【導(dǎo)讀】現(xiàn)在的便攜式電子產(chǎn)品中，電路保護(hù)的范圍極寬，數(shù)量也多。正是這些保護(hù)元器件才實(shí)現(xiàn)了電子產(chǎn)品的安全性、可靠性和耐用性，并且減少了用戶(hù)的維修次數(shù)、維修費(fèi)用及設(shè)有手機(jī)及筆記本電腦對(duì)工作帶來(lái)的影響。本文將詳解各種便攜式電子產(chǎn)品中的保護(hù)電路設(shè)計(jì)。
電路保護(hù)的重要性
現(xiàn)在的便攜式電子產(chǎn)品中，電路保護(hù)的范圍極寬，數(shù)量也多。這里舉兩個(gè)典型便攜式電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)明電路保護(hù)的重要性。
1 手機(jī)
手機(jī)的發(fā)展從單一的通話(huà)到能實(shí)現(xiàn)聽(tīng)音樂(lè)、拍照、上網(wǎng)、看電視、GPS等功能的智能手機(jī)，電路愈加復(fù)雜，而相應(yīng)的保護(hù)電路范圍也不斷擴(kuò)展。圖1是手機(jī)中需要保護(hù)的各個(gè)部位。
圖1 手機(jī)中需要保護(hù)的部件
2 筆記本電腦
筆記本電腦已成為一種時(shí)尚的便攜式電子產(chǎn)品，最近開(kāi)發(fā)出的“上網(wǎng)本”更受到年輕人的青睞。筆記本電腦比手機(jī)更復(fù)雜，其需要保護(hù)的部件范圍更廣（見(jiàn)圖2）。
圖2 筆記本電腦中需要保護(hù)的部件
這里要說(shuō)明的是，圖1及圖2中的便攜式電子產(chǎn)品還不是最新的產(chǎn)品，但也能看出來(lái)電路保護(hù)的范圍之廣及數(shù)量之多，可見(jiàn)保護(hù)電路在這些產(chǎn)品中的重要性。
正是這些保護(hù)元器件才實(shí)現(xiàn)了電子產(chǎn)品的安全性、可靠性和耐用性，并且減少了用戶(hù)的維修次數(shù)、維修費(fèi)用及設(shè)有手機(jī)及筆記本電腦對(duì)工作帶來(lái)的影響。
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保護(hù)元器件的種類(lèi)及工作原理
保護(hù)元器件分為三類(lèi)：過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)及過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)。它們的基本工作原理如下。
1、過(guò)流保護(hù)
過(guò)流保護(hù)元件是一種非線性正溫度系數(shù)熱敏電阻（PPTC），如圖3所示。一旦有過(guò)流狀態(tài)出現(xiàn)，過(guò)大的電流讓保護(hù)元件發(fā)熱使阻值發(fā)生變化，由低阻態(tài)躍變?yōu)楦咦钁B(tài)，從而限制電流，使被保護(hù)的電路免受過(guò)流損壞；在過(guò)流故障排除后，保護(hù)元件冷卻，自動(dòng)由高阻態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥钁B(tài)，恢復(fù)正常工作。這種保護(hù)元件稱(chēng)為自復(fù)式過(guò)流保護(hù)元件，如泰科電子公司的PolySwitchTM元件。
圖3 PolySwitchTM元件工作電路
2 過(guò)壓保護(hù)
過(guò)壓保護(hù)元器件并聯(lián)在被保護(hù)的電路上（見(jiàn)圖4）。在輸入電壓未過(guò)壓時(shí)，過(guò)壓保護(hù)元器件呈高阻態(tài)，其泄漏電流甚微；一旦輸入電壓過(guò)壓時(shí)，過(guò)壓保護(hù)元器件在瞬間提供低阻抗通路，并將電壓鉗位于安全的低電壓，從而保護(hù)電路免受過(guò)壓損害。當(dāng)輸入電壓降落到正常工作電壓時(shí)，過(guò)壓保護(hù)元器件會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到高阻態(tài)。
圖4 過(guò)壓保護(hù)元件工作電路
3 過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)
過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)器件是過(guò)流保護(hù)元件與過(guò)壓保護(hù)元件組成的模塊（集成電路），如圖5所示。它能在輸入電壓過(guò)壓或由于短路造成過(guò)流故障時(shí)，保護(hù)電路不受損害。
圖5 過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)器件工作電路
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便攜式產(chǎn)品的保護(hù)元器件的特點(diǎn)
為滿(mǎn)足便攜式電子產(chǎn)品對(duì)保護(hù)元器件的要求，保護(hù)元器件應(yīng)具有下述特點(diǎn)。
1 性能
● 響應(yīng)時(shí)間要短；
● 自身的功耗要小，可延長(zhǎng)電池壽命；
● 性能穩(wěn)定，并且壽命長(zhǎng)；
● 不影響被保護(hù)電路的性能；
● 滿(mǎn)足對(duì)環(huán)境的要求（無(wú)鉛，符合RoHs規(guī)范）。
2 封裝及尺寸
● 貼片式（SMD）封裝，滿(mǎn)足SMT要求；
● 封裝尺寸小（占PCB面積小）及剖面高度小。
3 其他
● 可以采用回流焊焊接工藝；
● 價(jià)格低，降低產(chǎn)品成本。
