Apakah kaedah yang sering digunakan oleh jurutera PCBA untuk melindungi litar?

Peranti perlindungandigunakan untuk melindungi litar dan peralatan daripada kegagalan kuasa atau kerosakan lain. Berikut ialah beberapa jenis peranti perlindungan biasa dan penerangannya:

1. Diod

Diod ialah peranti elektronik yang digunakan untuk mengawal arah aliran arus. Dalam litar, diod sering digunakan untuk menghalang arus terbalik daripada mengalir masuk atau untuk melindungi peranti lain daripada lebihan voltan.

Diod pengatur voltan, juga dikenali sebagai pengatur voltan atau diod Zener, ialah diod yang direka khas yang digunakan untuk menyediakan output voltan yang stabil.

Ciri diod pengatur voltan ialah voltan pecahan terbalik (voltan Zener). Apabila voltan terbalik melebihi voltan pecahan tertentu, diod pengatur voltan memasuki keadaan kerosakan terbalik dan mengalirkan arus. Berbanding dengan diod biasa, diod pengatur voltan direka bentuk dengan teliti untuk mengekalkan voltan yang stabil di kawasan kerosakan terbalik.

Prinsip kerja diod pengatur voltan adalah berdasarkan kesan kerosakan voltan. Apabila voltan berada di bawah voltan pecahan terbaliknya, diod mengekalkan voltan yang stabil merentasi kedua-dua hujungnya, membenarkan arus terbalik mengalir melaluinya. Ciri ini membolehkan diod pengatur voltan menyediakan voltan rujukan yang stabil dalam litar atau menstabilkan voltan masukan pada nilai tertentu.

Diod zener biasanya digunakan dalam aplikasi berikut:

1. Peraturan voltan: Diod zener boleh digunakan sebagai pengawal selia voltan dalam litar untuk menstabilkan voltan masukan pada voltan keluaran tertentu. Ini sangat penting untuk peranti elektronik dan litar yang memerlukan voltan yang stabil.

2. Voltan rujukan: Diod zener boleh digunakan sebagai sumber voltan rujukan dalam litar. Dengan memilih diod Zener yang sesuai, voltan rujukan tetap boleh disediakan untuk penentukuran dan perbandingan isyarat lain.

3. Peraturan voltan: Diod zener juga boleh digunakan untuk fungsi peraturan voltan dalam litar. Dengan mengawal aliran semasa diod Zener, nilai voltan dalam litar boleh dilaraskan untuk mencapai fungsi pengawalseliaan voltan yang dikehendaki.

Pemilihan diod Zener bergantung kepada voltan stabil dan arus operasi yang diperlukan. Mereka mempunyai voltan pecahan dan ciri kuasa yang berbeza, jadi mereka perlu dinilai berdasarkan aplikasi dan keperluan tertentu apabila memilih diod Zener.

Diod Zener ialah diod yang direka khas yang boleh memberikan output voltan yang stabil. Ia digunakan secara meluas dalam litar elektronik untuk fungsi seperti peraturan voltan, voltan rujukan, dan peraturan voltan.

2. Varistor Oksida Logam (MOV)

MOV ialah peranti yang digunakan untuk perlindungan voltan lampau. Ia terdiri daripada zarah oksida logam yang teragih sama rata dalam matriks seramik, yang boleh menjadi konduktif apabila voltan melebihi nilai terkadarnya, dengan itu menyerap tenaga voltan lampau dan melindungi peranti lain dalam litar.

Ciri MOV ialah ciri rintangan tak linearnya. Dalam julat voltan operasi biasa, MOV mempamerkan keadaan rintangan yang tinggi dan hampir tiada kesan pada litar. Walau bagaimanapun, apabila voltan tiba-tiba meningkat melebihi voltan terkadarnya, MOV dengan cepat berubah kepada keadaan rintangan rendah untuk menyerap tenaga voltan lampau dan mengarahkannya ke tanah atau laluan impedans rendah yang lain.

Prinsip kerja MOV adalah berdasarkan kesan varistor. Apabila voltan melebihi voltan terkadarnya, kekuatan medan elektrik antara zarah oksida menjadi lebih besar, supaya rintangan antara zarah berkurangan. Ini membolehkan MOV menyediakan kapasiti arus yang sangat tinggi dan melindungi litar dan peralatan lain dengan berkesan daripada kerosakan voltan lampau.

