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從原因到措施,教你有效防止電池接反(下)

發(fā)布時(shí)間:2014-04-02 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】前面小編為大家介紹了從原因到措施,如何有效防止電池接反(上)?為了讓大家從根本上避免這種錯(cuò)誤的出現(xiàn),小編將繼續(xù)為大家介紹從如何有效的防止電池接反的其他方法。有很多方法可防止反向極性產(chǎn)生破壞作用,但其中有一些方法更好。這里將介紹一種“保險(xiǎn)絲和TVS”方法及專用反向極性保護(hù)器件方法,值得大家采納!

大于100mA系統(tǒng)中的兩種反極性保護(hù)方法
 
有很多方法可防止反向極性產(chǎn)生破壞作用,但其中有一些方法更好。例如,對(duì)于工作電流超過(guò)100 mA的系統(tǒng),其功耗和壓降可能是個(gè)問(wèn)題,我們通常建議使用以下兩種方法之一: 保險(xiǎn)絲和瞬態(tài)電壓抑制器(TVS),或?qū)S梅聪驑O性保護(hù)器件。
 
保險(xiǎn)絲和TVS
 
如果主要問(wèn)題是防止災(zāi)難性故障,并且不需要反向偏壓重置,則“保險(xiǎn)絲和TVS”方法(圖1)是極好的方法。它以某種可重置的方式(假設(shè)瞬變時(shí)間短至足以避免打開(kāi)保險(xiǎn)絲)有助于保護(hù)系統(tǒng)和最終用戶以防短時(shí)瞬變(正極和負(fù)極),并在瞬變時(shí)間延長(zhǎng)的情況下安全地關(guān)斷系統(tǒng)。
 “保險(xiǎn)絲和TVS”方法
圖1. “保險(xiǎn)絲和TVS”方法
 
在反向偏壓足夠大的事件中,此方法可安全地?cái)嚅_(kāi)器件,并為過(guò)壓瞬變和短時(shí)反向極性瞬變提供某種程度的可重置保護(hù)。必須仔細(xì)驗(yàn)證使用的保險(xiǎn)絲的預(yù)期壽命,并且必須小心匹配保險(xiǎn)絲/二極管組合以避免災(zāi)難性故障模式。一旦觸發(fā)以響應(yīng)持久性故障,保險(xiǎn)絲將永久斷開(kāi),因此這并非適用于長(zhǎng)時(shí)瞬變的可重置方法。
 
永久開(kāi)路在成本和空間要求方面都具有優(yōu)勢(shì)。由于保險(xiǎn)絲可設(shè)計(jì)為在持久性故障中斷開(kāi),因此您不必確定二極管及其關(guān)聯(lián)的散熱片結(jié)構(gòu)的大小以支持持久的過(guò)壓或欠壓情況。您可以根據(jù)預(yù)期的瞬變事件以及斷開(kāi)保險(xiǎn)絲需要什么來(lái)確定二極管的大小。這樣就能節(jié)約二極管的成本并實(shí)現(xiàn)更小的電路板。
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“保險(xiǎn)絲和TVS”方法也有一些限制。保險(xiǎn)絲必須有串聯(lián)電阻才能起作用,并且如果要提供保護(hù),必須有足夠的電阻來(lái)激活。這種電阻會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生一些功率損耗,并可能在正常操作中使保險(xiǎn)絲發(fā)熱和熱循環(huán)。令人遺憾的是,許多采用最低電阻的保險(xiǎn)絲技術(shù)也最易受疲勞影響。仔細(xì)選擇正常操作時(shí)間更長(zhǎng)的保險(xiǎn)絲。
 
在過(guò)壓事件中,當(dāng)二極管分流到地面并拉動(dòng)足夠的電流來(lái)降低電源電壓時(shí),二極管匹配可能是個(gè)問(wèn)題。如果尺寸不合適,二極管可能在未打開(kāi)保險(xiǎn)絲的情況下使電路板過(guò)熱或在保險(xiǎn)絲打開(kāi)之前二極管可能出現(xiàn)故障。這就可能導(dǎo)致耗電量不足以打開(kāi)保險(xiǎn)絲的下游熱事件,并因此而無(wú)法達(dá)到首先使用保險(xiǎn)絲的目的。
 
如果需要反向偏壓重置,則TVS可與正溫度系數(shù)(PTC)電阻(或熱敏電阻)一起使用。但匹配要求更嚴(yán)格并且尺寸增大,因此需要驗(yàn)證反向偏壓事件中的系統(tǒng)級(jí)保護(hù)。
 
專用反向極性保護(hù)器件
 
添加反向偏壓重置的更好方法是使用專用反向極性保護(hù)器件(圖2)。
添加反向偏壓重置的更好方法是使用專用反向極性保護(hù)器件
圖2. 專用反向極性保護(hù)器件方法
 
由于專用器件專為保護(hù)反向偏壓或反向極性而設(shè)計(jì),因此可將操作功耗保持在極低水平。串聯(lián)電阻可反映應(yīng)用需求,并且與使用PTC電阻、保險(xiǎn)絲或串聯(lián)二極管時(shí)的情況不同,串聯(lián)壓降不是正常操作的一個(gè)需求。
 
通過(guò)利用極低電阻的可能性,您可根據(jù)需要最大限度降低功耗和壓降。這對(duì)效率和器件尺寸很有利,因?yàn)閮?yōu)化了封裝功耗的需求。靜態(tài)電流保持在極低的水平。過(guò)壓保護(hù)等額外特性可集成到器件中,從而在最大限度降低其成本的同時(shí)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)最大程度的保護(hù)。
 
專用器件因結(jié)合了所有這些特性而成為最易實(shí)現(xiàn)且性價(jià)比最高的方法之一。這也是升級(jí)電池供電器件的理想方法,其使用機(jī)械解決方案避免因電池安裝不當(dāng)而引起的反向極性。
 
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