Које методе ПЦБА инжењери често користе за заштиту кола?

Заштитни уређајикористе се за заштиту кола и опреме од нестанка струје или других оштећења. Ево неколико уобичајених типова заштитних уређаја и њихових описа:

1. Диоде

Диода је електронски уређај који се користи за контролу правца струјног тока. У колима, диоде се често користе да спрече обрнуту струју или да заштите друге уређаје од пренапона.

Диода за регулатор напона, такође позната као регулатор напона или Зенер диода, је посебно дизајнирана диода која се користи за обезбеђивање стабилног излазног напона.

Карактеристика диоде регулатора напона је њен обрнути пробојни напон (Зенер напон). Када обрнути напон премаши свој специфични пробојни напон, диода регулатора напона улази у стање обрнутог пробоја и проводи струју. У поређењу са обичним диодама, диоде регулатора напона су пажљиво дизајниране да одржавају стабилан напон у региону обрнутог пробоја.

Принцип рада диоде регулатора напона заснива се на ефекту пробоја напона. Када је напон испод напона обрнутог пробоја, диода одржава стабилан напон на своја два краја, омогућавајући обрнуту струју да тече. Ова карактеристика омогућава диоди регулатора напона да обезбеди стабилан референтни напон у колу или стабилизује улазни напон на одређеној вредности.

Зенер диоде се обично користе у следећим апликацијама:

1. Регулација напона: Зенер диоде се могу користити као регулатори напона у колима за стабилизацију улазног напона на одређеном излазном напону. Ово је веома важно за електронске уређаје и кола која захтевају стабилан напон.

2. Референтни напон: Зенер диоде се могу користити као извори референтног напона у колима. Избором одговарајуће Зенер диоде може се обезбедити фиксни референтни напон за калибрацију и поређење других сигнала.

3. Регулација напона: Зенер диоде се такође могу користити за функције регулације напона у колима. Контролисањем струјног тока Зенер диоде, вредност напона у колу се може подесити да би се постигла жељена функција регулације напона.

Избор Зенер диода зависи од потребног стабилног напона и радне струје. Имају различите напоне пробоја и карактеристике снаге, тако да их треба проценити на основу специфичних примена и захтева приликом избора Зенер диода.

Зенер диоде су посебно дизајниране диоде које могу пружити стабилне излазне напоне. Они се широко користе у електронским колима за функције као што су регулација напона, референтни напон и регулација напона.

2. Варистор металног оксида (МОВ)

МОВ је уређај који се користи за заштиту од пренапона. Састоји се од честица металног оксида равномерно распоређених у керамичкој матрици, која може постати проводљива када напон пређе његову номиналну вредност, чиме апсорбује енергију пренапона и штити друге уређаје у колу.

Карактеристика МОВ-а су његове нелинеарне карактеристике отпора. У оквиру нормалног опсега радног напона, МОВ показује стање високог отпора и готово да нема утицаја на коло. Међутим, када се напон изненада повећа да премаши свој називни напон, МОВ брзо прелази у стање ниског отпора да би апсорбовао енергију пренапона и усмерио је на земљу или друге путеве ниске импедансе.

Принцип рада МОВ-а је заснован на ефекту варистора. Када напон пређе називни напон, јачина електричног поља између честица оксида постаје већа, тако да се отпор између честица смањује. Ово омогућава МОВ-у да обезбеди веома висок струјни капацитет и ефикасно заштити друга кола и опрему од оштећења од пренапона.

Варистори од металног оксида се обично користе у следећим апликацијама:

1. Заштита од пренапона: МОВ се углавном користи за заштиту од пренапона како би се спречило да напон премаши номиналну вредност коју уређај или коло могу да издрже. Када дође до стања пренапона, МОВ реагује брзо и укључује се, усмеравајући пренапон на уземљење или друге путеве ниске импедансе како би заштитио друге осетљиве компоненте.

2. Заштита од пренапона: МОВ се обично користе у далеководима и комуникационим водовима за заштиту опреме од напона (мутације напона). Они су у стању да апсорбују и потисну пролазне врхове напона, спречавајући опрему од потенцијалног оштећења.

3. Заштита од пренапона: МОВ-ови се такође широко користе у заштитницима од пренапона за спречавање оштећења електронске опреме и кола узрокованих ударима грома, ударима струје и другим електромагнетним сметњама. Они су у стању да апсорбују и распршују енергију пренапона, штитећи опрему од пролазних пренапона.

Избор одговарајућег МОВ зависи од захтеваног називног напона, максималног струјног капацитета и времена одзива. Називни напон МОВ-а треба да буде нешто већи од максималног радног напона кола које треба заштитити, док максимални струјни капацитет треба да задовољи захтеве система. Време одзива треба да буде довољно брзо да обезбеди брз одговор на пренапон.

