Кои методи често ги користат инженерите на PCBA за заштита на кола?

Заштитни уредисе користат за заштита на кола и опрема од прекини на струја или други оштетувања. Еве неколку вообичаени типови на заштитни уреди и нивните описи:

1. Диода

Диодата е електронски уред кој се користи за контрола на насоката на протокот на струја. Во кола, диодите често се користат за да се спречи обратна струја или да се заштитат другите уреди од пренапон.

Регулаторна диода на напон, позната и како регулатор на напон или Зенер диода, е специјално дизајнирана диода што се користи за да обезбеди стабилен излез на напон.

Карактеристиката на диодата за регулатор на напон е нејзиниот обратен пробивен напон (Зенер напон). Кога обратниот напон го надминува неговиот специфичен пробивен напон, диодата на регулаторот на напонот влегува во состојба на обратна дефект и спроведува струја. Во споредба со обичните диоди, диодите за регулатор на напон се внимателно дизајнирани да одржуваат стабилен напон во обратниот дел на дефект.

Принципот на работа на диодата за регулатор на напон се заснова на ефектот на дефект на напонот. Кога напонот е под неговиот обратен пробивен напон, диодата одржува стабилен напон на двата краја, што овозможува обратна струја да тече низ. Оваа карактеристика ѝ овозможува на диодата на регулаторот на напонот да обезбеди стабилен референтен напон во колото или да го стабилизира влезниот напон на одредена вредност.

Зенер диодите најчесто се користат во следните примени:

1. Регулација на напон: Зенер-диодите може да се користат како регулатори на напон во кола за да се стабилизира влезниот напон на специфичен излезен напон. Ова е многу важно за електронските уреди и кола кои бараат стабилен напон.

2. Референтен напон: Зенер диодите може да се користат како референтни извори на напон во кола. Со избирање на соодветна Зенер диода, може да се обезбеди фиксен референтен напон за калибрација и споредба на други сигнали.

3. Регулација на напон: Зенер диодите може да се користат и за функции за регулирање на напон во кола. Со контролирање на тековниот проток на Зенер диодата, вредноста на напонот во колото може да се прилагоди за да се постигне саканата функција за регулирање на напонот.

Изборот на Зенер диоди зависи од потребниот стабилен напон и работна струја. Тие имаат различни пробивни напони и карактеристики на моќност, па затоа треба да се проценат врз основа на специфични апликации и барања при изборот на Zener диоди.

Зенер диодите се специјално дизајнирани диоди кои можат да обезбедат стабилни излези на напон. Тие се широко користени во електронските кола за функции како што се регулација на напон, референтен напон и регулација на напон.

2. Варистор со метален оксид (MOV)

MOV е уред кој се користи за заштита од пренапон. Составен е од честички од метал оксид рамномерно распоредени во керамичка матрица, која може да стане спроводлива кога напонот ќе ја надмине номиналната вредност, а со тоа ја апсорбира енергијата на пренапонот и ги штити другите уреди во колото.

Карактеристика на MOV се неговите нелинеарни карактеристики на отпор. Во рамките на нормалниот опсег на работен напон, MOV покажува состојба на висок отпор и речиси нема ефект врз колото. Меѓутоа, кога напонот ненадејно се зголемува за да го надмине неговиот номинален напон, MOV брзо се менува во состојба со низок отпор за да ја апсорбира енергијата на пренапонот и да ја насочи кон земјата или други патеки со ниска импеданса.

Принципот на работа на MOV се заснова на ефектот на варистор. Кога напонот го надминува номиналниот напон, јачината на електричното поле помеѓу честичките на оксидот станува поголема, така што отпорот помеѓу честичките се намалува. Ова му овозможува на MOV да обезбеди многу висок струен капацитет и ефикасно да ги заштити другите кола и опрема од оштетување од пренапон.

Варисторите со метал оксид најчесто се користат во следните примени:

1. Заштита од пренапон: MOV главно се користи за заштита од пренапон за да се спречи напонот да ја надмине номиналната вредност што може да ја издржи уредот или колото. Кога ќе се појави состојба на пренапон, MOV реагира брзо и се вклучува, насочувајќи го пренапонот на земја или други патеки со ниска импеданса за да ги заштити другите чувствителни компоненти.

2. Заштита од пренапони: MOV најчесто се користат во далноводи и комуникациски водови за заштита на опремата од пренапони на струја (мутации на напон). Тие се способни да ги апсорбираат и потиснуваат минливите врвови на напон, спречувајќи ја опремата од потенцијално оштетување.

3. Заштита од пренапони: MOVs исто така широко се користат во заштитниците од пренапони за да се спречи оштетување на електронската опрема и кола предизвикани од удари од гром, пренапони на струја и други електромагнетни пречки. Тие се способни да ја апсорбираат и дисперзираат пренапонската енергија, заштитувајќи ја опремата од минливи пренапони.