Varistor oksida logam biasanya digunakan dalam aplikasi berikut:

1. Perlindungan voltan lampau: MOV digunakan terutamanya untuk perlindungan voltan lampau untuk mengelakkan voltan daripada melebihi nilai undian yang boleh ditahan oleh peranti atau litar. Apabila keadaan lebihan voltan berlaku, MOV bertindak balas dengan cepat dan dihidupkan, menghalakan lebihan voltan ke tanah atau laluan impedans rendah lain untuk melindungi komponen sensitif yang lain.

2. Perlindungan lonjakan: MOV biasanya digunakan dalam talian kuasa dan talian komunikasi untuk melindungi peralatan daripada lonjakan kuasa (mutasi voltan). Mereka mampu menyerap dan menyekat puncak voltan sementara, menghalang peralatan daripada kemungkinan kerosakan.

3. Perlindungan lonjakan: MOV juga digunakan secara meluas dalam pelindung lonjakan untuk mengelakkan kerosakan pada peralatan dan litar elektronik yang disebabkan oleh sambaran petir, lonjakan kuasa dan gangguan elektromagnet lain. Mereka mampu menyerap dan menyebarkan tenaga lonjakan, melindungi peralatan daripada overvoltage sementara.

Memilih MOV yang sesuai bergantung pada voltan terkadar yang diperlukan, kapasiti arus maksimum dan masa tindak balas. Voltan terkadar MOV hendaklah lebih tinggi sedikit daripada voltan operasi maksimum litar yang akan dilindungi, manakala kapasiti arus maksimum harus memenuhi keperluan sistem. Masa tindak balas harus cukup pantas untuk memastikan tindak balas yang cepat terhadap voltan lampau.

Varistor oksida logam ialah komponen yang digunakan untuk perlindungan lebihan voltan yang menyerap tenaga lebihan voltan dan melindungi litar dan peralatan lain daripada kerosakan. Mereka memainkan peranan penting dalam bidang seperti perlindungan voltan lampau, perlindungan lonjakan dan perlindungan lonjakan.

3. Penekan Voltan Sementara (TVS)

Penekan Voltan Sementara (TVS) ialah peranti elektronik yang digunakan untuk menahan voltan lampau sementara. Ia boleh bertindak balas dengan cepat dan menyerap tenaga lebihan voltan, dan boleh memberikan perlindungan yang berkesan apabila voltan berubah secara tiba-tiba atau voltan sementara berlaku, menghalang voltan daripada melebihi ambang yang ditetapkan.

Prinsip kerja peranti TVS adalah berdasarkan kesan voltan pecahan. Apabila voltan lampau sementara berlaku dalam litar, peranti TVS akan segera bertukar kepada keadaan galangan rendah, mengarahkan tenaga voltan lampau ke tanah atau laluan galangan rendah yang lain. Dengan menyerap dan menyebarkan tenaga voltan lampau, peranti TVS boleh mengehadkan kadar kenaikan voltan dan melindungi komponen sensitif yang lain.

Peranti TVS biasanya terdiri daripada tiub nyahcas gas (Tiub Nyahcas Gas, GDT) atau diod silikon karbida (Diod Silikon Karbida, Diod SiC). Tiub nyahcas gas membentuk laluan nyahcas berdasarkan gas apabila voltan terlalu tinggi, manakala diod silikon karbida menggunakan sifat khas bahan silikon karbida untuk membentuk laluan konduktif di bawah voltan pecahan.

Penekan voltan sementara biasanya digunakan dalam aplikasi berikut:

1. Perlindungan lonjakan: Peranti TVS digunakan terutamanya untuk perlindungan lonjakan untuk mengelakkan voltan lampau yang disebabkan oleh sambaran kilat, lonjakan kuasa, carian kuasa dan gangguan elektromagnet lain. Mereka boleh menyerap dan menyekat puncak voltan sementara untuk melindungi litar dan peralatan daripada kerosakan.

2. Perlindungan talian komunikasi: Peranti TVS digunakan secara meluas dalam talian komunikasi untuk melindungi peralatan daripada carian kuasa dan gangguan elektromagnet. Mereka boleh bertindak balas dengan cepat dan menyerap lebihan voltan sementara untuk melindungi operasi peralatan komunikasi yang stabil.