Варистори од металног оксида су компоненте које се користе за заштиту од пренапона које апсорбују енергију пренапона и штите друга кола и опрему од оштећења. Они играју важну улогу у областима као што су заштита од пренапона, заштита од пренапона и заштита од пренапона.

3. Пригушивач прелазног напона (ТВС)

Пригушивач прелазног напона (ТВС) је електронски уређај који се користи за сузбијање пролазног пренапона. Може брзо да реагује и апсорбује енергију пренапона и може да обезбеди ефикасну заштиту када се напон промени изненада или дође до прелазног напона, спречавајући да напон премаши постављени праг.

Принцип рада ТВС уређаја заснива се на ефекту пробојног напона. Када дође до прелазног пренапона у колу, ТВС уређај ће брзо прећи у стање ниске импедансе, усмеравајући енергију пренапона на земљу или друге путеве ниске импедансе. Апсорбујући и распршујући енергију пренапона, ТВС уређај може ограничити брзину пораста напона и заштитити друге осетљиве компоненте.

ТВС уређаји се обично састоје од цеви за гасно пражњење (Гас Дисцхарге Тубе, ГДТ) или диода од силицијум карбида (Силицон Царбиде Диоде, СиЦ Диоде). Гасне цеви за пражњење формирају пут пражњења на основу гаса када је напон превисок, док диоде од силицијум карбида користе посебне особине материјала од силицијум карбида да формирају проводљиву путању под напоном пробоја.

Пригушивачи пролазног напона се обично користе у следећим апликацијама:

1. Заштита од пренапона: ТВС уређаји се углавном користе за заштиту од пренапона како би се спречио пренапон изазван ударима грома, ударима струје, претрагама струје и другим електромагнетним сметњама. Они могу да апсорбују и потисну пролазне врхове напона како би заштитили кола и опрему од оштећења.

2. Заштита комуникационих линија: ТВС уређаји се широко користе у комуникационим линијама за заштиту опреме од претраживања напајања и електромагнетних сметњи. Они могу брзо да реагују и апсорбују пролазне пренапоне како би заштитили стабилан рад комуникационе опреме.

3. Заштита далековода: ТВС уређаји се такође користе за заштиту далековода како би се спречила претрага напајања и други догађаји пренапона од оштећења опреме за напајање. Они могу да апсорбују и распршују енергију пренапона како би заштитили нормалан рад опреме за напајање.

Избор одговарајућег ТВС уређаја зависи од захтеваног називног напона, максималног струјног капацитета и времена одзива. Називни напон ТВС уређаја треба да буде нешто већи од максималног радног напона кола које треба заштитити, а максимални струјни капацитет треба да задовољи захтеве система. Време одзива треба да буде довољно брзо да обезбеди благовремено сузбијање пролазних пренапона.

Пригушивачи прелазног напона играју важну улогу у областима заштите од пренапона, заштите комуникационих линија и заштите далековода.

4. Осигурач

Осигурач је уобичајена електронска компонента која се користи за заштиту кола и уређаја од оштећења изазваних прекомерном струјом. То је пасивни заштитни уређај који спречава да тече прекомерна струја искључивањем кола.

Осигурач је обично направљен од танке жице или жице са малом струјом прекида. Када струја у колу премаши називну струју осигурача, филамент унутар осигурача ће се загрејати и растопити, прекидајући проток струје.

Главне карактеристике и принципи рада осигурача су следећи:

1. Називна струја: Називна струја осигурача се односи на максималну вредност струје коју може безбедно да издржи. Када струја премаши називну струју, осигурач ће се истопити како би зауставио проток струје.

2. Време прегоревања: Време прегоревања осигурача се односи на време од када струја пређе називну струју до тренутка када прегоре. Време прегоревања зависи од дизајна и карактеристика осигурача, обично између неколико милисекунди и неколико секунди.

3. Капацитет прекидања: Прекидни капацитет се односи на максималну струју или енергију коју осигурач може безбедно да прекине. Капацитет прекидања осигурача треба да одговара оптерећењу кола и струји кратког споја како би се осигурало да се струја може ефикасно прекинути у условима квара.

4. Тип: Постоји много типова осигурача, укључујући брзодејство, временско одлагање, високи напон, итд. Различити типови осигурача су погодни за различите сценарије примене и захтеве.

Главна функција осигурача је да обезбеди заштиту од преоптерећења у колу. Када се струја у колу ненормално повећа, што може изазвати квар кола или оштећење опреме, осигурач ће брзо прегорети и прекинути струјни ток, штитећи на тај начин коло и опрему од оштећења.

