電路保護用于幾乎所有的電氣或電子設(shè)備, 不僅保護設(shè)備, 而且保護人、企業(yè)和聲譽。這些器件有針對性地保護敏感電子免受過流、過壓、靜電放電、浪涌和其它破壞性的故障所導(dǎo)致的失效。如何優(yōu)先考慮和選擇合適的電路保護器件尤為關(guān)鍵。

? ? 電路保護元器件應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，只要有電的地方就有安裝電路保護元器件的必要，如各類家用電器、家庭視聽及數(shù)碼產(chǎn)品、個人護理等消費類電子產(chǎn)品、計算機及其周邊、手機及其周邊、照明、醫(yī)療電子、汽車電子、電力、工業(yè)設(shè)備等，涵蓋人們生產(chǎn)生活的方方面面。電路保護主要有兩種形式：過壓保護和過流保護。選擇適當(dāng)?shù)碾娐繁Ｗo器件是實現(xiàn)高效、可靠電路保護設(shè)計的關(guān)鍵，涉及到電路保護器件的選型，我們就必須要知道各電路保護器件的作用。在選擇電路保護器件的時候我們要知道保護電路不應(yīng)干擾受保護電路的正常行為，此外，其還必須防止任何電壓瞬態(tài)造成整個系統(tǒng)的重復(fù)性或非重復(fù)性的不穩(wěn)定行為。

? ? 作為一名電子工程師，對于電路不說必須要非常精通，但至少能夠看得懂電路，知道電路保護器件的作用，在客戶提出防護需求時，及時給出有效且具有實施性的整改意見。以下是工程師合力整理的一些電路保護器件的基礎(chǔ)作用總結(jié)，希望對大家能夠有所幫助。

凡是通電的產(chǎn)品都會受到不同程度的損壞，雷擊浪涌、瞬態(tài)浪涌、過電壓、過電流以及電路內(nèi)部的靜電放電等。隨著電子產(chǎn)品集成度的提高，處理器速度、開關(guān)速率和接口速率的不斷提升，ESD防護、防雷、浪涌保護、EMI/EMC等電路保護與電磁兼容技術(shù)在電子系統(tǒng)中的重要性日益凸顯，過流、過壓保護器件選擇和應(yīng)用、傳導(dǎo)電磁干擾和輻射電磁干擾如何消除，EMC測試環(huán)境和解決方法等問題都成為工程師在設(shè)計過程中的難點和挑戰(zhàn)。電路保護是電路設(shè)計的基礎(chǔ)學(xué)科，是最容易出現(xiàn)問題的部分，同時也是容易被忽略的問題。 ESD防護、防雷設(shè)計、過流保護等難題幾乎困擾著每一位電路設(shè)計工程師。

歷年來，碩凱電子為多家客戶提供過防護方案及各類電路保護器件，諸如防雷器件、過壓器件、過流器件以及防靜電等電路保護器件，在此做一個小盤點，將工程師最關(guān)注的七大電路保護器件分享給大家。

市場中常見的防雷器件有以下幾種：陶瓷氣體放電管、 半導(dǎo)體放電管和強效放電管（玻璃放電管），至于如何選擇這三款防雷器件呢，就要根據(jù)實際產(chǎn)品應(yīng)用的防護等級、工作電壓、工作電流以及功率和其他的參數(shù)值來確定。

1、陶瓷氣體放電管：

防雷器件中應(yīng)用最廣泛的是陶瓷氣體放電管，之所以說陶瓷氣體放電管是應(yīng)用最廣泛的防雷器件，是因為無論是直流電源的防雷還是各種信號的防雷，陶瓷氣體放電管都能起到很好的防護作用。其最大的特點是通流量大，級間電容小，絕緣電阻高，擊穿電壓可選范圍大。

碩凱SOCAY陶瓷氣體放電管多用在通信產(chǎn)品、防雷器、特殊電源、通訊線路、通訊配線架、保安單元、安防產(chǎn)品等產(chǎn)品中起到防雷保護作用。

