中心議題：
- 保險絲選型及應用設計的常見問題
- 防雷器件的選用及設計難題
- ESD防護器件的應用常見問題
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本文整理工程師在電路保護設計中經常遇到的一些問題，精選出關于保險絲、防雷器件和ESD保護器件的選型及應用的問題，由資深電路保護設計專家給予專業權威的解答，旨在幫助工程師正確選擇和使用電路保護器件，設計高可靠性的電路保護解決方案。
保險絲選型及應用設計的常見問題
下面整理了一些在電路保護研討會及電子元件技術網論壇中引起熱議的關于保險絲選型與應用設計的幾個常見問題，旨在幫助工程師理清不同保險絲的應用差異，例如：熔斷器和熱繼電器的比較，快斷保險絲與慢斷保險絲的具體應用差異，自復式保險絲和一次性保險絲的性能對比等。
另外，鄭索平先生在“解惑篇：熔斷器應用設計常見問題TOP 10”中，結合自己豐富的工作經驗，對于諸如什么是保險絲的分斷能力，環境溫度對保險絲性能的影響等熔斷器應用設計中常見的問題，給出了權威而明晰的回答。
解惑篇：熔斷器應用設計常見問題TOP 10
http://www.freschetta.cn/bbs/viewthread.php?tid=2119
Q：熔斷器和熱繼電器有什么不同之處？
A：熔斷器我們使用的較多，也就是一般的保險絲，因為使用的環境不同大小也有些變化；它的作用就是在電流異常或升高到一定的高度的時候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護電路安全運行的作用。而熱繼電器作用是控制溫度的，當機器溫度上升到熱繼電器所設定的溫度上限時，自動切斷電路保護機器。它的構造是兩片膨脹系數不同的金屬片構成，電流過大時膨脹系數大的先膨脹，起到切斷電源的作用。熱繼電器動作后有人工復位和自動復位兩種。 簡單的說就是：熔斷器和熱繼電器都能起到”過負荷保護“的作用。 熔斷器中的熔絲一旦選用，過負荷的性能就固定了。而熱繼電器所設定的溫度是可以調節的，更方便。一個是機體的溫度控制，一個是電路的控制 。熔斷器是控制電流的，機器負荷大過額定值，電流就會過大，熔斷器就會時切斷而保護。
Q：快斷保險絲跟慢斷保險絲的具體應用有哪些區別？
A：快斷的話，在250%過載時一般是在5秒之內，慢斷在200%過載一般是1到60秒，從時間范圍來看不一樣，他們的熔化熱能值也不一樣，抗脈沖能力相應的也會有高低。應用范圍我們快斷一般用在小的數碼產品，開機脈沖比較小的產品，比如手機，MP3,MP4等；慢斷應用在開機脈沖比較大的場合，比如液晶電視里面比較高電流環境里面。
Q：普通的保險絲和慢熔的保險絲，長期工作以后它的特性是遲鈍了，還是更靈敏了？因為有次數可能會比較靈敏，但是可能會老化。
A：打個比方，如果是1安培經過1個脈沖就變成0.99A，再沖一次就變成0.98A，有個老化過程，按照你的講法是越來越靈敏了。
Q：自復式保險絲和一次性保險絲的應用場合有區別嗎？還是說自復式的更先進？
A1：可恢復保險絲本質上是正溫度系數的熱敏電阻，它是通過PTC材料的電阻值對溫度的正相關及在居里點時的突變而起到電路保護作用的，這一點原理跟保險絲完全不同。
我們先來看看這兩種產品的相同點：它們都可用來作電路的過電流保護，其使用的不少領域和場合有類似，還有一部分場合這兩種產品都可以使用，還可以互相替換，例如在過流保護要求不太高的電池保護應用中這兩類產品都能各領風騷；在對某些IC等重要器件保護應用中，或電源的輸入/輸出端就只有一次性保險絲才有可能勝任其保護功能；而一些必須避免因過熱而燒壞產品的場合則是PTC的最佳用武之地；然而在更大多數的場合里，這兩類產品還是有很多很多的差異，甚至根本不可能互相替代。
