电子元器件：电路保护元件的发展与应用

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1、电子元器件：电路保护元件的发展与应用一1引言随着科学技术的发展,电力/电子产品日益多样化、复杂化,所应用的电路保护元件己非昔日的简单的玻璃管保险丝,而是己经发展成为一个门类繁多的新兴电子元件领域。2000年全球销售额达到44亿美元。例如,Littelfuse公司有15大类产品,2000年销售额达3.71亿美元;美国AEM公司的宇航级高可靠熔断器己广泛用于欧、美、日的各种航天器和新一代电子产品的重要部位的电路保护中。Cooper/Bussmann、GCL、WickmannWerke、Schurter、Raychem、上

2、海维安、上无十五厂、功得利、好利来、精科、兴勤、雅宝等厂家研发生产各种特性的电路保护元件,供客户选择。随着电子产品的更新换代,对可靠性和安全性的要求日益提高,尤其是我国加入WTO之后,世界电子产品组装业向中国转移,人们对各种电路保护元件的发展和应用将更加关注。本文对此作简要介绍。2电路保护元件的重要性日益增加在各类电子产品中,设置过电流保护和过电压保护元件的趋势日益增强,之所以如此,归纳起来主要有以下几个方面的因素：（1）随着电子产品发展的需求,IC的功能(集成度)也越来越强,其“身价”自然越来越高贵,因而需要加强保护。

3、（2）为了降低功耗、减少发热、延长使用寿命,半导体元件和IC的工作电压越来越低,据SIA(美国半导体行业协会)统计,目前工作电压在1.5V左右,到2004年将降到1.2V以下,因而其抗过电流/过电压的能力需要适应新的保护要求。（3）移动式电子产品越来越多,如手持机、PDA、笔记本电脑、摄录机、数码相机、光盘机等,这些电子产品都需要电池组件作为电源,在电池组件和电池充电器中都必须配备保护元件。（4）在现代豪华型汽车中,装备的电子设备越来越多,而且工作条件比一般的电子产品更恶劣,如汽车行驶状况和环境瞬息万变、汽车起动时会产生

4、很大的瞬间峰值电压等。因此,在为这些电子设备配套的电源适配器中,一般都需要同时安装过电流和过电压保护元件。（5）众多电力/电子产品都需要防止雷击以及电源线与电话线的交扰,以保证正常通信和用户人身安全。所以,随着电力/电子产品的发展,过电流/过电压保护元件的需求呈上升趋势。深圳金百泽电子科技股份有限公司（www.kbsems.com）成立于1997年，是线路板行业十强企业，总部设在深圳，研发和生产分布在深圳、惠州和西安等地，为客户提供产品研发的PCB设计、PCB快速制造、SMT加工、组装与测试及硬件集成等垂直整合解决方案，

5、是国内最具特色的电子制造服务提供商。电话：0755-26546699-223（6）据统计,在电子产品出现的故障中，有75％是由于过电流/过电压造成的。IBM曾分析过计算机电源的故障原因,其中88.5％是由于过电流/过电压造成的。随着人们对电子产品质量的苛求,制造厂家为了提高市场竞争力,就必须大量采用电路保护元件。3过电流保护元件图1金属薄膜表面贴装型熔断器的结构和尺寸（Littelfuse公司）图2金属薄膜表面贴装型熔断器的特性曲线（Littelfuse公司）图3高可靠厚膜固态熔断器的结构（美国AEM公司）图4高可靠固态

6、熔断器（FM12型）特性曲线（美国AEM公司）图5叠层型陶瓷压敏电阻器特性曲线（深圳顺络公司）3.1通用金属丝型熔断器这类熔断器主要是在玻璃或陶瓷管内置放金属保险丝而成,其特点是一次性使用,出现故障后需要更换。使用方便,价格低廉，仍是目前熔断器中数量最多的产品，品种规格齐全，广泛应用于各类电力/电子产品中。有些厂家的这类熔断器通过了UL认证,能够满足UL248和IEC127规范的要求。因此,安装这类熔断器的产品可以在世界各地销售。3.2表面贴装型SMD熔断器为了适应SMT的需求,近年来一些熔断器厂家开发了多种表面贴装型S

7、MD熔断器。美国AEM公司最近在网上发表了叠层多元独石SMD熔断器（USPatent6,034,589:MultilayerandMultielementMonolithicSurfaceFuse）,它是用该公司的UV专利工艺制造的陶瓷叠层元件，相当于将几个熔断丝并联，因而它具有体积小、能量密度大、独石结构可靠性高、精度高、响应速度快、易与其它元件集成等诸多优点，是目前世界上单位体积承受功率最大的SMD熔断器，其封装系列有0402/0603/0805/1206等。又如Littelfuse公司最近推出一种0402封装的快

8、速响应SMD熔断器,其外形结构与尺寸如图1所示,性能曲线如图2所示，它是在环氧树脂基体上制作金属薄膜熔断丝,聚合物包封。当负荷电流为额定电流的200％时,断开时间为5s,当为300％时,断开时间不超过0.2s。断开后的隔离电阻大于10kΩ。工作温度范围为－55℃～90℃。其特点是瞬间电流响应速度快、额定电流精确。该公