电路保护用于几乎所有的电气或电子设备, 不仅保护设备, 而且保护人、企业和声誉。这些器件有针对性地保护敏感电子免受过流、过压、静电放电、浪涌和其它破坏性的故障所导致的失效。如何优先考虑和选择合适的电路保护器件尤为关键。

    电路保护元器件应用领域广泛，只要有电的地方就有安装电路保护元器件的必要，如各类家用电器、家庭视听及数码产品、个人护理等消费类电子产品、计算机及其周边、手机及其周边、照明、医疗电子、汽车电子、电力、工业设备等，涵盖人们生产生活的方方面面。电路保护主要有两种形式：过压保护和过流保护。选择适当的电路保护器件是实现高效、可靠电路保护设计的关键，涉及到电路保护器件的选型，我们就必须要知道各电路保护器件的作用。在选择电路保护器件的时候我们要知道保护电路不应干扰受保护电路的正常行为，此外，其还必须防止任何电压瞬态造成整个系统的重复性或非重复性的不稳定行为。

    作为一名电子工程师，对于电路不说必须要非常精通，但至少能够看得懂电路，知道电路保护器件的作用，在客户提出防护需求时，及时给出有效且具有实施性的整改意见。以下是工程师合力整理的一些电路保护器件的基础作用总结，希望对大家能够有所帮助。

凡是通电的产品都会受到不同程度的损坏，雷击浪涌、瞬态浪涌、过电压、过电流以及电路内部的静电放电等。随着电子产品集成度的提高，处理器速度、开关速率和接口速率的不断提升，ESD防护、防雷、浪涌保护、EMI/EMC等电路保护与电磁兼容技术在电子系统中的重要性日益凸显，过流、过压保护器件选择和应用、传导电磁干扰和辐射电磁干扰如何消除，EMC测试环境和解决方法等问题都成为工程师在设计过程中的难点和挑战。电路保护是电路设计的基础学科，是最容易出现问题的部分，同时也是容易被忽略的问题。 ESD防护、防雷设计、过流保护等难题几乎困扰着每一位电路设计工程师。

历年来，硕凯电子为多家客户提供过防护方案及各类电路保护器件，诸如防雷器件、过压器件、过流器件以及防静电等电路保护器件，在此做一个小盘点，将工程师最关注的七大电路保护器件分享给大家。

市场中常见的防雷器件有以下几种：陶瓷气体放电管、 半导体放电管和强效放电管（玻璃放电管），至于如何选择这三款防雷器件呢，就要根据实际产品应用的防护等级、工作电压、工作电流以及功率和其他的参数值来确定。

1、陶瓷气体放电管：

防雷器件中应用最广泛的是陶瓷气体放电管，之所以说陶瓷气体放电管是应用最广泛的防雷器件，是因为无论是直流电源的防雷还是各种信号的防雷，陶瓷气体放电管都能起到很好的防护作用。其最大的特点是通流量大，级间电容小，绝缘电阻高，击穿电压可选范围大。

硕凯SOCAY陶瓷气体放电管多用在通信产品、防雷器、特殊电源、通讯线路、通讯配线架、保安单元、安防产品等产品中起到防雷保护作用。

2、半导体放电管：

半导体放电管是一种过压保护器件，是利用晶闸管原理制成的，依靠PN结的击穿电流触发器件导通放电，可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流。其击穿电压的范围，构成了过压保护的范围。固体放电管使用时可直接跨接在被保护电路两端。具有精确导通、快速响应（响应时间ns级）、浪涌吸收能力较强、双向对称、可靠性高等特点。

硕凯SOCAY半导体放电管多用于调制解调器、传真机、PBX系统、电话、POS系统、模拟和数字卡等。由于其浪涌通流能力较同尺寸的TVS管强，可在无源电路中代替TVS管使用。

3、玻璃放电管：

玻璃放电管（强效放电管）是20世纪末新推出的防雷器件，它兼有陶瓷气体放电管和半导体过压保护器的优点：绝缘电阻高（≥10^8Ω）、极间电容小（ ≤0.8pF）、放电电流较大（最大达3 kA）、双向对称性、反应速度快（不存在冲击击穿的滞后现象）、性能稳定可靠、导通后电压较低，此外还有直流击穿电压高（最高达5000V）、体积小、寿命长等优点。其缺点是直流击穿电压分散性较大（±20%）。

