EDN China > 设计实例 > 消费电子设计 > 便携设备 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

(多图) 便携式电子产品的电路保护

2009年04月24日 ?? 收藏0

  电路保护是设计的重要工作

  在电子产品中最重要的设计工作是电路设计。电路可分为两类:功能电路和保护电路。功能电路(如电源电路、振荡器电路、A/D变换电路等)是用来实现电子产品各种功能的;而保护电路(过流保护电路、过压保护电路及过流、过压保护电路)是用来保护功能电路,以实现电子产品的安全性、可靠性及耐用性的。

  近年来,便携式电子产品发展迅速,如MP3、MP4、PMP、DVD、数码相机及摄像机,笔记本电脑、上网本(一种小型笔记本电脑)和智能手机等。这些便携式电子产品的主要特点是功能多、电路复杂、工作频率高、频带宽、信号传输率高,并且体积小(全部采用SMD元器件),这对电路保护提出了更高的设计要求。在手机、笔记本电脑一类便携式电子产品中,由于其工作频率高、频带宽、要求高数据传输速率,电路保护设计的优劣就不仅涉及电子产品的安全性、可靠性和耐用性,同时也涉及到电子产品的性能质量及成本。所以,电路保护是电子产品设计的重要工作。

  电路保护的重要性

  现在的便携式电子产品中,电路保护的范围极宽,数量也多。这里举两个典型便携式电子产品来说明电路保护的重要性。

  1 手机

  手机的发展从单一的通话到能实现听音乐、拍照、上网、看电视、GPS等功能的智能手机,电路愈加复杂,而相应的保护电路范围也不断扩展。图1是手机中需要保护的各个部位。

手机中需要保护的部件

?

  图1 手机中需要保护的部件

  2 笔记本电脑

  笔记本电脑已成为一种时尚的便携式电子产品,最近开发出的“上网本”更受到年轻人的青睐。笔记本电脑比手机更复杂,其需要保护的部件范围更广(见图2)。

笔记本电脑中需要保护的部件

  图2 笔记本电脑中需要保护的部件

  这里要说明的是,图1及图2中的便携式电子产品还不是最新的产品,但也能看出来电路保护的范围之广及数量之多,可见保护电路在这些产品中的重要性。

  正是这些保护元器件才实现了电子产品的安全性、可靠性和耐用性,并且减少了用户的维修次数、维修费用及设有手机及笔记本电脑对工作带来的影响。

  保护元器件的种类及工作原理

  保护元器件分为三类:过流保护、过压保护及过流、过压保护。它们的基本工作原理如下。

  1过流保护

  过流保护元件是一种非线性正温度系数热敏电阻(PPTC),如图3所示。一旦有过流状态出现,过大的电流让保护元件发热使阻值发生变化,由低阻态跃变为高阻态,从而限制电流,使被保护的电路免受过流损坏;在过流故障排除后,保护元件冷却,自动由高阻态转变为低阻态,恢复正常工作。这种保护元件称为自复式过流保护元件,如泰科电子公司的PolySwitchTM元件。

PolySwitchTM元件工作电路

  图3 PolySwitchTM元件工作电路

  2 过压保护

  过压保护元器件并联在被保护的电路上(见图4)。在输入电压未过压时,过压保护元器件呈高阻态,其泄漏电流甚微;一旦输入电压过压时,过压保护元器件在瞬间提供低阻抗通路,并将电压钳位于安全的低电压,从而保护电路免受过压损害。当输入电压降落到正常工作电压时,过压保护元器件会自动恢复到高阻态。泰科电子公司的多层压敏电阻(MLV)及ESD保护元件PESD就是常用的过压保护元件。

过压保护元件工作电路

?

  图4 过压保护元件工作电路

  3 过流、过压保护

  过流、过压保护器件是过流保护元件与过压保护元件组成的模块(集成电路),如图5所示。它能在输入电压过压或由于短路造成过流故障时,保护电路不受损害。

过流、过压保护器件工作电路

  图5 过流、过压保护器件工作电路

  泰科电子公司的PolyZenTM元件就是常用的过流、过压保护器件。

  便携式产品的保护元器件的特点

  为满足便携式电子产品对保护元器件的要求,保护元器件应具有下述特点。

  1 性能

  ● 响应时间要短;

  ● 自身的功耗要小,可延长电池寿命;

  ● 性能稳定,并且寿命长;

  ● 不影响被保护电路的性能;

  ● 满足对环境的要求(无铅,符合RoHs规范)。

  2 封装及尺寸

  ● 贴片式(SMD)封装,满足SMT要求;

  ● 封装尺寸小(占PCB面积小)及剖面高度小。

  3 其他

  ● 可以采用回流焊焊接工艺;

  ● 价格低,降低产品成本。

  PolySwitchTM元件及其应用电路

  PolySwitchTM元件是一种自复式聚合物非线性正温度系数(PPTC)热敏电阻。泰科电子公司在1995年就开发了贴片式?? miniSMDTM过流保护元件,近年来又开发出microSMDTM、nanoSMDTM及picoSMDTM等尺寸更小的系列。另外,在miniSMDTM系列中增加了24V、60V的新品种及在microSMDTM系列中增加了2.0A的品种。


上一页123下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

便携式? 电子产品? 电路保护?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