中心議題：
- 利用2Pro器件保護(hù)電話和VoIP設(shè)備
- 利用PolyZen器件防止由充電端口引起的系統(tǒng)故障
- 利用PESD器件保護(hù)機頂盒和便攜式設(shè)備的高速端口
解決方案：
- 新的2Pro器件集成過流和過壓保護(hù)技術(shù)，用于保護(hù)電話通訊設(shè)備，防止損壞
- 采用PolyZen器件，保護(hù)直流電源端口
- 采用低電容ESD保護(hù)，保證數(shù)據(jù)完整性
電子行業(yè)對更小型、更可靠電路保護(hù)器件的不懈追求，持續(xù)推動著產(chǎn)品的小型化發(fā)展趨勢。電路保護(hù)器件制造商必須為OEM客戶提供越來越小的保護(hù)器件，但是很明顯，它們所要達(dá)到的目標(biāo)不僅僅是縮小尺寸。真正的挑戰(zhàn)在于：縮小元器件尺寸不能以犧牲電氣特性為代價。先進(jìn)的材料研究和技術(shù)一直是開發(fā)新器件的關(guān)鍵所在，新器件不僅要達(dá)到現(xiàn)有的性能水平，而且要使用更小型、更可靠、更方便的封裝。
在設(shè)計方面，另一個重要的挑戰(zhàn)是需要協(xié)同電路保護(hù)。由于人們常常把過流保護(hù)和過壓保護(hù)看成是設(shè)計過程中兩個互不相關(guān)的部分，因此最終的保護(hù)策略常常會選用成本偏高的多構(gòu)件解決方案，而且會忽視不同保護(hù)器件之間的協(xié)同作用。協(xié)調(diào)使用這些器件，或者把過流和過壓保護(hù)功能整合在單一器件上，能夠有效減少元件數(shù)量，如果使用得當(dāng)，還可以從更多方面改善性能，并提高系統(tǒng)可靠性。
下面舉三個例子，說明泰科電子在電路保護(hù)材料和技術(shù)方面的創(chuàng)新如何幫助設(shè)計工程師節(jié)省寶貴的電路板空間，并滿足不斷發(fā)展的安全和性能標(biāo)準(zhǔn)要求。
利用2Pro器件保護(hù)電話和VoIP設(shè)備
新的2Pro器件集成了過流和過壓保護(hù)技術(shù)，可以用于保護(hù)電話通訊設(shè)備，防止損壞。該器件占位面積小，擁有可復(fù)位和協(xié)同保護(hù)的功能，可用于多種電話和VoIP設(shè)備，如無繩電話、VoIP網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器、機頂盒、安全系統(tǒng)、主配線架(MDF)模塊、模擬線路卡和綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)線路卡。
2Pro器件符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，它把PolySwitch PPTC過流保護(hù)技術(shù)和金屬氧化物壓敏變阻器(MOV)集成在一起，構(gòu)成一個過熱保護(hù)器件，在出現(xiàn)過流現(xiàn)象時抑制電流，在發(fā)生過壓現(xiàn)象時對電壓進(jìn)行箝位。這種單器件做法，有助于減少元件數(shù)量、提高設(shè)備的可靠性。圖1說明了在不接地和接地兩種電路保護(hù)方案中如何使用2Pro器件。
2Pro器件能夠幫助設(shè)備制造商達(dá)到UL 60950標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且在經(jīng)受特定的雷擊測試后設(shè)備仍然能夠正常工作。它還可以幫助設(shè)備滿足TIA-968-A、IEC 60950和 ITU-T K.20/K.21標(biāo)準(zhǔn)下的浪涌測試要求。這款UL 497A列出的保護(hù)器件還有助于提供ESD保護(hù)功能、增強網(wǎng)絡(luò)可靠性，并且降低維修成本，提高用戶對客戶端設(shè)備的滿意程度。
F1: 在不接地和接地兩種電路保護(hù)方案中如何使用2Pro器件
圖1a. 2Pro器件用于不接地系統(tǒng)。 圖1b. 2Pro器件用于接地系統(tǒng)。
利用PolyZen器件防止由充電端口引起的系統(tǒng)故障
便攜式和臺式電子設(shè)備的小型化趨勢在持續(xù)發(fā)展，在正常運行和/或充電時，它們必須使用外接電源。然而，由于外接電源和通用電源隨處可見，這就迫使設(shè)計工程師加入額外的保護(hù)措施，防止使用非正常充電系統(tǒng)所帶來的不可預(yù)知的破壞，事實上這正是引起設(shè)備返回保修的主要原因。此外，解決方案本身必須適應(yīng)不斷變小的便攜式電子封裝也增加了問題的復(fù)雜度。
泰科的PolyZen器件針對利用桶形插口作為電源輸入端的便攜式電子產(chǎn)品和系統(tǒng)，提供直流電源端口保護(hù)。PolyZen器件是聚合物保護(hù)的精密齊納二極管微型集成模塊，它包含一個電阻很小的精密齊納二極管，與一個PPTC“熱開關(guān)”進(jìn)行熱耦合。
在工作時，長期的過電壓或反偏壓情況將導(dǎo)致PPTC元件在二極管溫度開始上升的時候有所“動作(trip)”。這樣的動作使得PPTC“熱開關(guān)”從低電阻狀態(tài)變?yōu)楦唠娮锠顟B(tài)，從而通過產(chǎn)生一系列的電壓下降來保護(hù)下游電路。同時，通過限制電流，它可以防止齊納二極管由于熱失控而造成的損壞。
簡而言之，PolyZen器件利用像齊納二極管這樣起保護(hù)作用的元件實現(xiàn)了協(xié)同保護(hù)，而且在無需任何除正常PCB走線外的特殊散熱裝置情況下，能夠承受很高的功率故障。利用PolyZen可以保護(hù)敏感的電子設(shè)備，避免由感應(yīng)電壓尖峰、電壓瞬變、使用不正確電源和反偏壓造成的損壞。PolyZen器件的封裝尺寸只有4毫米，卻能處理100W量級的功率(取決于器件)，能夠承受大電流浪涌和故障電流，特別適合便攜式電子產(chǎn)品和其他小功率直流設(shè)備使用。
F2：帶PESD器件的典型HDMI電路示意圖(基于HDMI規(guī)范1.2)
利用PESD器件保護(hù)機頂盒和便攜式設(shè)備的高速端口
在USB 2.0、IEEE1394、DVI和HDMI等高速數(shù)據(jù)率下，傳統(tǒng)保護(hù)器件中的寄生阻抗會使信號產(chǎn)生畸變，使信號的質(zhì)量下降。在這種情況下，低電容ESD保護(hù)對保證數(shù)據(jù)完整性而言非常重要。
圖2是一個典型的HDMI電路保護(hù)設(shè)計，其中使用了瑞侃電路保護(hù)部門的PESD器件。這些保護(hù)器件將ESD旁路，不讓它進(jìn)入容易因靜電放電而損壞的電路，而且與傳統(tǒng)的多層變阻器(MLV)或瞬變電壓抑制二極管(TVS管)相比，它的電容極小。
在傳輸線脈沖(TLP)測試和IEC61000-4-2測試中，它們的性能優(yōu)于其他同類元件，尤其是在經(jīng)受多次靜電放電(高達(dá)1,000次)情況下。PESD的觸發(fā)電壓和箝位電壓都很低，這也有助于保護(hù)敏感的電子元件。