硕凯SOCAY玻璃放电管主要应用于有线电视，铁路通信，安防等设备中，以防止设备受过压冲击和雷电闪击而损坏。主要用于防止浪涌电流或者过电压对设备造成损坏。

过压器件：

过压保护器件多用于保护后续电路免受甩负载或瞬间高压的破坏，常用的过压保护器件有压敏电阻、瞬态抑制二极管、ESD放电二极管和陶瓷放电管、玻璃放电管以及半导体放电管等防雷器件，防雷器件在上面已经有介绍过，接下来就主要介绍常用的过压器件压敏电阻、贴片压敏电阻和瞬态抑制二极管，其中贴片压敏电阻是贴片式的压敏电阻就不再另外做介绍。

4、压敏电阻：

压敏电阻也是一种用得最多的限压器件。利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。压敏电阻的响应时间为ns级，比空气放电管快，比TVS管稍慢一些，一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。压敏电阻的结电容一般在几百到几千pF的数量级范围，很多情况下不宜直接应用在高频信号线路的保护中，应用在交流电路的保护中时，因为其结电容较大会增加漏电流，在设计防护电路时需要充分考虑。压敏电阻的通流容量较大，但比气体放电管小。

压敏电阻分为插件压敏电阻和贴片压敏电阻，插件压敏电阻主要用在交/直流电源电路及各类低频信号、控制电路板及相关的防雷模块上做浪涌保护。

贴片压敏电阻由于其体积小，越来越广泛应用于一些手持设备和小型化的电子设备。用于保护元件和电路，防止在电源供应、控制和信号线产生的ESD。贴片压敏电阻的应用根据电容值可分为低电容应用和正常电容应用：

1、低电容产品应用，如HDMI/DVI/USB高速信号线，IEEE 1394端口等。

2、正常电容产品应用，如在主板上的I/O端口（RS232，USB，PS2，VGA，音频）和笔记本电脑，机顶盒，MP3播放器，DVD播放器，以及对接系统等。

5、瞬态抑制二极管：

    瞬态抑制器TVS管广泛应用于半导体及敏感器件的保护，通常用于二级保护。基本都会是用于在陶瓷气体放电管之后的二级保护，也有用户直接将其用于产品的一级保护。其特点为反应速度快(为 ps 级) ，体积小 ，脉冲功率较大 ，钳位电压低等。其 10/1000μs波脉冲功率从400W ～30KW，脉冲峰值电流从 0.52A～544A ；击穿电压有从6.8V～550V的系列值，便于各种不同电压的电路使用。

    TVS广泛应用于半导体及敏感器件的保护，通常用于二级电源和信号电路的保护，以及防静电等。目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表（电度表）、RS232/422/423/485、 I/O、LAN、ISDN 、 ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。

过流器件：

很多电子设备都有个额定电流，不允许超过额定电流，不然会烧坏设备。所以有些设备就做了电流保护模块。自恢复保险丝由于具有自动恢复的特性因此成为众多工程师电流保护模块的首选过流保护器件。

6、自恢复保险丝：

自恢复保险丝PPTC就是一种过流电子保护元件，采用高分子有机聚合物在高压、高温，硫化反应的条件下，搀加导电粒子材料后，经过特殊的工艺加工而成。自恢复保险丝（PPTC： 高分子自恢复保险丝）是一种正温度系数聚合物热敏电阻，作过流保护用，可代替电流保险丝。电路正常工作时它的阻值很小（压降很小），当电路出现过流使它温度升高时，阻值急剧增大几个数量级，使电路中的电流减小到安全值以下，从而使后面的电路得到保护，过流消失后自动恢复为低阻值。

PPTC元件广泛应用于计算机及其外部设备、移动电话、电池组、远程通讯和网络装备、变压器、工业控制设备、汽车及其它电子产品中，起到过电流或过温保护作用。

静电元件：

静电放电肉眼不容易看见，但是它对电器的隐性伤害却是不容忽视的，静电的积累以及随后放电的问题是不可控制的，关键在于如何防护。抑制ESD的办法就是给它提供一条理想的泄放通道，将ESD的电流泄放掉，这个理想的泄放通道就是所用的瞬态电压抑制二极管和ESD静电二极管。

7、ESD静电二极管：

    ESD静电二极管是一种过压、防静电保护元件，是为高速数据传输应用的I/O端口保护设计的器件。 ESD静电放电二极管是用来避免电子设备中的敏感电路受到ESD(静电放电)的影响。可提供非常低的电容，具有优异的传输线脉冲（TLP）测试，以及IEC6100-4-2测试能力。

静电保护元件被广泛应用于HDMI接口、便携式视频设备、LCD等离子电视、USB2.0和USB3.0接口、GPS系统、便携设备（PDA、DSC、蓝牙）、打印机接口、卫星接收器、DVI、天线等进而改善对敏感电子元件的保护。