3D打印機(jī)電源、工控設(shè)備電源等開關(guān)電源三個(gè)保護(hù)的選型技巧

3D打印機(jī)電源、工控設(shè)備電源等開關(guān)電源選擇適當(dāng)?shù)碾娐繁Ｗo(hù)器件是實(shí)現(xiàn)高效、可靠的電路保護(hù)設(shè)計(jì)之關(guān)鍵的第一步，那么，如何合理選擇電路保護(hù)器件?不同的保護(hù)器件其保護(hù)原理也各有不同，選擇的時(shí)候應(yīng)結(jié)合其保護(hù)原理、工作條件和使用環(huán)境來考慮。

為了幫助工程師正確選擇3D打印機(jī)電源、工控設(shè)備電源等開關(guān)電源電路保護(hù)器件，合理應(yīng)用電路保護(hù)器件設(shè)計(jì)高效的電路保護(hù)解決方案，本文將主要介紹。

3D打印機(jī)電源、工控設(shè)備電源等開關(guān)電源的電路保護(hù)主要有三種形式：過壓保護(hù)、過流保護(hù)和過溫保護(hù)。

3D打印機(jī)電源、工控設(shè)備電源等開關(guān)電源的過壓保護(hù)器件的選型要點(diǎn)
過壓保護(hù)器件(OVP)用于保護(hù)后續(xù)電路免受甩負(fù)載或瞬間高壓的破壞，常用的過壓保護(hù)器件有壓敏電阻、瞬態(tài)電壓抑制器、靜電抑制器和放電管等。過壓保護(hù)器件選型應(yīng)注意以下四個(gè)要點(diǎn)：1)關(guān)斷電壓Vrwm的選擇。一般關(guān)斷電壓至少要比線路最高工作電壓高10%
2)箝位電壓VC的選擇。VC是指在ESD沖擊狀態(tài)時(shí)通過TVS的電壓，它必須小于被保護(hù)電路的能承受的最大瞬態(tài)電壓
3)浪涌功率Pppm的選擇。不同功率，保護(hù)的時(shí)間不同，如600w(10/1000us);300W(8/20us)
4)極間電容的選擇。被保護(hù)元器件的工作頻率越高，要求TVS的電容要越小

3D打印機(jī)電源、工控設(shè)備電源等開關(guān)電源的過流保護(hù)器件的選型
過流保護(hù)器件主要有一次性熔斷器、自恢復(fù)熔斷器、熔斷電阻和斷路器等，其中，最重要的過流保護(hù)器件是熔斷器，也叫保險(xiǎn)絲。它一般串聯(lián)在電路中，要求其電阻要小(功耗小)，當(dāng)電路正常工作時(shí)，它只相當(dāng)于一根導(dǎo)線，能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的導(dǎo)通電路;由于電源或外部干擾而發(fā)生電流波動(dòng)時(shí)，也應(yīng)能承受一定范圍的過載;只有當(dāng)電路中出現(xiàn)較大的過載電流(故障或短路)時(shí)，熔斷器才會(huì)動(dòng)作，通過斷開電流來保護(hù)電路的安全，以避免產(chǎn)品燒毀的危險(xiǎn)。

在熔斷器分?jǐn)嚯娐返倪^程中，由于電路電壓的存在，在熔體斷開的瞬間會(huì)發(fā)生電弧，高質(zhì)量的熔斷器應(yīng)該盡量避免這種飛弧;在分?jǐn)嚯娐泛?，熔斷器?yīng)能耐受加在兩端的電路電壓。熔斷器受脈沖損傷會(huì)逐步降低承受脈沖的能力，選用時(shí)需要考慮必要的安全余量;這個(gè)安全余量是指熔斷器的總?cè)蹟?動(dòng)作)時(shí)間，它是預(yù)飛弧時(shí)間和飛弧時(shí)間之和。所以在選擇的時(shí)候需要留意它的熔斷特性和額定電流這個(gè)基本條件;另外安裝時(shí)要考慮熔斷器周邊的環(huán)境，熔斷器只有達(dá)到本身的熔化熱能值的時(shí)候才會(huì)熔斷，如果是在環(huán)境較冷的狀況下，它的熔斷時(shí)間會(huì)變化，這是使用時(shí)必須留意的。

總的來說，保險(xiǎn)絲的選型應(yīng)注意以下十個(gè)要素：
額定電流;額定電壓;環(huán)境溫度;電壓降 / 冷電阻;熔斷特性: 過載能力，時(shí)間 / 電流特性;
分?jǐn)嗄芰?　熔化熱能值;　耐久性(壽命);結(jié)構(gòu)特征： 外形 / 尺寸，安裝形式;安全認(rèn)證 

3D打印機(jī)電源、工控設(shè)備電源等開關(guān)電源的過溫保護(hù)器件的選型
過溫保護(hù)器件主要有熱敏電阻、溫度開關(guān)和溫度熔斷器等。在電源設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用NTC熱敏電阻型浪涌抑制器作過溫保護(hù)，因?yàn)槠湟种评擞侩娏鞯哪芰εc普通電阻相當(dāng)，但在電阻上的功耗則可降低幾十到上百倍。

NTC熱敏電阻，即負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，其特性是電阻值隨著溫度的升高而呈非線性的下降。NTC熱敏電阻的選型要考慮以下幾個(gè)要點(diǎn)：
1)最大額定電壓和濾波電容值
濾波電容的大小決定了應(yīng)該選用多大尺寸的NTC。對(duì)于某個(gè)尺寸的NTC熱敏電阻來說，允許接入的濾波電容的大小是有嚴(yán)格要求的，這個(gè)值也與最大額定電壓有關(guān)。在電源應(yīng)用中，開機(jī)浪涌是因?yàn)殡娙莩潆姰a(chǎn)生的，因此通常用給定電壓值下的允許接入的電容量來評(píng)估NTC熱敏電阻承受浪涌電流的能力。簡(jiǎn)單來說，就是輸入電壓越大，允許接入的最大電容值就越小，反之亦然。NTC熱敏電阻產(chǎn)品的規(guī)范一般定義了在220Vac下允許接入的最大電容值。

2)3D打印機(jī)電源、工控設(shè)備電源等開關(guān)電源允許的最大啟動(dòng)電流值和長(zhǎng)期加載在NTC熱敏電阻上的工作電流；允許的最大啟動(dòng)電流值決定了NTC熱敏電阻的阻值。產(chǎn)品正常工作時(shí)，長(zhǎng)期加載在NTC熱敏電阻上的電流應(yīng)不大于規(guī)格書規(guī)定的電流。