3. Perlindungan talian kuasa: Peranti TVS juga digunakan untuk perlindungan talian kuasa untuk mengelakkan carian kuasa dan peristiwa voltan lampau lain daripada merosakkan peralatan bekalan kuasa. Mereka boleh menyerap dan menyuraikan tenaga voltan lampau untuk melindungi operasi biasa peralatan bekalan kuasa.

Memilih peranti TVS yang sesuai bergantung pada voltan terkadar yang diperlukan, kapasiti arus maksimum dan masa tindak balas. Voltan undian peranti TVS hendaklah lebih tinggi sedikit daripada voltan operasi maksimum litar yang akan dilindungi, dan kapasiti arus maksimum harus memenuhi keperluan sistem. Masa tindak balas hendaklah cukup pantas untuk memastikan penindasan voltan lampau sementara tepat pada masanya.

Penekan voltan sementara memainkan peranan penting dalam bidang perlindungan lonjakan, perlindungan talian komunikasi dan perlindungan talian kuasa.

4. Fius

Fius ialah komponen elektronik biasa yang digunakan untuk melindungi litar dan peranti daripada kerosakan yang disebabkan oleh arus lebih. Ia adalah peranti perlindungan pasif yang menghalang arus berlebihan daripada mengalir dengan memutuskan litar.

Fius biasanya diperbuat daripada wayar nipis atau wayar dengan arus putus yang rendah. Apabila arus dalam litar melebihi arus undian fius, filamen di dalam fius akan panas dan cair, memotong aliran arus.

Ciri-ciri utama dan prinsip kerja fius adalah seperti berikut:

1. Arus Berkadar: Arus berkadar fius merujuk kepada nilai arus maksimum yang boleh ditahan dengan selamat. Apabila arus melebihi arus undian, fius akan cair untuk menghentikan arus daripada mengalir.

2. Masa Tiupan: Masa tiupan fius merujuk kepada masa dari semasa arus melebihi arus terkadar hingga apabila ia bertiup. Masa pukulan bergantung pada reka bentuk dan ciri fius, biasanya antara beberapa milisaat dan beberapa saat.

3. Kapasiti Pecah: Kapasiti pecah merujuk kepada arus atau tenaga maksimum yang boleh diputuskan dengan selamat oleh fius. Kapasiti pemecahan fius perlu sepadan dengan beban litar dan arus litar pintas untuk memastikan arus boleh terputus dengan berkesan di bawah keadaan kerosakan.

4. Jenis: Terdapat banyak jenis fius, termasuk bertindak pantas, kelewatan masa, voltan tinggi, dll. Jenis fius yang berbeza sesuai untuk senario dan keperluan aplikasi yang berbeza.

Fungsi utama fius adalah untuk menyediakan perlindungan beban lampau dalam litar. Apabila arus dalam litar meningkat secara tidak normal, yang boleh menyebabkan kegagalan litar atau kerosakan peralatan, fius akan cepat meniup dan memutuskan aliran arus, dengan itu melindungi litar dan peralatan daripada kerosakan.

Apabila memilih fius yang sesuai, faktor seperti arus undian litar, arus litar pintas, voltan undian dan keadaan persekitaran perlu dipertimbangkan. Memilih fius dengan betul boleh memastikan keselamatan dan kebolehpercayaan litar dan memberikan perlindungan beban lampau yang berkesan.

5. Thermistor Pekali Suhu Negatif (NTC Thermistor)

Termistor pekali suhu negatif ialah komponen elektronik yang nilai rintangannya berkurangan apabila suhu meningkat.

Termistor NTC biasanya diperbuat daripada oksida logam atau bahan semikonduktor. Dalam struktur kekisi bahan, kekotoran tertentu didop, yang mengganggu pergerakan elektron dalam kekisi. Apabila suhu meningkat, tenaga elektron dalam bahan sensitif suhu meningkat, dan interaksi antara elektron dan kekotoran menjadi lemah, mengakibatkan peningkatan dalam kelajuan penghijrahan dan kekonduksian elektron dan penurunan nilai rintangan.

Ciri-ciri dan aplikasi termistor NTC termasuk:

1. Penderia suhu: Oleh kerana nilai rintangan termistor NTC adalah berkadar songsang dengan suhu, ia digunakan secara meluas sebagai penderia suhu. Dengan mengukur nilai rintangan, perubahan suhu ambien boleh ditentukan.

