1引言

     便攜式電子設備，例如蜂窩電話、PDA和手提電腦的電源都有特殊的過流保護要求。這些設備一般是通過AC/DC電源適配器供（充）電，將市電或未經穩壓的直流電轉變為合適的低壓直流電。由于越來越多的人開始在零配件市場上購買電源適配器以及所謂的通用充電器，將不兼容或有故障(zhang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)源適配器應(ying)用于(yu)(yu)便攜式設備(bei)的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性也就大大增加。由于(yu)(yu)電(dian)(dian)源適配器的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓、極性以及電(dian)(dian)流都可(ke)能(neng)與該設備(bei)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)路規范(fan)不相吻合，從而(er)將會導致設備(bei)損壞甚至帶來安全隱患。

    由(you)于(yu)體(ti)積小巧，熔(rong)斷保險絲一度被廣泛應用于(yu)便攜式電子(zi)設備(bei)(bei)中。然而，由(you)于(yu)新型micro系列的(de)誕生(sheng)，可(ke)復(fu)式電路保護元件(jian)的(de)體(ti)積已不再成(cheng)為其(qi)制約(yue)瓶頸。并且，由(you)于(yu)此類設備(bei)(bei)出現(xian)的(de)大(da)多數(shu)故(gu)障本(ben)質上(shang)都(dou)是瞬時(shi)性的(de)，可(ke)復(fu)式電路保護元件(jian)的(de)應用可(ke)使生(sheng)產商避免小故(gu)障大(da)維修(xiu)的(de)高(gao)額成(cheng)本(ben)。

    通(tong)過在電(dian)源(yuan)接口串聯一個高(gao)分子正溫度系數（PPTC）元件，因電(dian)源(yuan)適配器不兼容而造成的過流損(sun)壞就可(ke)以(yi)(yi)被有效避(bi)免(mian)。另(ling)外，如果再并聯一些其他元器件，如齊納二極管、瞬時限壓二極管或消弧電(dian)路，還可(ke)以(yi)(yi)起(qi)到防過壓作(zuo)用(yong)。

圖1典型的蓄電池充(chong)電電路保護

2蓄電池(chi)充電電路保護

   圖1是一個典型(xing)的電(dian)池充電(dian)電(dian)路(lu)。其中，交流電(dian)通過AC/DC電(dian)源適(shi)配器(qi)轉變為合適(shi)電(dian)壓對電(dian)池組進行充電(dian)。PPTC元件與過壓保護元件協調作用共(gong)同完成(cheng)下(xia)列工作：

1）針對可能(neng)損壞FET以及電(dian)池組(zu)的過大電(dian)流(liu)，提(ti)供(gong)過電(dian)流(liu)保(bao)護。

2）極(ji)性(xing)倒(dao)置(zhi)時，PPTC通(tong)(tong)過動作以(yi)限(xian)制(zhi)由于齊(qi)納(na)二極(ji)管正向導(dao)通(tong)(tong)而產生(sheng)的(de)過電流。

3）在過電壓元件(jian)(jian)對電壓過載提供保(bao)護(hu)時，由PPTC元件(jian)(jian)對導通電流進(jin)行限(xian)制，以保(bao)護(hu)過壓器(qi)件(jian)(jian)。

PPTC元件也可以(yi)用于接(jie)電(dian)池(chi)組(zu)的裝置的端口，以(yi)保護由于使(shi)用有故障(zhang)或不匹配的電(dian)池(chi)組(zu)而帶來的過電(dian)流(liu)損害。對各種免提式汽車通話裝置或耳機等(deng)供(gong)電(dian)時，電(dian)池(chi)組(zu)輸出端保護亦能提供(gong)理(li)想的保護功能。

3AC/DC電源(yuan)適配器保護(hu)

   AC/DC電源適配器被廣泛地使(shi)用(yong)于(yu)電池充(chong)電中，以及(ji)為各種消費類電器提供低成本直流(liu)電源。使(shi)用(yong)分(fen)離的(de)AC/DC電源適配器，可使(shi)終端設(she)備(bei)的(de)設(she)計更(geng)加(jia)簡化(hua)，并便于(yu)通過各類認(ren)證標準。