Изборот на соодветниот MOV зависи од потребниот номинален напон, максималниот струен капацитет и времето на одговор. Номиналниот напон на MOV треба да биде малку повисок од максималниот работен напон на колото што треба да се заштити, додека максималниот струен капацитет треба да ги задоволува барањата на системот. Времето на одговор треба да биде доволно брзо за да обезбеди брз одговор на пренапон.

Варисторите со метални оксиди се компоненти што се користат за заштита од пренапон кои ја апсорбираат енергијата од пренапон и ги штитат другите кола и опрема од оштетување. Тие играат важна улога во области како што се заштита од пренапон, заштита од пренапони и заштита од пренапони.

3. Преоден напонски супресор (TVS)

Преоден напонски супресор (TVS) е електронски уред кој се користи за потиснување на минливиот пренапон. Може да реагира брзо и да ја апсорбира енергијата од пренапон и може да обезбеди ефикасна заштита кога напонот се менува ненадејно или се појавува минлив напон, спречувајќи го напонот да го надмине зададениот праг.

Принципот на работа на уредите TVS се заснова на ефектот на дефект на напонот. Кога ќе се појави минлив пренапон во колото, уредот TVS брзо ќе се смени во состојба со ниска импеданса, насочувајќи ја енергијата на пренапонот кон земјата или други патеки со ниска импеданса. Со апсорпција и дисперзија на енергијата на пренапонот, уредот TVS може да ја ограничи стапката на пораст на напонот и да ги заштити другите чувствителни компоненти.

TVS уредите обично се составени од цевки за празнење гас (Gas Discharge Tube, GDT) или силициум карбидни диоди (Silicon Carbide Diode, SiC Diode). Цевките за празнење на гас формираат патека за празнење врз основа на гас кога напонот е превисок, додека силициум карбидните диоди ги користат посебните својства на материјалите од силициум карбид за да формираат проводен пат под пробивниот напон.

Преодните напонски супресори најчесто се користат во следните примени:

1. Заштита од пренапони: TVS уредите главно се користат за заштита од пренапони за да се спречи пренапон предизвикан од удари од гром, пренапони на струја, пребарување на струја и други електромагнетни пречки. Тие можат да ги апсорбираат и потиснат минливите врвови на напон за да ги заштитат кола и опремата од оштетување.

2. Заштита на комуникациските линии: TVS уредите се широко користени во комуникациските линии за заштита на опремата од пребарување на струја и електромагнетни пречки. Тие можат брзо да одговорат и да ги апсорбираат минливите пренапони за да ја заштитат стабилната работа на комуникациската опрема.

3. Заштита на далноводи: TVS уредите се користат и за заштита на далноводите за да се спречат пребарувањата за напојување и други настани од пренапон да не ја оштетат опремата за напојување. Тие можат да ја апсорбираат и дисперзираат енергијата од пренапон за да го заштитат нормалното функционирање на опремата за напојување.

Изборот на соодветниот TVS уред зависи од потребниот номинален напон, максималниот струен капацитет и времето на одговор. Номиналниот напон на уредот TVS треба да биде малку повисок од максималниот работен напон на колото што треба да се заштити, а максималниот струен капацитет треба да ги задоволува барањата на системот. Времето на одговор треба да биде доволно брзо за да се обезбеди навремено потиснување на минливи пренапони.

Преодните напонски супресори играат важна улога во областа на заштита од пренапони, заштита на комуникациските линии и заштита на далноводите.

4. Осигурувач

Осигурувачот е вообичаена електронска компонента што се користи за заштита на кола и уреди од оштетување предизвикано од прекумерна струја. Тоа е уред за пасивна заштита што спречува прекумерна струја да тече со исклучување на колото.

Осигурувачот обично се прави од тенка жица или жица со мала струја на прекин. Кога струјата во колото ја надминува номиналната струја на осигурувачот, влакното внатре во осигурувачот ќе се загрее и стопи, со што ќе се прекине протокот на струја.

Главните карактеристики и принципите на работа на осигурувачите се како што следува:

1. Номинална струја: Номиналната струја на осигурувачот се однесува на максималната вредност на струјата што може безбедно да ја издржи. Кога струјата ќе ја надмине номиналната струја, осигурувачот ќе се стопи за да го спречи течењето на струјата.

2. Време на удар: Времето на удар на осигурувачот се однесува на времето од кога струјата ја надминува номиналната струја до кога дува. Времето на удар зависи од дизајнот и карактеристиките на осигурувачот, обично помеѓу неколку милисекунди и неколку секунди.

3. Капацитет за прекин: Капацитетот на прекин се однесува на максималната струја или енергија што осигурувачот може безбедно да се скрши. Капацитетот на прекин на осигурувачот треба да одговара на оптоварувањето на колото и струјата на куса врска за да се осигура дека струјата може ефикасно да се прекине во услови на дефект.

4. Тип: Постојат многу видови осигурувачи, вклучувајќи брзо дејство, временско доцнење, висок напон, итн. Различни типови на осигурувачи се погодни за различни сценарија и барања за примена.

Главната функција на осигурувачот е да обезбеди заштита од преоптоварување во колото. Кога струјата во колото ненормално се зголемува, што може да предизвика дефект на колото или оштетување на опремата, осигурувачот брзо ќе дува и ќе го прекине протокот на струја, со што ќе ги заштити колото и опремата од оштетување.