A2：自恢復保險絲較適合用于當用戶誤操作或外接設備發生故障時保護本設備，防止故障擴大的場合。而一次性保險絲更適合用于防止本設備發生故障后導致的用戶生命財產安全隱患，例如可能造成的起火、爆炸等等。
Q：生產過程中遇到保險絲異常熔斷時怎么辦？
A：我們首先需要檢查發生問題工序的實際操作情況：如果是手工操作的要排除動作過程中是否有造成短路的可能性；如果是機器操作的則要檢查實際輸出電流有沒有超出保險絲可以承受的限度；有少部分問題是可以在工序分析時就予以解決的。在確認操作工序沒有問題后再作進一步的深入分析。我們必須從過電流和保險絲兩方面同時分別加以考慮和分析：整機客戶需要檢查整機電路脈沖電流的大小和有沒有異常。 在分析問題時要考慮兩點：一是選型當時計算有沒有差錯，由于開機脈沖的隨機性而沒有抓到最大脈沖波形、計算時沒有考慮到保險絲熔化熱能值的分布范圍、考慮多次沖擊的老化余量不夠等都可能造成選型時的欠缺；二是生產過程中的電路狀況有沒有發生變化，由于機種變化帶來的電路結構上的變化、電路中部分元器件的規格更改或品牌更改、電容電感開關NTC等零件的參數變化等也都可能引起電路脈沖波形的變化；保險絲制造廠的應用工程師需要配合客戶進行電路技術分析和抓測實際脈沖能量，逐一排除各項變化，雙方一起進行分析評估。
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防雷器件的選用及設計難題
Q：開關型防雷器和限壓型防雷器的區別是什么？
A：開關型防雷器為間隙放電型器件，其雷電能量瀉放能力大，在線路上使用的主要作用是泄放雷電能量；限壓型防雷器為氧化鋅壓敏電阻器件，其雷電能量瀉放能力小，但其過電壓抑制能力好，在線路上使用的主要作用是限制過電壓。因此，一般在建筑物入口處選用如開關型防雷器來泄放雷電能量，然后，在后級電路使用限壓型防雷器來限制因前級雷電能量瀉放后，在后級線路產生的高過電壓。兩種防雷器需配合使用，方能保證配電線路中設備的安全。
開關型防雷器和限壓型防雷器的區別
Q：將設備的直流供電電源（負極，GND）直接和大地連接起來，能起到防雷作用嗎？
A：不能，將設備的直流供電電源（負極，GND）直接和大地連接起來，反而起到容易引起雷擊的作用。如果要避免機器受雷擊，機器的任何部分最好不要與大地連接，雷擊一般都是通過外接天線或外接電纜引進設備，然后再通過地線形成放電回路的，如果設備不接地（但對地絕緣也要非常好），雷電就不會通過設備形成電流回路，即不會產生雷擊。如果設備對地絕緣不好，容易產生雷擊，則最好在電纜線（如天線或電源線）輸入設備的前端對地安裝放電裝置，讓雷電被通過放電裝置流入地球，使雷電被旁路，從而保護設備內部器件的安全。
Q：選用氧化鋅防雷電涌保護器，靜態漏電流是否越小越好？
A：不是！反映氧化鋅壓敏電阻電涌保護器的重要技術指標之一是在多次額定通流后的漏電流變化率，而不是初始漏電流的大小，一個合格的防雷器初始漏電流一般不大于40μA。多數國產的電涌保護器，初始漏電流都很小（多數小于5μA），但承受額定通流放電后，漏電流開始增大，并且隨著放電次數的增加，漏電流持續增大加，當漏電流增加到一定值時，防雷器開始發熱，劣化速度變快，極易引起火災，這是非常危險的！多數進口的電涌保護器初始漏電流都比較大（5-30μA），但經受多次額定通流放電后，漏電流確增加的很少，這是非常重要的指標。漏電流變化大的電涌保護器，安全性、可靠性及使用壽命都較低，漏電流變化率越低，電涌保護器使用的安全性和可靠性以及使用壽命越高。