各種電源適(shi)配器(qi)都(dou)有(you)其安全和可靠性要求，包括短路電流限(xian)制和變(bian)壓器(qi)線圈(quan)過(guo)熱保護。如果線圈(quan)超過(guo)了絕緣材料所規定的溫度，絕緣層就可能(neng)損壞(huai)并(bing)導致(zhi)變(bian)壓器(qi)短路，甚(shen)至(zhi)引發火(huo)災。

圖2PPTC用變(bian)壓器次級線圈的過熱保護特(te)性(xing)

圖3典型的(de)CLA電路保護

雖然(ran)PPTC元(yuan)件(jian)的過電流保護效(xiao)果非常(chang)顯著，但其本(ben)身所具有的溫度衰減特(te)性(xing)卻鮮受關(guan)注，事實上，這種(zhong)特(te)征(zheng)非常(chang)適合在過熱故(gu)障時提供有效(xiao)保護。

     一(yi)些變(bian)壓(ya)器線圈(quan)通(tong)過(guo)內置溫(wen)度(du)保險絲(si)，可以具有(you)過(guo)熱保護功(gong)能(neng)。但由于(yu)溫(wen)度(du)保險絲(si)為一(yi)次(ci)性(xing)元(yuan)件，不(bu)適用(yong)于(yu)防止(zhi)瞬間故障(zhang)，如輸出端(duan)短路或輸入電(dian)壓(ya)波(bo)動的(de)故障(zhang)情況。而(er)CPTC（陶瓷(ci)PTC）元(yuan)件則(ze)因為有(you)阻抗較(jiao)高(gao)(gao)的(de)缺(que)點，會導致在正(zheng)常(chang)工(gong)作條件下也產(chan)生過(guo)量的(de)功(gong)率損(sun)耗(hao)。當(dang)然通(tong)過(guo)提高(gao)(gao)絕(jue)緣材料(liao)的(de)耐(nai)熱等級，也可以免去進一(yi)步的(de)保護措施，但直接結果是變(bian)壓(ya)器成(cheng)本大(da)大(da)增加。

  圖2顯(xian)示出(chu)PPTC元件用于變壓器次(ci)級(ji)線圈(quan)的過(guo)熱保護(hu)特性。實驗(yan)中，線性電(dian)源(yuan)適(shi)配器輸(shu)出(chu)端被人為短路，因為線圈(quan)電(dian)阻的存在(zai)(zai)，輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)在(zai)(zai)1A左右(you)。此時，次(ci)級(ji)線圈(quan)的溫(wen)度開始(shi)增加，當(dang)達(da)到100℃的時候，在(zai)(zai)溫(wen)度和電(dian)流(liu)的共同作(zuo)(zuo)用下PPTC元件動作(zuo)(zuo)，從(cong)而限制(zhi)了次(ci)級(ji)線圈(quan)的電(dian)流(liu)，并(bing)制(zhi)止了線圈(quan)溫(wen)度進一步上(shang)升(sheng)。

  選擇PPTC元(yuan)件時，需要考慮可以通(tong)(tong)過(guo)的最(zui)(zui)(zui)大負荷電流，最(zui)(zui)(zui)高的環境溫(wen)度(du)（通(tong)(tong)常為45℃）以及由(you)變(bian)壓器(qi)溫(wen)度(du)上升速率所(suo)決(jue)定的的最(zui)(zui)(zui)大動作時間。

4CLA短路保護

  由于汽車環境的多變以及要給各種精密電子設備供電，CLAs（汽車點煙器電源適配器）必須要在很寬的溫度范圍和充電條件下工作。所以，CLAs經常出現短路故障以及保險絲燒毀的情形。通常，這些情形是由過電流、充電器電路(lu)故障(zhang)或反向(xiang)充電所引起的。