2、半導(dǎo)體放電管：

半導(dǎo)體放電管是一種過壓保護器件，是利用晶閘管原理制成的，依靠PN結(jié)的擊穿電流觸發(fā)器件導(dǎo)通放電，可以流過很大的浪涌電流或脈沖電流。其擊穿電壓的范圍，構(gòu)成了過壓保護的范圍。固體放電管使用時可直接跨接在被保護電路兩端。具有精確導(dǎo)通、快速響應(yīng)（響應(yīng)時間ns級）、浪涌吸收能力較強、雙向?qū)ΨQ、可靠性高等特點。

碩凱SOCAY半導(dǎo)體放電管多用于調(diào)制解調(diào)器、傳真機、PBX系統(tǒng)、電話、POS系統(tǒng)、模擬和數(shù)字卡等。由于其浪涌通流能力較同尺寸的TVS管強，可在無源電路中代替TVS管使用。

3、玻璃放電管：

玻璃放電管（強效放電管）是20世紀(jì)末新推出的防雷器件，它兼有陶瓷氣體放電管和半導(dǎo)體過壓保護器的優(yōu)點：絕緣電阻高（≥10^8Ω）、極間電容?。?≤0.8pF）、放電電流較大（最大達3 kA）、雙向?qū)ΨQ性、反應(yīng)速度快（不存在沖擊擊穿的滯后現(xiàn)象）、性能穩(wěn)定可靠、導(dǎo)通后電壓較低，此外還有直流擊穿電壓高（最高達5000V）、體積小、壽命長等優(yōu)點。其缺點是直流擊穿電壓分散性較大（±20%）。

碩凱SOCAY玻璃放電管主要應(yīng)用于有線電視，鐵路通信，安防等設(shè)備中，以防止設(shè)備受過壓沖擊和雷電閃擊而損壞。主要用于防止浪涌電流或者過電壓對設(shè)備造成損壞。

過壓器件：

過壓保護器件多用于保護后續(xù)電路免受甩負載或瞬間高壓的破壞，常用的過壓保護器件有壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管、ESD放電二極管和陶瓷放電管、玻璃放電管以及半導(dǎo)體放電管等防雷器件，防雷器件在上面已經(jīng)有介紹過，接下來就主要介紹常用的過壓器件壓敏電阻、貼片壓敏電阻和瞬態(tài)抑制二極管，其中貼片壓敏電阻是貼片式的壓敏電阻就不再另外做介紹。

4、壓敏電阻：

壓敏電阻也是一種用得最多的限壓器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而實現(xiàn)對后級電路的保護。壓敏電阻的響應(yīng)時間為ns級，比空氣放電管快，比TVS管稍慢一些，一般情況下用于電子電路的過電壓保護其響應(yīng)速度可以滿足要求。壓敏電阻的結(jié)電容一般在幾百到幾千pF的數(shù)量級范圍，很多情況下不宜直接應(yīng)用在高頻信號線路的保護中，應(yīng)用在交流電路的保護中時，因為其結(jié)電容較大會增加漏電流，在設(shè)計防護電路時需要充分考慮。壓敏電阻的通流容量較大，但比氣體放電管小。

壓敏電阻分為插件壓敏電阻和貼片壓敏電阻，插件壓敏電阻主要用在交/直流電源電路及各類低頻信號、控制電路板及相關(guān)的防雷模塊上做浪涌保護。

貼片壓敏電阻由于其體積小，越來越廣泛應(yīng)用于一些手持設(shè)備和小型化的電子設(shè)備。用于保護元件和電路，防止在電源供應(yīng)、控制和信號線產(chǎn)生的ESD。貼片壓敏電阻的應(yīng)用根據(jù)電容值可分為低電容應(yīng)用和正常電容應(yīng)用：

1、低電容產(chǎn)品應(yīng)用，如HDMI/DVI/USB高速信號線，IEEE 1394端口等。

2、正常電容產(chǎn)品應(yīng)用，如在主板上的I/O端口（RS232，USB，PS2，VGA，音頻）和筆記本電腦，機頂盒，MP3播放器，DVD播放器，以及對接系統(tǒng)等。