Приликом избора одговарајућег осигурача, потребно је узети у обзир факторе као што су називна струја кола, струја кратког споја, називни напон и услови околине. Исправан избор осигурача може осигурати сигурност и поузданост кола и обезбедити ефикасну заштиту од преоптерећења.

5. Термистор негативног температурног коефицијента (НТЦ термистор)

Термистор негативног температурног коефицијента је електронска компонента чија вредност отпора опада како температура расте.

НТЦ термистори су обично направљени од металних оксида или полупроводничких материјала. У решеткастој структури материјала допиране су одређене нечистоће које ометају кретање електрона у решетки. Како температура расте, енергија електрона у материјалу осетљивом на температуру расте, а интеракција између електрона и нечистоћа слаби, што резултира повећањем брзине миграције и проводљивости електрона и смањењем вредности отпора.

Карактеристике и примена НТЦ термистора укључују:

1. Сензор температуре: Пошто је вредност отпора НТЦ термистора обрнуто пропорционална температури, они се широко користе као температурни сензори. Мерењем вредности отпора може се одредити промена температуре околине.

2. Температурна компензација: НТЦ термистори се могу користити у круговима за компензацију температуре. Због карактеристике да се његова вредност отпора мења са температуром, може се повезати серијски или паралелно са другим компонентама (као што су термистори и отпорници) да би се постигао стабилан рад кола на различитим температурама.

3. Контрола температуре: НТЦ термистори могу играти важну улогу у круговима за контролу температуре. Праћењем промене вредности отпора, рад грејног елемента или расхладног елемента се може контролисати да би се одржало стабилно стање унутар одређеног температурног опсега.

4. Заштита напајања: НТЦ термистори се такође могу користити за заштиту напајања. У струјним круговима могу се користити као заштитници од прекомерне струје. Када струја пређе одређени праг, због пада вредности отпора, они могу ограничити проток струје и заштитити напајање и друга кола од оштећења изазваних прекомерном струјом.

Укратко, НТЦ термистори су термички осетљиве компоненте са негативним температурним коефицијентом, чија вредност отпора опада како температура расте. Они се широко користе у сензорима температуре, компензацији температуре, контроли температуре и заштити напајања.

6. Полимерни позитивни температурни коефицијент (ППТЦ)

ППТЦ електронски осигурачи су такође уређај за заштиту од прекомерне струје. Имају мали отпор, али када струја пређе номиналну вредност, долази до термичког ефекта, што доводи до повећања отпора, ограничавајући проток струје. Обично се користе као осигурачи који се могу ресетовати или уређаји за заштиту од прекомерне струје. ППТЦ компоненте су направљене од специјалних полимерних материјала и имају отпорност карактеристику позитивног температурног коефицијента.

Отпор ППТЦ компоненти је обично низак на собној температури, омогућавајући струји да тече у компоненти без значајног пада напона. Међутим, када дође до прекомерне струје, ППТЦ компонента се загрева због повећане струје која пролази кроз њу. Како се температура повећава, отпор полимерног материјала се значајно повећава.

Кључна карактеристика ППТЦ компоненте је њена способност да ограничи проток струје у условима квара. Када струја пређе номинални праг, ППТЦ компонента се загрева и њен отпор се брзо повећава. Ово стање високог отпора делује као осигурач који се може ресетовати, ефикасно ограничавајући струју ради заштите кола и повезаних компоненти.

Када се стање квара отклони и струја падне испод одређеног прага, ППТЦ компонента се хлади и њен отпор се враћа на нижу вредност. Ова карактеристика која се може ресетовати чини ППТЦ компоненте другачијим од традиционалних осигурача и не треба их заменити након искључења.

ППТЦ компоненте се користе у разним електронским колима и системима који захтевају заштиту од прекомерне струје. Обично се користе у изворима напајања, батеријама, моторима, комуникационој опреми и аутомобилској електроници. ППТЦ компоненте имају предности као што су мала величина, рад који се може ресетовати и брз одговор на догађаје прекомерне струје.

Приликом одабира ППТЦ компоненте, потребно је узети у обзир важне параметре, укључујући називни напон, струју и струју задржавања. Називни напон треба да буде већи од радног напона кола, док струјна оцена треба да одговара максималној очекиваној струји. Струја задржавања одређује ниво струје на којем се елемент активира и повећава отпор.

ППТЦ елементи пружају поуздану, ресетабилну заштиту од прекомерне струје за електронска кола, помажући да се побољша безбедност и поузданост.