【導(dǎo)讀】電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師通常會(huì)采用被動(dòng)保護(hù)器件實(shí)現(xiàn)過電流、過電壓及過溫保護(hù)，但是如果器件的選型不恰當(dāng)，往往會(huì)起不到應(yīng)有的效果。
隨著人們安全意識(shí)的增強(qiáng)，電子產(chǎn)品的可靠性成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最重要的考慮因素之一。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師通常會(huì)采用被動(dòng)保護(hù)器件實(shí)現(xiàn)過電流、過電壓及過溫保護(hù)，但是如果器件的選型不恰當(dāng)，往往會(huì)起不到應(yīng)有的效果。
前不久在網(wǎng)上讀到一篇關(guān)于保險(xiǎn)絲的文章《保險(xiǎn)絲是不是真的足夠保險(xiǎn)？》，認(rèn)為保險(xiǎn)絲存在不能有效保護(hù)電路的情況。本文引述其故障電路及分析，如下。該博文描述，當(dāng)電源損壞時(shí)，如果內(nèi)部發(fā)生類似圖1示意位置的短路，短路電流應(yīng)該燒掉保險(xiǎn)絲，但在在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)有時(shí)標(biāo)“爆裂”字樣位置銅皮也會(huì)因電流過大燒焦、燒斷，更有甚者有時(shí)候居然會(huì)出現(xiàn)橋堆的腳都燒斷的現(xiàn)象。
博文作者認(rèn)為保險(xiǎn)絲雖然也熔斷了，但并沒有起到設(shè)計(jì)所期望的效果，在保險(xiǎn)絲熔斷的同時(shí)，電源內(nèi)部的短路還是進(jìn)一步導(dǎo)致了部分電路的損壞。該文作者查閱了如圖2所示保險(xiǎn)絲熔斷時(shí)間示意圖，認(rèn)為保險(xiǎn)絲是需要熔斷時(shí)間的，由于保險(xiǎn)絲電阻很小，這個(gè)熔斷時(shí)間并不短。認(rèn)為即使使用快燒保險(xiǎn)絲，只是加快熔斷速度，還是不能解決問題，而且選了快斷保險(xiǎn)絲后，需要考慮通電沖擊電流的影響，如果選擇的電流余量不夠大，沖擊電流會(huì)誤燒保險(xiǎn)絲，如果電流余量偏大，又會(huì)回到類似使用普通保險(xiǎn)絲的慢響應(yīng)狀態(tài)。
博文作者建議解決辦法是在電路中串接歐姆級(jí)電阻，利用其壓降降低最大故障電流，或直接燒斷。
圖1 電源銅皮爆裂位置示意圖
在保險(xiǎn)絲選型時(shí)，設(shè)計(jì)者往往為了避免開機(jī)脈沖、溫度折減等造成的保險(xiǎn)絲誤動(dòng)作，而選擇過大額定電流的保險(xiǎn)絲，有可能帶來保險(xiǎn)絲動(dòng)作不及時(shí)的后果。在保險(xiǎn)絲選型的過程中，最好能夠摸清電路能夠承受的最大故障電流、最高工作電流、工作溫度及開機(jī)脈沖波形等，專業(yè)的保險(xiǎn)絲供應(yīng)商都可以幫助選擇比較恰當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品型號(hào)，實(shí)現(xiàn)最佳的保護(hù)效果。
當(dāng)然還有一種更為突出的保護(hù)方案，就是采用 TE 的 LVR 系列 PPTC。在如上所示的電源方案中，PPTC 由于保持電流定義及無需考慮脈沖折減等因素，選擇的 PPTC 型號(hào)對(duì)于的保持電流要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于保險(xiǎn)絲定義的額定電流，考慮60度工況條件，保持電流0.25A的 LVR025S 已經(jīng)可以滿足 220V/30W 的應(yīng)用要求。
而且由于 LVR025S 初始電阻在 1.3~2.1歐姆，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于1A保險(xiǎn)絲的電阻，短路發(fā)生時(shí)，回路中的故障電流將遠(yuǎn)小于使用保險(xiǎn)絲的電流。在故障解除后，PPTC 自動(dòng)恢復(fù)，無需更換保險(xiǎn)絲，在獲得更優(yōu)的保護(hù)效果的同時(shí)，降低了維護(hù)成本。
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