空间。而传统保险丝必须安装在用户可以触到、可以更换的位置。由于PPTC器件是固态器件,所以它们能够承受机械冲击和震动。过压保护有许多种方法可以用于保护安防和火警系统免于因开关或闪电所带来瞬态过压产生的故障。比较常用的两类过压保护方式是采用电压钳位器件和电压监视器件,或称之为“crowbar”的器件。钳位器件,如金属氧化物变阻器(Metal Oxide Varistors:MOV)和二极管起作用时允许高到一个特定钳位电平的电压通过负载。电压监视器件,如气体放电管(gas discharge tubes:GDT)和半导体闸流管浪涌抑制器在有超过关断电压的浪涌电压发生时就会动作。在供电线路需要过压保护的应用中,金属氧化物变阻器可以承受大电流、吸收能量,而且响应迅速。把金属氧化物变阻器和PPTC成对使用可以实现一个完整的电路保护方案,用于保护供电线路和控制板中的变压器。安防和火警设备也必须进行保护免受静电放电(electrostatic discharge:ESD)的毁坏。ESD保护器件可以把电子设备中敏感电路累积的静电放掉。PESD器件提供了ESD保护,并具有非常低的电容(0.2pF),特别适合高频应用。新型保护IC新一代增强聚合物齐纳二极管也可以保护敏感的电子器件免于被感应电压尖峰、瞬态过压、不正确的供电和极性接反等所损坏。如图1所示,PolyZen器件包括一个用于电压钳位的稳压齐纳二极管和一个非线性PPTC薄膜器件。图1 增强型聚合物齐纳二极管用于便携电子设备的输入电源保护当该器件工作时,PPTC薄膜通过低通状态向高通状态切换来实现二极管过热或过流保护。在持续大功率过压的条件下,PPTC元件的启动限制了电流,并产生电压降来有效地保护齐纳二极管和其后的电子设备,也增加了二极管的功率承受能力。PolyZen器件在钳位和平滑感应电压尖峰方面效果显著。对于感应电压尖峰,齐纳二极管把电流分流到地,直到电压达到正常工作范围。在供电电压异常的情况下,该类器件可以钳位电压,并对地分流额外的功率,实现了对异常电压的锁定。PolyZen器件相对平坦的电压电流响应有助于钳位输出电压,即使在输入电压和电流完全不对称的情况下亦如此。简单放一个这样的器件就可以提供和齐纳二极管相同的保护作用,但却可以承受非常高的功率异常,而且不需要在通常的PCB走线上放置任何特殊的散热器。集成化的器件在电路保护方面可以有助于设备制造商满足UL60950、TIA-968-A、ITU K.20和K.21电信保护的需求。2Pro器件包括PPTC过流保护技术,并将一种金属氧化物变阻器也集成到一个热保护器件中,它可以提供过流条件下的电流限制和过压条件下的电压钳位。图2 用于安防和火警系统中的电路保护方案示意图图2描述了一个典型的用于安防和火警系统的电路保护方案。其中,过流保护是通过PolySwitch PPTC器件实现的。过压保护是通过金属氧化物变阻器和PESD器件实现的,并且集成了前面所描述保护设备I/O端口的PolyZen和2Pro器件。