При изборот на соодветен осигурувач, треба да се земат предвид факторите како што се номиналната струја на колото, струјата на куса врска, номиналниот напон и условите на околината. Правилниот избор на осигурувач може да обезбеди сигурност и доверливост на колото и да обезбеди ефикасна заштита од преоптоварување.

5. Термистор со негативен температурен коефициент (NTC термистор)

Термистор со негативен температурен коефициент е електронска компонента чија вредност на отпорот се намалува како што се зголемува температурата.

NTC термисторите обично се направени од метални оксиди или полупроводнички материјали. Во решетката структура на материјалот се допингуваат одредени нечистотии кои го попречуваат движењето на електроните во решетката. Како што се зголемува температурата, енергијата на електроните во материјалот чувствителен на температура се зголемува, а интеракцијата помеѓу електроните и нечистотиите слабее, што резултира со зголемување на брзината на миграција и спроводливоста на електроните и намалување на вредноста на отпорот.

Карактеристиките и примената на термисторите NTC вклучуваат:

1. Сензор за температура: Бидејќи вредноста на отпорот на термисторите NTC е обратно пропорционална на температурата, тие се широко користени како температурни сензори. Со мерење на вредноста на отпорот може да се одреди промената на температурата на околината.

2. Компензација на температура: NTC термисторите може да се користат во кола за компензација на температурата. Поради карактеристиката дека неговата вредност на отпорот се менува со температурата, може да се поврзе во серија или паралелно со други компоненти (како термистори и отпорници) за да се постигне стабилна работа на колото на различни температури.

3. Контрола на температурата: NTC термисторите можат да играат важна улога во кола за контрола на температурата. Со следење на промената на вредноста на отпорот, работата на грејниот елемент или елементот за ладење може да се контролира за да се одржи стабилна состојба во одреден температурен опсег.

4. Заштита од напојувањето: NTC термисторите може да се користат и за заштита на напојувањето. Во кола за напојување, тие можат да се користат како заштита од прекумерна струја. Кога струјата надминува одреден праг, поради падот на вредноста на отпорот, тие можат да го ограничат протокот на струја и да ги заштитат напојувањето и другите кола од оштетување предизвикано од прекумерна струја.

Накратко, NTC термисторите се термички чувствителни компоненти со негативен температурен коефициент, чија вредност на отпорот се намалува како што се зголемува температурата. Тие се широко користени во сензори за температура, компензација на температура, контрола на температурата и заштита од напојување.

6. Полимерен позитивен температурен коефициент (PPTC)

PPTC електронските осигурувачи се исто така уред за заштита од прекумерна струја. Тие имаат низок отпор, но кога струјата ја надминува номиналната вредност, се јавува термички ефект, што предизвикува зголемување на отпорот, ограничувајќи го протокот на струја. Тие обично се користат како осигурувачи за ресетирање или уреди за заштита од прекумерна струја. PPTC компонентите се направени од специјални полимерни материјали и имаат отпор карактеристичен за позитивен температурен коефициент.

Отпорот на PPTC компонентите е обично низок на собна температура, што овозможува струја да тече во компонентата без значителен пад на напон. Меѓутоа, кога ќе се појави состојба на прекумерна струја, компонентата PPTC се загрева поради зголемената струја што минува низ неа. Како што се зголемува температурата, отпорноста на полимерниот материјал значително се зголемува.

Клучната карактеристика на PPTC компонентата е нејзината способност да го ограничи протокот на струја во услови на дефект. Кога струјата го надминува номиналниот праг, компонентата PPTC се загрева и нејзиниот отпор брзо се зголемува. Оваа состојба со висок отпор делува како осигурувач што може да се ресетира, ефикасно ограничувајќи ја струјата за да го заштити колото и поврзаните компоненти.

Откако ќе се отстрани состојбата на дефект и струјата ќе падне под одреден праг, компонентата PPTC се лади и нејзиниот отпор се враќа на помала вредност. Оваа карактеристика што може да се ресетира ги прави PPTC компонентите различни од традиционалните осигурувачи и не треба да се менуваат по исклучувањето.

PPTC компонентите се користат во различни електронски кола и системи кои бараат заштита од прекумерна струја. Тие најчесто се користат во напојувања, батерии, мотори, комуникациска опрема и автомобилска електроника. PPTC компонентите имаат предности како што се мала големина, ресетирање работа и брз одговор на прекуструјни настани.

При изборот на PPTC компонента, треба да се земат предвид важни параметри, вклучувајќи номинален напон, струја и струја на задржување. Номиналниот напон треба да биде поголем од работниот напон на колото, додека тековната вредност треба да одговара на максималната очекувана струја. Струјата на задржување го одредува моменталното ниво на кое елементот се активира и го зголемува отпорот.

PPTC елементите обезбедуваат сигурна заштита од прекумерна струја што може да се ресетира за електронските кола, помагајќи да се подобри безбедноста и доверливоста.