2. Pampasan suhu: Termistor NTC boleh digunakan dalam litar pampasan suhu. Disebabkan oleh ciri bahawa nilai rintangannya berubah mengikut suhu, ia boleh disambungkan secara bersiri atau selari dengan komponen lain (seperti termistor dan perintang) untuk mencapai operasi litar yang stabil pada suhu yang berbeza.

3. Kawalan suhu: Termistor NTC boleh memainkan peranan penting dalam litar kawalan suhu. Dengan memantau perubahan nilai rintangan, operasi elemen pemanas atau elemen penyejukan boleh dikawal untuk mengekalkan keadaan stabil dalam julat suhu tertentu.

4. Perlindungan bekalan kuasa: Termistor NTC juga boleh digunakan untuk perlindungan bekalan kuasa. Dalam litar bekalan kuasa, ia boleh digunakan sebagai pelindung arus lebih. Apabila arus melebihi ambang tertentu, disebabkan oleh penurunan nilai rintangan, mereka boleh mengehadkan aliran arus dan melindungi bekalan kuasa dan litar lain daripada kerosakan yang disebabkan oleh arus yang berlebihan.

Secara ringkasnya, termistor NTC ialah komponen sensitif haba dengan pekali suhu negatif, yang nilai rintangannya berkurangan apabila suhu meningkat. Ia digunakan secara meluas dalam penderiaan suhu, pampasan suhu, kawalan suhu, dan perlindungan bekalan kuasa.

6. Pekali Suhu Positif Polimer (PPTC)

Fius elektronik PPTC juga merupakan peranti perlindungan lebihan arus. Mereka mempunyai rintangan yang rendah, tetapi apabila arus melebihi nilai undian, kesan haba berlaku, menyebabkan rintangan meningkat, mengehadkan aliran arus. Ia biasanya digunakan sebagai fius boleh reset atau peranti perlindungan arus lebih. Komponen PPTC diperbuat daripada bahan polimer khas dan mempunyai ciri rintangan bagi pekali suhu positif.

Rintangan komponen PPTC biasanya rendah pada suhu bilik, membenarkan arus mengalir dalam komponen tanpa penurunan voltan yang ketara. Walau bagaimanapun, apabila keadaan lebihan arus berlaku, komponen PPTC menjadi panas disebabkan oleh peningkatan arus yang melaluinya. Apabila suhu meningkat, rintangan bahan polimer meningkat dengan ketara.

Ciri utama komponen PPTC ialah keupayaannya untuk mengehadkan aliran arus di bawah keadaan kerosakan. Apabila arus melebihi nilai ambang, komponen PPTC menjadi panas dan rintangannya meningkat dengan cepat. Keadaan rintangan tinggi ini bertindak sebagai fius boleh reset, dengan berkesan mengehadkan arus untuk melindungi litar dan komponen yang disambungkan.

Sebaik sahaja keadaan kerosakan dikeluarkan dan arus turun di bawah ambang tertentu, komponen PPTC menjadi sejuk dan rintangannya kembali kepada nilai yang lebih rendah. Ciri boleh reset ini menjadikan komponen PPTC berbeza daripada fius tradisional, dan ia tidak perlu diganti selepas tersandung.

Komponen PPTC digunakan dalam pelbagai litar elektronik dan sistem yang memerlukan perlindungan lebihan arus. Ia biasanya digunakan dalam bekalan kuasa, pek bateri, motor, peralatan komunikasi dan elektronik automotif. Komponen PPTC mempunyai kelebihan seperti saiz kecil, operasi boleh reset, dan tindak balas pantas kepada peristiwa arus lampau.

Apabila memilih komponen PPTC, parameter penting perlu dipertimbangkan, termasuk voltan terkadar, arus dan arus penahan. Voltan undian hendaklah lebih tinggi daripada voltan kendalian litar, manakala penarafan arus hendaklah sepadan dengan arus maksimum yang dijangkakan. Arus penahan menentukan tahap semasa di mana elemen bergerak dan meningkatkan rintangan.

Elemen PPTC menyediakan perlindungan arus lebih yang boleh dipercayai dan boleh diset semula untuk litar elektronik, membantu meningkatkan keselamatan dan kebolehpercayaan.