    时间:2018-10-25 关键词: 安防系统 电源技术解析 火警 电路保护

  • 君耀电子:将电路保护元件的任务进行到底

    君耀电子:将电路保护元件的任务进行到底

     随着人们对电子产品质量的苛求,制造厂家为了提高市场竞争力,必须大量采用电路保护元件,在各类电子产品中,设置过电流保护和过电压保护元件的趋势日益增强。不管是便携消费电子、汽车电子、LED照明,还是工业控制等领域中的各种设备,都越来越趋向于小型化、集成化、高频化设计,这些也使得整机制造厂商对于过压保护、过流保护、浪涌抑制、静电防护等电路保护方案的性能提出了更严苛的要求。这些都为国产电路保护器件行业的发展创造了巨大的市场机会。 总部在台湾的君耀电子进入电路保护领域的时间仅仅17年,但在这17年中,君耀电子凭借不断完善的电路保护器件产品、适中的价格、良好的品质和灵活的交货期,获得了大量中国本土厂商的欢迎。 北京时间2018年7月10日到12日成都电子展期间,君耀电子也是一如既往的来到了展会,小编有幸采访到了深圳市君耀电子有限公司的执行副总柯锦鹏和FAE副总张少秋。从电路设计到产品测试,君耀电子为客户提供电路保护领域的一站式服务。 左二深圳市君耀电子有限公司的FAE副总张少秋 右二为深圳市君耀电子有限公司的执行副总柯锦鹏 据君耀电子执行副总柯锦鹏先生介绍,君耀电子现在拥有七大产品线,包括了半导体放电管(TSS)、玻璃气体放电管(SPG)、陶瓷气体放电管(GDT)、自恢复保险丝(PPTC)、静电保护元件(ESD)、压敏电阻(MOV)和瞬态电压抑制二极管(TVS)。 本届展会,君耀重点展示了如下系列产品: 1. TVS-AT系列、SMEJXXAG系列产品,满足AEC-Q101车规要求,具备非常高的可靠性; 君耀电子的FAE副总张少秋谈到:瞬态电压抑制二极管(TVS)的出货量占前三,营收占30%-40%.其中AEC-Q101的工作电压是3.3V,5.0V-1200V,耐点电流最高达20KA(8/20μs),浪涌吸收功率最高超过30KW(10/1000μs),封装形式采用轴心引线式/贴片式/径向式,电容值达50-几千pF。 君耀电子的瞬态电压抑制二极管(TVS)产品 2.高温MOV,能工作在140度的高温环境;TMOV,具备高度可靠性,开路的失效模式可以规避火灾风险。 君耀电子的压面电阻产品 3.下面是君耀电子的其他类产品 自恢复保险丝(PPTC)产品 陶瓷气体放电管(GDT)产品 玻璃气体放电管(SPG) 借助于丰富的产品线,君耀电子能够满足客户的个性化电路设计需求,为客户提供从电路设计到产品测试的一站式解决方案,大大提升了客户产品的安全性和设计便利性。这样的君耀也吸引了不同领域的客户的兴趣。 除了挖掘公司内部的潜能,君耀电子还通过并购,开拓公司的产品线和业务。在收购了苏州光基电子台湾UEI之后,君耀补全了TVS/TSS晶圆和NTC(负温度系数热敏电阻),更好地服务客户。 “公司目前的客户主要集中通信、安防监控和电源领域,这些市场带来的营收占了君耀总营收的60%到70%”,柯锦鹏告诉21ic中国电子网的记者,这种服务也给他们换来了不错的收益。 君耀电子研发开始重点在通讯领域、基础建设市场和安防领域的电路保护产品,包括了数据机房、智能电表、适配器和监控系统等,目前已经形成了庞大和稳定的客户群,如中兴、创维、英飞特电子、比亚迪和正泰等,而且需求越来越大。目前公司的电路保护器件在国内市场有约15%的市占率。 国内正在积极扶植新能源车产业,而保护元件是新能源车及电动桩中重中之中,这就给君耀带来了更好的机会。君耀电子是客户保护电路产品的忠实可靠合作伙伴。

