Cuando ocurren sobretensiones, sobrecorrientes, picos y otros eventos, los circuitos electrónicos se dañan fácilmente. Los productos de circuitos electrónicos se están volviendo más diversos y complejos a medida que avanza la tecnología, y la protección de circuitos se ha vuelto cada vez más crítica. Desde simples fusibles de tubo de vidrio hasta tipos más variados y mejor rendimiento de protección, los componentes de protección de circuitos han evolucionado.
La protección contra sobretensiones y sobrecorrientes se está volviendo cada vez más vital en todo tipo de equipos electrónicos, así que veamos lo que implica la protección de circuitos hoy en día:
1. A medida que la integración de las placas de circuito se vuelve más avanzada, el precio de la placa también aumenta, lo que requiere una mayor protección.
2. El voltaje de operación de los dispositivos semiconductores está disminuyendo, y el objetivo de la protección de circuitos es reducir la pérdida de energía, disminuir la generación de calor y extender la vida útil.
3. Equipos en vehículos: Debido a que el entorno de uso es más duro que para los artículos electrónicos comunes, las condiciones de conducción del automóvil cambian, resultando en un gran voltaje pico instantáneo cuando se arranca el coche. Como resultado, los componentes de protección contra sobretensiones se utilizan comúnmente en adaptadores de corriente para soportar los productos de estos dispositivos electrónicos.
4. Se requiere protección contra rayos y picos para equipos de comunicación y lugares de comunicación. El uso de componentes de protección contra sobretensiones y sobrecorrientes en este equipo se vuelve crítico. Son esenciales para garantizar la privacidad del usuario y la comunicación normal.
5. La mayoría de las fallas de productos electrónicos son causadas por sobretensiones o anomalías de circuito en el circuito del equipo electrónico. La protección de los circuitos electrónicos se ha vuelto cada vez más crítica a medida que nuestras expectativas sobre la calidad del equipo electrónico han aumentado.
Entonces, dada la importancia de la protección de circuitos, ¿Cuáles son los componentes de protección de circuitos más utilizados? Hoy les presentaré algunos:
El tubo de descarga de gas cerámico es el dispositivo de protección contra rayos más ampliamente utilizado. El tubo de descarga de gas cerámico es el dispositivo de protección contra rayos más utilizado, ya sea para la protección contra rayos de la fuente de alimentación DC o la protección contra rayos de varias señales. El tubo puede proporcionar una protección adecuada.
Sus características más notables son el gran flujo, la pequeña capacitancia entre etapas, la fuerte resistencia de aislamiento y una amplia gama de posibles voltajes de ruptura.
El tubo de descarga semiconductor se crea utilizando el principio del tiristor, que es un dispositivo de protección contra sobretensiones. La conducción y descarga del dispositivo son activadas por la corriente de ruptura de la unión PN, y puede fluir una gran corriente de pico o corriente de pulso. La protección contra sobretensiones está definida por el rango de su voltaje de ruptura.
El tubo de descarga sólido se puede conectar directamente a ambos extremos del circuito protegido cuando se emplea. Conducción precisa, respuesta rápida (tiempo de respuesta a nivel de ns), gran capacidad de absorción de picos, simetría bidireccional y alta confiabilidad son todas características de este dispositivo.
II. Dispositivos de sobretensión
Los varistores son uno de los dispositivos limitadores de voltaje más utilizados. Cuando surge una sobretensión entre los dos polos del varistor, las características no lineales del varistor le permiten sujetar el voltaje a un valor de voltaje relativamente estable, asegurando la protección del circuito subsiguiente.
El varistor tiene un tiempo de respuesta de ns, que es más rápido que el tubo de descarga de aire pero más lento que el tubo TVS. En general, la protección contra sobretensiones utilizada en circuitos electrónicos puede cumplir con los criterios en términos de tiempo de respuesta. La capacitancia de unión del varistor es típicamente del orden de varios cientos a varios miles de pF. No debe usarse directamente para proteger líneas de señal de alta frecuencia en muchas circunstancias. La gran capacitancia de unión aumentará la fuga cuando se utilice para proteger circuitos AC. Al diseñar un circuito de protección, la corriente debe tenerse en cuenta completamente. El varistor tiene una capacidad de flujo mayor que el tubo de descarga de gas, aunque todavía es más pequeña.
2. Diodo TVS:
Los diodos TVS, o diodos supresores transitorios, se utilizan frecuentemente en la protección secundaria de semiconductores y equipos sensibles. Se utiliza principalmente como protección secundaria después del tubo de descarga de gas cerámico, mientras que algunos usuarios lo utilizan como la protección primaria del producto.
Tiene un tiempo de respuesta rápido (nivel ps), es compacto,
tiene una gran potencia de pulso y tiene un bajo voltaje de sujeción. Su
potencia de pulso de onda 10/1000s abarca desde 400W hasta 30KW, con corrientes
de pulso pico que van desde 0.52A hasta 544A. Su voltaje de ruptura varía de
6.8V a 550V, haciéndolo adecuado para circuitos con voltajes variables.
III. Dispositivos de sobrecorriente
El fusible de recuperación automática PPTC es un elemento de protección electrónica contra sobrecorriente que se fabrica utilizando una técnica específica que implica agregar materiales de partículas conductoras y vulcanizar un polímero orgánico de alto peso molecular bajo alta presión, alta temperatura y reacción de vulcanización. Un fusible de recuperación automática (PPTC: fusible de polímero de recuperación automática) es un termistor de polímero con coeficiente de temperatura positivo que se utiliza para protección contra sobrecorriente y puede usarse en lugar de un fusible de corriente.
Cuando el circuito está en buen estado de funcionamiento, la resistencia es bastante baja (la caída de voltaje es muy pequeña). Cuando la temperatura del circuito aumenta debido a una sobrecorriente, el valor de la resistencia aumenta dramáticamente en varios órdenes de magnitud, reduciendo la corriente del circuito por debajo del nivel seguro. Como resultado, los circuitos siguientes están protegidos, y la resistencia se recuperará automáticamente a un valor bajo después de que haya pasado la sobrecorriente.
IV. Componentes electrostáticos
1. Diodo de descarga electrostática ESD:
El diodo de descarga electrostática ESD es un componente antiestático que protege los puertos I/O en aplicaciones de transmisión de datos de alta velocidad contra sobretensiones. Los diodos electrostáticos, o diodos ESD, se utilizan para proteger circuitos sensibles en equipos electrónicos contra ESD (Descarga Electrostática).
Proporciona una capacitancia extremadamente baja, buenas capacidades de prueba de Pulso de Línea de Transmisión (TLP) y pruebas IEC6100-4-2, particularmente después de recuentos de múltiples muestras de hasta 1000, mejorando la protección de componentes electrónicos sensibles.
La protección de circuitos es esencial en la electrónica moderna debido a la creciente complejidad y sensibilidad de los dispositivos. Este artículo explora los componentes clave utilizados para proteger contra sobretensiones, sobrecorrientes y descargas electrostáticas, incluyendo tubos de descarga de gas, varistores, diodos TVS y fusibles de recuperación automática. Comprender estos componentes es crucial para diseñar circuitos electrónicos robustos y confiables.
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