保護(hù)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(xiǎn)絲或保護(hù)組件，作用是保護(hù)產(chǎn)品及避免造成危險(xiǎn)。因?yàn)楫a(chǎn)品對(duì)消費(fèi)者

造成危險(xiǎn)時(shí)，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(hù)組件主要功能是保護(hù)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(shí)，能夠自動(dòng)終斷供電或自動(dòng)將過(guò)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(diǎn)類(lèi)似保險(xiǎn)絲的功能。 過(guò)電流保護(hù)(熱敏電阻)

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

件。

熱 敏電阻(Thermistor，Thermal Resistor的縮寫(xiě))很類(lèi)似保險(xiǎn)絲，主要功能都是提供斷電功能，但分別在于，保險(xiǎn)絲在電流過(guò)大

而斷電后，即無(wú)法恢復(fù)通電功能，需要更換新的保險(xiǎn)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(huì)自動(dòng)

恢復(fù)通電功能，不必更換零件。可重復(fù)使用及自動(dòng)回復(fù)通電功能，體積細(xì)小亦是過(guò)電流保護(hù)組件 優(yōu)點(diǎn)。但保險(xiǎn)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(diǎn)。

熱敏電阻是一種電阻值對(duì)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(fù)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(shí)，其電阻值會(huì)上升，從而限制異常電流通過(guò)。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(lèi)。

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(huì)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(shí)，其阻值會(huì)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(guò)大電流流過(guò)該器件時(shí)，它會(huì)因發(fā)熱而膨脹；其膨脹將使碳微 粒分散開(kāi)，

令其阻抗增加。這使器件更快地發(fā)熱并膨脹得更大，進(jìn)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(lái)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(guò)電流保護(hù)組件，但PPTC 器件就較細(xì)小且有更低的阻抗，對(duì)故障事件的反應(yīng)時(shí)間亦比CPTC的快得多。

過(guò)電壓保護(hù)(壓敏電阻)

壓敏電阻(Varistor)主要功能為過(guò)電壓保護(hù)，當(dāng)電子產(chǎn)品的電子回路出現(xiàn)異常過(guò)高電壓或者是靜電時(shí)，壓敏電阻會(huì)將過(guò)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(xiàn)性組件。其特性是當(dāng)電路超過(guò)一定電壓時(shí)，其阻值將瞬間極小

化。當(dāng)突波來(lái)臨時(shí)，將使突波電流從組件本身通過(guò)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(yùn)作。

由 于它能保護(hù)電子產(chǎn)品或組件免于受開(kāi)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(diǎn)。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(tīng)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(jī)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(gè)特點(diǎn)，當(dāng)受到光線(xiàn)照射后，它的電阻值會(huì)降低。因?yàn)楣庠?/span>

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(huì)提高材料的導(dǎo)電性，使它的電阻值下降。

近年來(lái)仿生的人型機(jī)械人發(fā)展迅速，日本已開(kāi)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(lái)機(jī)器人的皮膚將和人的皮膚一樣有感覺(jué)，如果

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