    时间:2018-07-18 关键词: tvs 行业观察 君耀电子 电路保护

  • Littelfuse新推瞬态抑制二极管阵列,可保护敏感的电信端口免因静电放电和雷击感应浪涌而受损

    中国,北京,2018年2月6日讯 - Littelfuse, Inc.,作为全球电路保护领域的领先企业,今日宣布新推符合AEC-Q101标准的瞬态抑制二极管阵列系列,该系列产品经过优化,可保护敏感的电信端口免因静电放电 (ESD) 和雷击感应浪涌而受损。 SP4208系列瞬态抑制二极管阵列(SPA®二极管)集成了低电容控向二极管和一个(单向保护)或两个(双向保护)雪崩击穿二极管。 该系列产品可安全吸收高达30A浪涌电流和至少±30kV ESD,而不会出现性能减退。 其具有低负载电容(3.0pF)和高浪涌防护能力,是保护以太网等电信端口和其他高速数据接口的理想选择。 SP4208系列瞬态抑制二极管阵列 SP4208系列瞬态抑制二极管阵列的典型应用包括: · 10/100/1000以太网 · T1/E1/T3/E3. · USB 1.1/2.0,电源端口 · 仪表 · 医疗设备 · 计算机和外围设备 “SP4208系列瞬态抑制二极管阵列将8V断态电压与低动态电阻相结合,支持在较高电压条件下运行的G.Fast。”Littelfuse瞬态抑制二极管阵列(SPA®二极管)业务开发经理Tim Micun表示, “‘直通型’设计可最大限度地减少信号失真和电压过冲,并简化印刷电路设计。” SP4208系列瞬态抑制二极管阵列具有下列突出优势: · 8V标称断态电压支持更高的工作电压,这对高速接口而言是一个越来越重要的考虑因素。 · 低寄生电容(标称值为3.0pF)允许适量的带宽来启用高速以太网接口。 · 极低的动态电阻(标称值为0.4Ω)有助于确保在ESD事件中作出最快的响应。

    时间:2018-02-07 关键词: 二极管 电信端口 电路保护

  • 如何才能选择最佳的电路保护器件?

    电路保护主要是保护电子电路中的元器件在受到过压、过流、浪涌、电磁干扰等情况下不受损坏,电路保护器件则是为产品的电路及芯片提供防护的,确保在电路出现异常的情况下,被保护电路的精密芯片、元器件不受损坏。过压、过流、浪涌、电磁干扰、静电放电等一直是电路保护的重点,因此,市场中的主流电路保护器件也是以防雷/过压/过流/防静电等为主,常见的保护器件有气体放电管、固体放电管、瞬态抑制二极管、压敏电阻、自恢复保险丝以及ESD静电二极管等。工程师在选型的时候如何才能选择最佳的电路保护器件呢? 1.你要知道你想要防止的损害是什么,许多时候设计工程师会向硕凯电子咨询有关浪涌保护器件的问题,但他们却不知道想要避免造成什么损害,因此,你必须做的第一件事是确定要防止直接的雷击、二次冲击(如IEC61000-4-5标准描述),还是静电放电(如IEC61000-4-2标准描述)。一旦做出决定,你就可以选择合适的电路保护器件了。 2.决定当故障情况出现时你想要什么结果。例如,你希望在运行时能够耐受故障情况,并在故障情况发生期间和之后保持运作;仅仅在关断时才耐受故障情况,然后在下一次装置上电时进入运作;或者提供保护使装置安全地失效,并在失效结束之后不需要进行运作?你所选择的电路保护器件是取决于这些问题的答案。 3.对于什么是“正常”和“异常”的运行情况,我们需作出合理设想,例如,你无法选用一个在6A下动作的过流保护器件,而期望你的设计在5.99999A下正常运作,这根本就没有足够的余量。如果你的设计在正常运行情况下消耗6A电流,你必须选用一个在8A或更高电流下动作的过流保护器件PTC自恢复保险丝。不仅如此,你必须了解最大工作电压、最高环境温度,以及故障电压、故障电流和故障持续时间,才能做出正确的选择。 4.必须要清楚任何保护是不可能做到100%的,如果你设计保护一个特定事件,但是总有可能发生一些更加严重的事件。例如,电信雷电规范所描述的危害比直接雷击要轻微得多,要保护产品防止直接雷击造成的危害是有可能的,但这样做却非常昂贵。 5.在设计开始时就要规划电路保护方案,虽然电路保护器件比过往小了许多,但是在PCB设计完成之后,如果没有充足的空间就不可能添加电路保护器件。 随着科学技术的发展,电力/电子产品日益多样化、复杂化,电路结构和电子产品的物理尺寸变得越来越小,在设计周期的早期进行电路保护设计变得更加重要。电路保护和电子保护器件的选型可能看起来优先级不高,但是应当在前期开始设计,消除设计问题并确保您的产品的性能和可靠性。

