【導讀】通tong過guo增zeng加jia電dian子zi元yuan器qi件jian以yi提ti供gong電dian路lu保bao護hu，來lai防fang止zhi內nei部bu和he外wai部bu故gu障zhang是shi吃chi力li不bu討tao好hao的de設she計ji工gong作zuo之zhi一yi，這zhe類lei似si於yu購gou買mai保bao險xian。盡jin管guan遵zun循xun監jian管guan要yao求qiu和he最zui佳jia實shi踐jian是shi不bu錯cuo的de出chu發fa點dian
，但dan當dang不bu需xu要yao時shi，它ta似si乎hu是shi一yi個ge額e外wai的de負fu擔dan;而當確實需要時，又很難知道保護是否足夠到位。需要保護的最常見故障類別包括由內部或外部短路、浪湧和元器件故障引起的各種過壓事件。

通tong過guo增zeng加jia電dian子zi元yuan器qi件jian以yi提ti供gong電dian路lu保bao護hu
，來lai防fang止zhi內nei部bu和he外wai部bu故gu障zhang是shi吃chi力li不bu討tao好hao的de設she計ji工gong作zuo之zhi一yi，這zhe類lei似si於yu購gou買mai保bao險xian。盡jin管guan遵zun循xun監jian管guan要yao求qiu和he最zui佳jia實shi踐jian是shi不bu錯cuo的de出chu發fa點dian

，但dan當dang不bu需xu要yao時shi，它ta似si乎hu是shi一yi個ge額e外wai的de負fu擔dan;而當確實需要時
，又很難知道保護是否足夠到位。需要保護的最常見故障類別包括由內部或外部短路
、浪湧和元器件故障引起的各種過壓事件。

共有以下三種基於元器件的過壓保護策略：

1.通過一個開關將相關的過電流轉接到地，一旦超過閾值電壓，該開關將變為非常低的阻抗;

2.通過保護線路兩端的電壓鉗位器耗散掉多餘的能量;

3.當超過電壓閾值時，以類似熔斷器的動作斷開受影響的線路。

有許多元器件可用於實施這些保護策略。其中有些元器件在故障發生時可以充當撬棍和臨時短路線(圖1)，有些則充當鉗位器，將瞬態電壓限製在預設限值，直到故障消失(圖2)。請注意，“撬棍”一詞可以追溯到早期的電力係統時代，當時工人們真的會將金屬撬棍放在失控的電源總線上以使其短路。

圖1：當撬棍保護功能觸發時，它會在受保護的線路和地之間形成一條低阻抗路徑

，從而將過電壓浪湧轉接到地。本文資料來源：Bourns

圖2：與撬棍相比，鉗位則是將過壓浪湧限製在預定值。

在眾多保護選項中
，有氣體放電管(GDT)
、晶閘管
、金屬氧化物壓敏電阻(MOV)和多層壓敏電阻(MLV)、瞬態電壓抑製器(TVS)甚shen至zhi齊qi納na二er極ji管guan等deng等deng。通tong常chang會hui看kan到dao其qi中zhong幾ji種zhong器qi件jian組zu合he起qi來lai使shi用yong，以yi提ti供gong完wan整zheng性xing保bao護hu，並bing在zai取qu長chang補bu短duan的de關guan係xi中zhong彌mi補bu每mei種zhong器qi件jian的de固gu有you缺que點dian。顯xian然ran，還hai有you很hen多duo故gu障zhang類lei型xing
、保護元器件類型及其保護方式。

舉ju例li來lai說shuo
，為wei了le提ti供gong一yi種zhong幾ji乎hu沒mei有you泄xie漏lou電dian流liu從cong而er能neng延yan長chang使shi用yong壽shou命ming的de過guo壓ya保bao護hu解jie決jue方fang案an，設she計ji人ren員yuan通tong常chang會hui采cai用yong雙shuang元yuan器qi件jian布bu局ju。這zhe種zhong混hun合he方fang法fa整zheng合he了le兩liang個ge分fen立li元yuan器qi件jian：串聯的GDT和MOV(圖3)，它們有著組合的電壓-時間曲線(圖4)。很顯然，這種雙元器件方法需要更多的電路板“空間”，並在物料清單(BOM)中多添加一個元器件。