  在(zai)CLA輸(shu)入端(duan)(duan)接入過電(dian)(dian)流(liu)保(bao)護(hu)裝置(zhi)，可(ke)(ke)(ke)以(yi)防止此(ci)類故(gu)障(zhang)(zhang)以(yi)及(ji)可(ke)(ke)(ke)能導致的(de)損壞。這種裝置(zhi)的(de)具體(ti)保(bao)護(hu)要(yao)求是由終端(duan)(duan)設備(bei)的(de)負載(zai)電(dian)(dian)流(liu)，以(yi)及(ji)CLA電(dian)(dian)源轉換電(dian)(dian)路的(de)故(gu)障(zhang)(zhang)敏感(gan)性決(jue)定(ding)的(de)。通常是在(zai)CLA的(de)輸(shu)入端(duan)(duan)，應用過電(dian)(dian)壓保(bao)護(hu)器件(jian)，如瞬(shun)時限壓二極管提(ti)供過電(dian)(dian)壓保(bao)護(hu)；結(jie)合自復式保(bao)護(hu)元件(jian)，如PPTC元件(jian)，即可(ke)(ke)(ke)提(ti)供一個“一插即可(ke)(ke)(ke)”的(de)解(jie)決(jue)方案，對電(dian)(dian)路進行(xing)保(bao)護(hu)從而減少質保(bao)返修。

  圖(tu)3顯示一個(ge)典(dian)型的CLA電路圖(tu)。圖(tu)3中是一個(ge)PolySwich自復(fu)元件和(he)一個(ge)瞬時限壓（TVS）二極管提供輸入保(bao)護。IC用于控制DC/DC降壓轉換器，由(you)PPTC獨(du)用或與TVS相結合的保(bao)護措(cuo)施(shi)可以防止以下(xia)4種故障造成的損壞。

1）負載(zai)過流(liu)故(gu)障(zhang)的車載(zai)電(dian)話導致(zhi)過大的電(dian)流(liu)，會使PPTC動作跳變(bian)至高(gao)阻狀態，直至故(gu)障(zhang)排(pai)除。

2）轉換器發生(sheng)故障時的汽車電(dian)(dian)路保(bao)(bao)護(hu)如果轉換器或控(kong)制IC失(shi)效(xiao)，短路電(dian)(dian)流會使PPTC動作跳變至高阻狀態，以保(bao)(bao)護(hu)汽車的線路及(ji)保(bao)(bao)險絲(si)。

3）發動機(ji)啟動瞬(shun)間發動機(ji)啟動時(shi)會(hui)產生瞬(shun)時(shi)峰值(zhi)電(dian)壓(ya)，該(gai)電(dian)壓(ya)通常(chang)會(hui)被TVS二極(ji)(ji)管(guan)抑制。然而，如果瞬(shun)時(shi)電(dian)壓(ya)值(zhi)過(guo)大(da)，可(ke)能(neng)會(hui)超過(guo)TVS二極(ji)(ji)管(guan)的(de)承(cheng)受能(neng)力。而如果使用了(le)PPTC，就可(ke)以在過(guo)量電(dian)流(liu)損壞TVS以前動作(zuo)并限(xian)流(liu)，從而起到(dao)保(bao)護TVS的(de)作(zuo)用。

4）極性倒置(zhi)如果(guo)汽車電池極性倒置(zhi)，TVS二(er)極管將(jiang)(jiang)會正向導通，過大電流通過PPTC導致其動作跳變至高(gao)阻(zu)狀態，從而保護了TVS，并將(jiang)(jiang)流過轉換(huan)器(qi)的反向電壓限(xian)制在TVS正向電壓降(jiang)水平下。

選擇(ze)(ze)PPTC元件時，必(bi)須考(kao)慮可能通過(guo)的最大負載電(dian)流、最高環(huan)境(jing)溫(wen)度、以(yi)及為(wei)防止其它(ta)部件損壞所(suo)要求的最大動作時間。根據這些(xie)參數，可以(yi)選擇(ze)(ze)插腳式或(huo)表(biao)面貼裝(zhuang)式的自復(fu)器件。

5結語

PPTC元件在廣泛的(de)電(dian)路保護(hu)應用中顯示了卓越的(de)性能，并有(you)UL，CSA和T?V的(de)安全認證(zheng)。PPTC為裝置提供了可靠、自復式的(de)保護(hu)，有(you)效地(di)減少了巨額的(de)質保返修，大(da)大(da)提高(gao)了客戶的(de)滿意程度。