    时间:2017-11-01 关键词: esd 电磁干扰 电路保护

  • Littelfuse新型保险丝盒与保险丝座可在获得更优电压性能的同时保持小巧尺寸

     Littelfuse, Inc.,作为全球电路保护领域的领先企业,今天推出了多个专为保险丝机械安装而设计的高电压保险丝盒与保险丝座系列产品。 这些新系列产品专为400伏至600伏的应用而开发,包括多种保险丝安装备选方案以配合应用的机械设计。 其经过优化,有利于对移运成本高昂或不能停机的设备进行现场维修,同时防止维护人员在现场更换保险丝时遭到电击,从而保障其安全。 新产品系列包括: · 分别用于3AB/3AG、2AG和5x20mm保险丝的354、254和520系列OMNI-BLOK®保险丝盒 · 用于3AG/3AB保险丝的356/359系列螺丝端子和层压底座端子 · 用于3AG/3AB和5x20毫米保险丝的345系列防电击电路板和面板安装封闭式保险丝座 · 用于3AG/3AB保险丝的150系列引线型保险丝座 HBC系列高电压保险丝盒与保险丝座 应用领域包括数据中心(用于UPS和服务器)、建筑自动化(用于风扇控制系统、商用HVAC)、工业电力系统(用于UPS、电压调节器模块、大功率电池系统以及配电单元和基站电源)以及商用电器(例如空调、商业通风系统、干燥和熨烫机以及工业洗衣机)。 “这些新型高电压保险丝盒和保险丝座与低电压型号的产品同样小巧。”Littelfuse产品经理Ben Zhang表示, “因此,无需增加尺寸也能获得高电压性能。” 新型保险丝盒与保险丝座提供多种关键优势: · 400V至600V的高电压额定值以及多种保险丝安装方式可提供全面的保险丝/保险丝座解决方案,满足高电压应用的要求。 · 广泛的工作温度范围(-40°C至+85°C)使其适合用于各种应用以及恶劣的工作环境。 · 无卤素、100%无铅且符合RoHS标准,让设计师能够充满信心地打造出环保型解决方案并遵守全球法规标准。

    时间:2017-09-20 关键词: 智能化 新型保险丝盒 电路保护

  • P6SMB系列TVS二极管受宠有何缘由?

     全球领先的电路保护产品及解决方案产品组合的供应商Littelfuse发布了一款TVS二极管——P6SMB系列(包括P6SMB440A、P6SMB、P6SMB15A、P6SMB15CA、P6SMB36A、P6SMB400CA),其具有快速响应及优异的钳位能力,从0V到BV min仅需小于1ps的反应时间 。其不仅可广泛应用于TVS设备中以保护I/O接口,还能够应用在VCC总线、电信、计算机、工业以及消费电子电路中。 瞬态抑制二极管P6SMB系列专用于保护敏感电子设备免受雷击和其他瞬态电压事件引起的电压瞬变。其具有低增量浪涌电阻,VBR min大于12V时,典型IR值小于1μA ,快速响应时间小于1ps, 能为电路提供可靠安全的保护。 P6SMB采用薄型封装,适用于表面贴装应用,以优化电路板空间,其塑料封装可燃性等级为V-0 ,且无铅无卤素,符合RoHS标准,且符合IEC 61000-4-2标准的ESD保护,击穿电压达30kV。此外,TVS二极管P6SMB系列内置应变消除功能,能够根据IEC 61000-4-4对数据线进行电子转移保护。 图:P6SMB外形图 TVS二极管P6SMB系列的产品特性: • IEC-61000-4-2ESD击穿电压:30kV(空气/接触) • 符合IEC 61000-4-2标准的ESD保护 • 根据IEC 61000-4-4对数据线进行电子转移保护 • 内置应变消除功能 • VBM min大于12V时,典型IR值小于1μA,快速响应时间小于1ps • 10/1000μs波形下的600W峰值脉冲功率能力,重复率(占空比):0.01% • VBR@TJ=VBR@25℃&TImes;(1+αT&TImes;(TJ-25))(αT:温度系数,典型值为0.1%)

    时间:2017-07-18 关键词: 电压 tvs二极管 电路保护

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