過流電路保護無處不在

2006年日本索尼公司遭遇的“電池門”事件讓眾多的筆記本電腦用戶心有余悸，人們不得不重新審視二次電池(鋰、鎳電池)的安全問題，因為二次電池的應用已經(jīng)遍布我們的日常生活——手機，筆記本電腦，MP3，PMP..... 消費類電子產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展對電路保護提出了更高的要求，因為數(shù)字IC對于電流和電壓更加敏感。所有的便攜式電子產(chǎn)品都是在直流電壓下工作，因而都離不開AC/DC電源轉(zhuǎn)換器，大多數(shù)的電路損壞都是由于AC/DC輸出電壓、電流、極性超過電子產(chǎn)品的內(nèi)部電路的規(guī)定范圍。日前，借助AsiaPress Tour采訪活動，本刊記者也將過流電路保護的安全問題求諸于專注于電路保護的泰科電子(Tyco Electronics)旗下的瑞侃(Raychem)公司。

今天，提及電路保護，我們首先想到的就是PPTC (Polymeric Positive Temperature Coefficient Thermistor高分子正溫度系數(shù)熱敏電阻)，以及它的另外一個名字“PolySwitch”。PPTC是一種采用具有正溫度系數(shù)熱敏電阻特性的高分子基填充導電復合材料構(gòu)成的熱敏電阻。首先將PPTC應用到電路的過流和溫度保護的就是瑞侃公司。從1984年瑞侃為AT&T推出的第一款PPTC產(chǎn)品SLIC(用戶線接口電路)到今天，PPTC產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應用于電子產(chǎn)品過載電流保護中，而“PolySwitch”也成為瑞侃的著名標示。

瑞侃公司營銷和高級技術(shù)總監(jiān)Jim Toth向記者簡單介紹了PPTC的工作原理，PPTC主要是由聚乙稀(Polyethylene)及導體(主要成分為碳黑)所組成，在正常的操作溫度(低于熔點)下，聚乙稀緊密的將導體束縛在結(jié)晶狀的結(jié)構(gòu)內(nèi)，而形成一條低阻抗的導電通路。因為阻抗相當?shù)牡?，所以線路上流經(jīng)PPTC的電流所產(chǎn)生的熱能小，不會改變聚乙稀的晶體結(jié)構(gòu)。然而當異常電流發(fā)生，導體的溫度高過熔點，便會將聚乙稀由結(jié)晶狀變成膠狀(Amorphous)，被束縛在的導體便會分離，導致阻抗迅速提高而限制異常電流流過PPTC組件。一旦異常電流消失后，導體通路又會再度結(jié)合成為低阻抗。
PPTC在電子產(chǎn)品過載電流保護中的應用已經(jīng)超過25年，諸如像Bourns、Litefuse這樣公司也已經(jīng)成為PPTC產(chǎn)品的主要供應商。為了應對競爭，瑞侃一直不停地創(chuàng)新。Jim Toth表示瑞侃2006年推出的2Pro型號器件就是將PolySwitch PPTC過電流保護技術(shù)與MOV(金屬氧化物壓敏電阻)器件結(jié)合起來，使之成為一種創(chuàng)新的保護器。2Pro用于PSTN(公共交換電話網(wǎng))和VoIP設備的電源浪涌的損壞，可以在過電流事故中抑制電流以及在過電壓事故中對電壓進行箝位。這種由單一器件實現(xiàn)協(xié)同電路保護的方式，減少了部件的數(shù)量和提高了設備的可靠性。