Q：氧化鋅壓敏電阻防雷器能對電源過壓起到保護作用嗎？
A：不能！浪涌電壓是指迭加在電源上的瞬間脈沖，是存在時間極短的階躍函數（幾百μs）。而電源過壓是指電源電壓持續偏高的現象，是存在時間較長的穩態函數（幾秒-幾分鐘），對稱性偏高是電網波動或電網負荷出現大的變化引起，非對稱偏高由電源系統出現接地故障或單相特大負荷變動引起。防雷器通流時，強大的涌流在導通電阻上的電壓降就是被保護的電壓Up，這個電流能量引起防雷器發熱。當發熱溫升超過氧化鋅壓敏電阻的極限時，將出現不可恢復性損壞。由于浪涌電壓持續的時間非常短暫，因此巨大的涌流引起的氧化鋅壓敏電阻發熱不足以超出極限值，而電源過壓盡管電流小，但持續的時間長，MOV很快升溫到損壞的極限值。因此防雷器不能用于電源系統過壓保護！
Q：防雷器安裝在空氣開關的后面，在發生放電時是否會引起誤動？
A：不會！因為雷電浪涌的時間是微秒級，而空氣開關的動作時間是毫秒級，防雷器放電不足以引起空氣開關動作。但不排除特殊情況下持續時間長的浪涌放電，引起空氣開關動作。
ESD防護器件的應用常見問題
Q：ESD 防護器件什么時候應該放在端口處，什么時候該放在芯片管角？
A：保護單個集成電路就放在集成電路的地方最好，如果保護整個設備就放在端口。放在集成電路這個地方，后面那一段照樣有電壓可以感應到別的IC 上，對別的IC 會產生損壞，所以你要保護好IC，就在IC 加上ESD 的保護，如果對整個設備進行保護的話，所有的接口都加ESD 保護就足夠了，這個成本是最低的。因為你把數據輸出、輸入接一個保護，里面本身不會產生ESD 放電，如果里面產生ESD 放電早不能過關，ESD 放電肯定從外面進去的，把所有的口都封住就不會有問題。所以，我建議你如果從設備考慮，從成本考慮就接輸入輸出口的地方，為了保護集成電路，對其他不管的話就接在集成電路上。
Q：在射頻電路中，敏感線路（如數據線等）如何保護？
A：數據線大家都已經有很多方法，一般數據線最好用差分，將兩根線扭在一起，扭在一起以后一個流進去，一個流出來，雙絞在一起，外面加一層屏蔽線，外面只有一條接地，不要兩條都接，接一頭就可以了，雙絞線對電子干擾互相抵消，同一個方向流出來的電流產生的方向正好相反，互相抵消，差分是最好的，不要接到公共地上，用差分。很簡單，這個線加一個磁環，兩端都加一個磁環，這個磁環對差模有相當等于零，流過的信號一個是差模信號，干擾信號大部分是共模的，加上電感上面對共模很有效，ESD 放電基本上都是共模，加載上面對ESD 起到保護作用。充放電加一個小磁環，如果沒有小磁環，用適配器往插頭上一插，瞬間選擇突然充電會有損壞，不要輕易把磁環去掉，那就是讓你對充放電抑制速度的降慢。
Q：ESD器件失效模式有兩種，一種是短路，即所謂的擊穿；另外一種則是開路，在實際電路中可以忽略這一并聯分路的存在。不同失效模式的ESD器件對電路都有什么影響？
A：如果電路中用的是失效模式為短路的ESD器件，則第一時間可以判斷這個器件出現問題，盡早更換，避免出現更大問題，并且，重復打擊的靜電只會直接竄進大地，不會燒壞IC，但是這類器件的缺點在于必須盡早更換，無法“得過且過”；而如果電路使用的是失效模式為開路的ESD器件，則在沒有新的靜電打擊的前提下，電子產品還可以將就使用，“得過且過”，但是這類器件的缺點是它無法對IC進行靜電防護了，一旦有靜電打擊進來，IC面臨的就是燒毀。所以，選用什么樣的靜電保護器件，要看研發工程師自己的理解和保護目的。
