保護組件知多少

保護組件知多少

在我們的日常生活中許多電器及電子產(chǎn)品都使用了保險絲或保護組件，作用是保護產(chǎn)品及避免造成危險。因為產(chǎn)品對消費者

造成危險時，制造商很可能被追討巨額賠 償，更要付出高昂的回收成本。保護組件主要功能是保護電子產(chǎn)品的回路、主要組

件及IC等，當(dāng)電流或電壓出現(xiàn)不正常狀況時，能夠自動終斷供電或自動將過高電 壓降至安全值，以防止產(chǎn)品的零件受到損壞

及火警發(fā)生，概念有點類似保險絲的功能。 過電流保護(熱敏電阻)

保護組件以功能可區(qū)分為過電流保護(熱敏電阻)及過電壓保護(壓敏電阻)。雖然性質(zhì)不同，但它們的功用都是保護電子產(chǎn)品的零

件。

熱 敏電阻(Thermistor，Thermal Resistor的縮寫)很類似保險絲，主要功能都是提供斷電功能，但分別在于，保險絲在電流過大

而斷電后，即無法恢復(fù)通電功能，需要更換新的保險絲；熱 敏電阻因電流異常而斷電后，若電流及溫度再次回復(fù)正常，即會自動

恢復(fù)通電功能，不必更換零件?？芍貜?fù)使用及自動回復(fù)通電功能，體積細小亦是過電流保護組件 優(yōu)點。但保險絲也有可取之處，

低成本和高低電壓產(chǎn)品皆適用是其優(yōu)點。

熱敏電阻是一種電阻值對溫度極為敏感的半導(dǎo)體組件，它可分為正溫度系數(shù)(PTC, Positive Temperature Coefficient)熱敏電阻及

負溫度系數(shù)(NTC, Negative Temperature Coefficient)熱敏電阻兩種。

PTC熱敏電阻的特性是當(dāng)電流或環(huán)境溫度升高時，其電阻值會上升，從而限制異常電流通過。PTC熱敏電阻依其所使用原料可分為陶瓷正溫度系數(shù)(Ceramic PTC)熱

敏電阻及高分子正溫度系數(shù)(Polymeric PTC)熱敏電阻兩類。

圖 2 CPTC 熱敏電阻	圖 3 PPTC熱敏電阻

( 圖 2 ) CPTC熱敏電阻是由鈦酸鋇、二氧化鈦等材料添加少量稀土元素經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制成，這種組件于某段廣泛溫度范圍會維持穩(wěn)定的低電阻值，直至溫度高于材料的

居里溫度(Curie Temperature)時，其阻值會大幅增加。

( 圖 3 ) PPTC熱敏電阻主要是由聚乙稀(Polyethylene)及具導(dǎo)電性的碳黑微粒所制成。當(dāng)有過大電流流過該器件時，它會因發(fā)熱而膨脹；其膨脹將使碳微 粒分散開，

令其阻抗增加。這使器件更快地發(fā)熱并膨脹得更大，進一步增加了阻抗，使電路中的電流明顯地減少。當(dāng)電源和故障解除后，它將收縮到其原來的形狀， 并返回低阻

抗水平。

雖然PPTC熱敏電阻與CPTC熱敏電阻都是可重復(fù)使用的過電流保護組件，但PPTC 器件就較細小且有更低的阻抗，對故障事件的反應(yīng)時間亦比CPTC的快得多。

過電壓保護(壓敏電阻)

壓敏電阻(Varistor)主要功能為過電壓保護，當(dāng)電子產(chǎn)品的電子回路出現(xiàn)異常過高電壓或者是靜電時，壓敏電阻會將過高的電

壓降低至安全標(biāo)準(zhǔn)值，以防止主要的組件及IC損壞。

壓敏電阻主要由氧化鋅、氧化鉍等金屬氧化物燒結(jié)而成的非線性組件。其特性是當(dāng)電路超過一定電壓時，其阻值將瞬間極小

化。當(dāng)突波來臨時，將使突波電流從組件本身通過并接地，避免其他組件受突波侵害，并有效減少噪聲干擾，使電器能正常

運作。

由 于它能保護電子產(chǎn)品或組件免于受開關(guān)或雷擊誘發(fā)所產(chǎn)生之突波的影響，加上體積小，反應(yīng)速度快的優(yōu)點。因此壓敏電阻

被廣泛應(yīng)用于手提電子器材、量度設(shè)備、操 控設(shè)備，家庭電子用品、視聽器材及其它電子設(shè)備。電子產(chǎn)品使用上它亦較熱敏

電阻多，例如一支手機約使用一顆熱敏電阻，但壓敏電阻可能用上8至40顆。

溫度傳感器

光 敏電阻器(Light Dependent Resistor)主要由硫化鎘(CdS)或硒化鎘(CdSe)等材料制成，這些材料有一個特點，當(dāng)受到光線照射后，它的電阻值會降低。因為光源

能夠使材 料里的電子脫離原子成為自由電子，而自由電子的增加，會提高材料的導(dǎo)電性，使它的電阻值下降。

近年來仿生的人型機械人發(fā)展迅速，日本已開發(fā)出表面密布傳感器的人造電子皮膚，能感知外在物體的壓力。不久將來機器人的皮膚將和人的皮膚一樣有感覺，如果

在機械人的指尖上覆蓋這種人造電子皮膚，機械人就可以和人一樣有很靈敏的觸覺。若將壓力傳感器換成溫度傳感器，那么機械人就能感知溫度的變化。