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常見的電路保護元件有哪些 | 安全保護電路的作用

發布時間：2025-05-28 瀏覽數：928

來源于：微信電子元器件世界

由于電源電路存在一些不穩定因素，而設計用來防止此類不穩定因素影響電路效果的回路稱作保護電路。比如有過流保護、過壓保護、過熱保護、空載保護、短路保護等。電子電路的產品日益多樣化和復雜化，而電路保護則變得尤為重要。電路保護元件也從簡單的玻璃管保險絲，變得種類更多，防護性能更優越。

安全保護電路的作用：

在各類電子產品中，設置過壓保護和過流保護變得越來越重要，具體來說一下安全保護電路的作用

(1)由于如今電路板的集成度越來越高，板子的價格也跟著水漲船高，因此我們要加強保護。

(2)半導體器件，IC的工作電壓有越來越低的趨勢，而電路保護的目的則是降低能耗損失，減少發熱現象，延長使用壽命。

(3)車載設備，由于使用環境的條件比一般電子產品更加惡劣，汽車行駛狀況萬變，汽車啟動時產生很大的瞬間峰值電壓等。因此，在為這些電子設備配套產品的電源適配器中，一般要使用過壓保護元件。

(4)通信設備，通信場所對防雷浪涌有一定的要求，在這些設備中使用過壓保護、過流保護元件就變得重要起來，它們是保證用戶人身安全和通信正常的關鍵。

(5)大部分電子產品出現的故障，都是電子設備電路中出現的過壓或者電路現象造成的，隨著我們對電子設備質量的要求越來越高，電子電路保護也變得更加不容忽視。

那么電路保護如此重要，常見的電路保護元件有哪些？今天就給大家介紹幾種。

一、防雷器件

1、陶瓷氣體放電管：防雷器件中應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。

2、半導體放電管：半導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結的擊穿電流觸發器件導通放電，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。具有精確導通、快速響應（響應時間ns級）、浪涌吸收能力較強、雙向對稱、可靠性高等特點。

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

二、過壓器件

1、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，當過電壓出現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，從而實現對后級電路的保護。壓敏電阻的響應時間為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速度可以滿足要求。壓敏電阻的結電容一般在幾百到幾千pF的數量級范圍，很多情況下不宜直接應用在高頻信號線路的保護中，應用在交流電路的保護中時，因為其結電容較大會增加漏電流，在設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。

2、貼片壓敏電阻的作用：貼片壓敏電阻主要用于保護元件和電路，防止在電源供應、控制和信號線產生的ESD。

3、瞬態抑制二極管：瞬態抑制器TVS二極管廣泛應用于半導體及敏感器件的保護，通常用于二級保護。基本都會是用于在陶瓷氣體放電管之后的二級保護，也有用戶直接將其用于產品的一級保護。其特點為反應速度快(為 ps 級) ，體積小，脈沖功率較大，箝位電壓低等。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。

三、過流器件

1、自恢復保險絲：自恢復保險絲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，硫化反應的條件下，攙加導電粒子材料后，經過特殊的工藝加工而成。自恢復保險絲（PPTC：高分子自恢復保險絲）是一種正溫度系數聚合物熱敏電阻，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小（壓降很小），當電路出現過流使它溫度升高時，阻值急劇增大幾個數量級，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為低阻值。

四、靜電元件

1、ESD靜電放電二極管：ESD靜電放電二極管是一種過壓、防靜電保護元件，是為高速數據傳輸應用的I/O端口保護設計的器件。ESD靜電二極管是用來避免電子設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，具有優異的傳輸線脈沖（TLP）測試，以及IEC6100-4-2測試能力，尤其是在多采樣數高達1000之后，進而改善對敏感電子元件的保護。

2、電感的作用：電磁的關系相信大家都清楚，電感的作用就是在電路剛開始的時候，一切還不穩定的時候，如果電感中有電流通過，就一定會產生一個與電流方向相反的感應電流(法拉第電磁感應定律)，等到電路運行了一段時間后，一切都穩定了，電流沒有什么變化了，電磁感應也就不會產生電流，這時候就穩定了，不會出現突發性的變故，從而保證了電路的安全，就像水車，一開始由于阻力轉動的比較慢，后來慢慢趨于平和。

3、磁珠的作用：磁珠有很高的電阻率和磁導率，他等效于電阻和電感串聯，但電阻值和電感值都隨頻率變化。他比普通的電感有更好的高頻濾波特性，在高頻時呈現阻性，所以能在相當寬的頻率范圍內保持較高的阻抗，從而提高調頻濾波效果，在以太網芯片上用到過。