電路保護元件的發(fā)展與應(yīng)用

作者：張力1，馬存云2

（1.清華同方股份有限公司，北京100084）（2.臨沂師范學(xué)院物理與電子科學(xué)系，山東臨沂276004）

1引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電力/電子產(chǎn)品日益多樣化、復(fù)雜化,所應(yīng)用的電路保護元件己非昔日的簡單的玻璃管保險絲,而是己經(jīng)發(fā)展成為一個門類繁多的新興電子元件領(lǐng)域。2000年全球銷售額達到44億美元。例如,Littelfuse公司有15大類產(chǎn)品,2000年銷售額達3.71億美元;美國AEM公司的宇航級高可靠熔斷器己廣泛用于歐、美、日的各種航天器和新一代電子產(chǎn)品的重要部位的電路保護中。Cooper/Bussmann、GCL、WickmannWerke、Schurter、Raychem、上海維安、上無十五廠、功得利、好利來、精科、興勤、雅寶等廠家研發(fā)生產(chǎn)各種特性的電路保護元件,供客戶選擇。隨著電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代,對可靠性和安全性的要求日益提高,尤其是我國加入WTO之后,世界電子產(chǎn)品組裝業(yè)向中國轉(zhuǎn)移,人們對各種電路保護元件的發(fā)展和應(yīng)用將更加關(guān)注。本文對此作簡要介紹。

2電路保護元件的重要性日益增加

在各類電子產(chǎn)品中,設(shè)置過電流保護和過電壓保護元件的趨勢日益增強,之所以如此,歸納起來主要有以下幾個方面的因素：

（1）隨著電子產(chǎn)品發(fā)展的需求,IC的功能(集成度)也越來越強,其“身價”自然越來越高貴,因而需要加強保護。

（2）為了降低功耗、減少發(fā)熱、延長使用壽命,半導(dǎo)體元件和IC的工作電壓越來越低,據(jù)SIA(美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會)統(tǒng)計,目前工作電壓在1.5V左右,到2004年將降到1.2V以下,因而其抗過電流/過電壓的能力需要適應(yīng)新的保護要求。

（3）移動式電子產(chǎn)品越來越多,如手持機、PDA、筆記本電腦、攝錄機、數(shù)碼相機、光盤機等,這些電子產(chǎn)品都需要電池組件作為電源,在電池組件和電池充電器中都必須配備保護元件。

（4）在現(xiàn)代豪華型汽車中,裝備的電子設(shè)備越來越多,而且工作條件比一般的電子產(chǎn)品更惡劣,如汽車行駛狀況和環(huán)境瞬息萬變、汽車起動時會產(chǎn)生很大的瞬間峰值電壓等。因此,在為這些電子設(shè)備配套的電源適配器中,一般都需要同時安裝過電流和過電壓保護元件。

（5）眾多電力/電子產(chǎn)品都需要防止雷擊以及電源線與電話線的交擾,以保證正常通信和用戶人身安全。所以,隨著電力/電子產(chǎn)品的發(fā)展,過電流/過電壓保護元件的需求呈上升趨勢。

（6）據(jù)統(tǒng)計,在電子產(chǎn)品出現(xiàn)的故障中，有75％是由于過電流/過電壓造成的。IBM曾分析過計算機電源的故障原因,其中88.5％是由于過電流/過電壓造成的。隨著人們對電子產(chǎn)品質(zhì)量的苛求,制造廠家為了提高市場競爭力,就必須大量采用電路保護元件。

3過電流保護元件

圖1金屬薄膜表面貼裝型熔斷器的結(jié)構(gòu)和尺寸（Littelfuse公司）

圖2金屬薄膜表面貼裝型熔斷器的特性曲線（Littelfuse公司）

圖3高可靠厚膜固態(tài)熔斷器的結(jié)構(gòu)（美國AEM公司）

圖4高可靠固態(tài)熔斷器（FM12型）特性曲線（美國AEM公司）

圖5疊層型陶瓷壓敏電阻器特性曲線（深圳順絡(luò)公司）