【導(dǎo)讀】現(xiàn)在的便攜式電子產(chǎn)品中，電路保護的范圍極寬，數(shù)量也多。正是這些保護元器件才實現(xiàn)了電子產(chǎn)品的安全性、可靠性和耐用性，并且減少了用戶的維修次數(shù)、維修費用及設(shè)有手機及筆記本電腦對工作帶來的影響。本文將詳解各種便攜式電子產(chǎn)品中的保護電路設(shè)計。
電路保護的重要性
現(xiàn)在的便攜式電子產(chǎn)品中，電路保護的范圍極寬，數(shù)量也多。這里舉兩個典型便攜式電子產(chǎn)品來說明電路保護的重要性。
1 手機
手機的發(fā)展從單一的通話到能實現(xiàn)聽音樂、拍照、上網(wǎng)、看電視、GPS等功能的智能手機，電路愈加復(fù)雜，而相應(yīng)的保護電路范圍也不斷擴展。圖1是手機中需要保護的各個部位。
圖1 手機中需要保護的部件
2 筆記本電腦
筆記本電腦已成為一種時尚的便攜式電子產(chǎn)品，最近開發(fā)出的“上網(wǎng)本”更受到年輕人的青睞。筆記本電腦比手機更復(fù)雜，其需要保護的部件范圍更廣（見圖2）。
圖2 筆記本電腦中需要保護的部件
這里要說明的是，圖1及圖2中的便攜式電子產(chǎn)品還不是最新的產(chǎn)品，但也能看出來電路保護的范圍之廣及數(shù)量之多，可見保護電路在這些產(chǎn)品中的重要性。
正是這些保護元器件才實現(xiàn)了電子產(chǎn)品的安全性、可靠性和耐用性，并且減少了用戶的維修次數(shù)、維修費用及設(shè)有手機及筆記本電腦對工作帶來的影響。
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保護元器件的種類及工作原理
保護元器件分為三類：過流保護、過壓保護及過流、過壓保護。它們的基本工作原理如下。
1、過流保護
過流保護元件是一種非線性正溫度系數(shù)熱敏電阻（PPTC），如圖3所示。一旦有過流狀態(tài)出現(xiàn)，過大的電流讓保護元件發(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，使被保護的電路免受過流損壞；在過流故障排除后，保護元件冷卻，自動由高阻態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥钁B(tài)，恢復(fù)正常工作。這種保護元件稱為自復(fù)式過流保護元件，如泰科電子公司的PolySwitchTM元件。
圖3 PolySwitchTM元件工作電路
2 過壓保護
過壓保護元器件并聯(lián)在被保護的電路上（見圖4）。在輸入電壓未過壓時，過壓保護元器件呈高阻態(tài)，其泄漏電流甚微；一旦輸入電壓過壓時，過壓保護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，從而保護電路免受過壓損害。當(dāng)輸入電壓降落到正常工作電壓時，過壓保護元器件會自動恢復(fù)到高阻態(tài)。
圖4 過壓保護元件工作電路
3 過流、過壓保護
過流、過壓保護器件是過流保護元件與過壓保護元件組成的模塊（集成電路），如圖5所示。它能在輸入電壓過壓或由于短路造成過流故障時，保護電路不受損害。
圖5 過流、過壓保護器件工作電路
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便攜式產(chǎn)品的保護元器件的特點
為滿足便攜式電子產(chǎn)品對保護元器件的要求，保護元器件應(yīng)具有下述特點。
1 性能
● 響應(yīng)時間要短；
● 自身的功耗要小，可延長電池壽命；
● 性能穩(wěn)定，并且壽命長；
● 不影響被保護電路的性能；
● 滿足對環(huán)境的要求（無鉛，符合RoHs規(guī)范）。
2 封裝及尺寸
● 貼片式（SMD）封裝，滿足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；
● 價格低，降低產(chǎn)品成本。
