PolySwitchTM元件的主要参数:在未过流时,其电阻值很小(不同的额定电压下阻值不同,一般为零点几Ω到几Ω);在过流发生时,其电阻值可达mΩ,电流极小接近“断开”,且断开时间(time-to-trip)更短。
该元件的封装尺寸小;电流为0.05~3A;电压为6~60V;常态时阻值小;通过UL、CSA及T哣论证。
该元件应用范围极广,主要为计算机、便携式电子产品、多媒体、游戏机、移动电话,同时也适用于汽车、工业控制及电池等。
图6 用PolySwitchTM元件实现过流保护
PolySwitchTM元件在便携式电子产品适配器(外接电源)中的过流保护如图6所示。图中结构用了两个PolySwitchTM器件,可防止短路时损坏适配器。
图7 用PolySwitchTM元件对充电器进行保护
充电器是便携式电子产品中是必要的附件,图7是充电器中PolySwitchTM元件的应用。图7中的虚线框内是电池组,PolySwitchTM元件在其中作充、放电过流保护。
MLV、PESD及其应用电路
MLV、PESD都是过压保护元器,它们除用过压保护外,也是静电放电(ESD)保护元件。在插拔便携式产品的各种插头时,各端口很容易受到静电放电的损坏,因此插拔端口都需要加ESD保护元器件。
在传输信号的端口上增加ESD保护元器可以防止静电放电的损害,但由于ESD保护元器自身有一定的电容,在高速信号传输过程中,会造成信号的衰减及失真。所以,高速数据传输端口的ESD保护元器件的正确选择十分重要。
MLV的电容量较大(40~220pF),主要用于直流及数据传输率较低的端口。但MLV中的“E”系列,其电容量较小,仅3~12pF,可以适用于较高的数据传输速率的端口作ESD保护。
PESD是专门为高数据传输率端口作ESD保护所开发的保护元件。由于它的电容量极低(0.25pF),所以能满足IEEE1394及HDMI1.3的要求,在高速数据传输时满足了信号传输质量。因此在高清电视、LCD等离子电视、笔记本电脑和手机等产品中都采用PESD作ESD保护元件。
图8 PESD的抑制特性曲线
ESD的主要特性:泄露电流要小,响应时间要短(<1ns),相位电压要低,电容量要小。
PESD有俩种型号:PESD0603-240及PESD0402-140,其电气特性如表1所示,其抑制特性曲线如图8所示。
ESD元件最重要的参数是电容量。一般MLV的电容量是40~220pf,E系列的电容量是3~12pf;而PESD的电容量仅为0.25pf。
图9 2.25GHz下的ESD保护元件眼图
图10 3.4GHz下的PESD眼图
图11 显示端口保护电路
不同工作频率及要求ESD保护元件的电容量关系如表2所示。常用的ESD保护元件比较如表3所示。
采用硅ESD保护元件在2.25GHz时的眼图如图9所示,而采用PESD元件在3.4GHz时的眼图如图10所示,这两图的比较说明了PESD的优良性能。
图11是一种典型的显示端口保护电路。2.7GHz的高频信号线采用8个PESD保护元件,辅助通道工作频率为1MHz,采用5个MLV保护元件;在低压直流电源中则采用了PolySwitchTM元件作过流保护。这样的设计既满足电路能耗要求,并且降低了成本。
图12 USB2.0接口保护电路
图13 IEEE1394接口保护电路
图12及图13分别是USB2.0接口电路的保护电路设计及IEEE1394接口电路的保护电路设计。