5、瞬態(tài)抑制二極管：

? ? 瞬態(tài)抑制器TVS管廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體及敏感器件的保護，通常用于二級保護?；径紩怯糜谠谔沾蓺怏w放電管之后的二級保護，也有用戶直接將其用于產(chǎn)品的一級保護。其特點為反應(yīng)速度快(為 ps 級) ，體積小 ，脈沖功率較大 ，鉗位電壓低等。其 10/1000μs波脈沖功率從400W ～30KW，脈沖峰值電流從 0.52A～544A ；擊穿電壓有從6.8V～550V的系列值，便于各種不同電壓的電路使用。

? ? TVS廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體及敏感器件的保護，通常用于二級電源和信號電路的保護，以及防靜電等。目前已廣泛應(yīng)用于計算機系統(tǒng)、通訊設(shè)備、交/直流電源、汽車、電子鎮(zhèn)流器、家用電器、儀器儀表（電度表）、RS232/422/423/485、 I/O、LAN、ISDN 、 ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、數(shù)字照相機的保護、共模/差模保護、RF耦合/IC驅(qū)動接收保護、電機電磁波干擾抑制、聲頻/視頻輸入、傳感器/變速器、工控回路、繼電器、接觸器噪音的抑制等各個領(lǐng)域。

過流器件：

很多電子設(shè)備都有個額定電流，不允許超過額定電流，不然會燒壞設(shè)備。所以有些設(shè)備就做了電流保護模塊。自恢復(fù)保險絲由于具有自動恢復(fù)的特性因此成為眾多工程師電流保護模塊的首選過流保護器件。

6、自恢復(fù)保險絲：

自恢復(fù)保險絲PPTC就是一種過流電子保護元件，采用高分子有機聚合物在高壓、高溫，硫化反應(yīng)的條件下，攙加導(dǎo)電粒子材料后，經(jīng)過特殊的工藝加工而成。自恢復(fù)保險絲（PPTC： 高分子自恢復(fù)保險絲）是一種正溫度系數(shù)聚合物熱敏電阻，作過流保護用，可代替電流保險絲。電路正常工作時它的阻值很?。▔航岛苄。?，當(dāng)電路出現(xiàn)過流使它溫度升高時，阻值急劇增大幾個數(shù)量級，使電路中的電流減小到安全值以下，從而使后面的電路得到保護，過流消失后自動恢復(fù)為低阻值。

PPTC元件廣泛應(yīng)用于計算機及其外部設(shè)備、移動電話、電池組、遠程通訊和網(wǎng)絡(luò)裝備、變壓器、工業(yè)控制設(shè)備、汽車及其它電子產(chǎn)品中，起到過電流或過溫保護作用。

靜電元件：

靜電放電肉眼不容易看見，但是它對電器的隱性傷害卻是不容忽視的，靜電的積累以及隨后放電的問題是不可控制的，關(guān)鍵在于如何防護。抑制ESD的辦法就是給它提供一條理想的泄放通道，將ESD的電流泄放掉，這個理想的泄放通道就是所用的瞬態(tài)電壓抑制二極管和ESD靜電二極管。

7、ESD靜電二極管：

? ? ESD靜電二極管是一種過壓、防靜電保護元件，是為高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的I/O端口保護設(shè)計的器件。 ESD靜電放電二極管是用來避免電子設(shè)備中的敏感電路受到ESD(靜電放電)的影響。可提供非常低的電容，具有優(yōu)異的傳輸線脈沖（TLP）測試，以及IEC6100-4-2測試能力。

靜電保護元件被廣泛應(yīng)用于HDMI接口、便攜式視頻設(shè)備、LCD等離子電視、USB2.0和USB3.0接口、GPS系統(tǒng)、便攜設(shè)備（PDA、DSC、藍牙）、打印機接口、衛(wèi)星接收器、DVI、天線等進而改善對敏感電子元件的保護。