圖3：GDT和MOV的串聯使用提供了一種更有效的過壓保護解決方案。

圖4：GDT+MOV混合布局的響應與時間關係充分展示了它如何整合每個器件的基本響應屬性。

但還有一個更大的問題和複雜性：MOV和GDT區域的電路板布局通常受製於定義最小爬電距離和電氣間隙的監管要求。間隙是空氣中兩個導電部件之間的最短距離;爬電距離是指兩個導電部件之間沿著固體絕緣材料表麵的最短距離。

這些距離將隨著電壓的增加而增加。因此，MOV和GDT元器件在實際的電路板布局時又增加了另一個需要關注和約束的點。

最近，看到一種相對較新的保護器件，它是兩個現有器件的組合
，但不光是兩個分立元器件的簡單、明顯的合並封裝。Bourns公司的IsoMOV係列混合保護係列產品中的器件就是將MOV和GDT整合在一個封裝中
，能提供與分立MOV和GDT串聯等效的功能(圖5)。

圖5：IsoMOV的原理圖符號(右)顯示為兩個器件各自標準符號的合並。

看一下IsoMOV的結構就會發現，它不僅僅是簡單的將MOV和GDT共同封裝在一個共享外殼中，而是將兩者有機的整合在一起，形成了功能上與分立MOV和GDT串聯等效的效果(圖6)。

圖6：IsoMOV的物理結構是一種完全不同的混合功能實現。

內核組裝完成後，還需連接引線並塗上環氧樹脂。結果是一個大家熟悉的徑向圓盤型MOV封裝
，它僅比類似額定值的傳統器件稍厚且直徑更小(圖7)。此外，由於采用了專利設計正在申請中的新型金屬氧化物技術，這個IsoMOV元器件在相同尺寸下還具有更高的額定電流，而且消除了占位麵積問題和爬電距離/間隙問題。

圖7：IsoMOV的徑向引線盤封裝看起來像標準MOV，但它比單個等效的MOV體積更小，額定電流更高。

這種電路保護器件不僅僅是“兩全其美”
，因為該設計還有其他優勢。MOV故障(是的，它們具有眾所周知的各種故障模式)通常以金屬化區域邊緣的所謂“浪湧孔”為特征，這通常是由浪湧期間該邊緣的MOV內部溫度升高引起的。Bourns公司表示，這項技術旨在大幅減少或消除這種故障模式。

dangzuhechanpinbujinjinshiqizuchengbufendejiandanleijiashi，tazonghuirangrenganxingqu。zaizheli，chulemingxianjieshengkongjianwai，zhezhongzuhehainengtigongxingnenghefaguizuncongfangmiandeyoushi。tuihouyibushuo，xiangxiangnenggou“開箱即用”(實際上，這裏是“入箱即用”)
，並查看內部結構細節後發現
，這種保護器件確實具有實實在在的好處。

womenjingchangkandaotongguohebingfengzhuanglaishixiangenggaoshuipingdegongnengjicheng
，congerxingchenggengxiaodewaikehuoxinpian，zhetongchangshiyijianhaoshi，danyoushizaixingnengzhezhongfangmianyeyoubulizhichu。danshi，zhelideqingkuangsihubingfeiruci。shishishang
，zheshiwojinnianlaidiercikandaoxiaoxingfeiIC元(yuan)器(qi)件(jian)出(chu)現(xian)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)。有(you)些(xie)供(gong)應(ying)商(shang)已(yi)經(jing)在(zai)一(yi)個(ge)外(wai)殼(ke)中(zhong)設(she)計(ji)了(le)可(ke)充(chong)電(dian)電(dian)池(chi)和(he)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)組(zu)合(he)
，它(ta)們(men)提(ti)供(gong)的(de)可(ke)不(bu)光(guang)是(shi)更(geng)小(xiao)的(de)共(gong)同(tong)封(feng)裝(zhuang)
，而(er)是(shi)對(dui)器(qi)件(jian)構(gou)造(zao)和(he)物(wu)理(li)特(te)性(xing)的(de)根(gen)本(ben)性(xing)再(zai)思(si)考(kao)。其(qi)結(jie)果(guo)遠(yuan)遠(yuan)優(you)於(yu)兩(liang)個(ge)單(dan)獨(du)的(de)能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)元(yuan)器(qi)件(jian)之(zhi)和(he)
，實(shi)現(xian)了(le)“一加一大於四”的效果!

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