单片机中的电路保险技术

云端之上 2020-11-20 ⋅ 14 阅读

单片机是嵌入式系统中常用的一种计算机芯片,它集成了处理器、内存、IO接口等多个功能单元,可用于控制各种设备。在单片机开发过程中,电路保险技术是十分重要的一环,能够保护电路免受过电流、过电压、电磁干扰等问题的影响,提高电路的稳定性和可靠性。

过电流保护技术

过电流是指在电路中电流超出设定范围的情况,可能导致电路元件烧毁、系统故障等问题。为了保护单片机和其他电路元件,常使用保险电阻、熔断器等过电流保护技术。

  1. 保险电阻(Polymeric Positive Temperature Coefficient Resistor,PPTC)是一种带有“O”形温度响应特性曲线的保护元件。在正常工作状态下,保险电阻的电阻值很低,能够保持电路正常工作;而在过电流发生时,由于Joule加热效应,保险电阻的温度上升,电阻值迅速增加,从而限制电流通过,起到保护电路的作用。

  2. 熔断器(Fuse)是一种具有熔断能力的保护元件,通过在电流过大时引起热效应,使内部熔断体熔断,从而切断电流。熔断器通常由金属丝或铜箔制成,并安装在电路中,起到短路保护和过电流保护的作用。

过电压保护技术

过电压是指在电路中电压超出设定范围的情况,可能对电路元件产生损坏,导致系统不稳定甚至故障。为了保护单片机和其他电路元件,常使用恢复保险二极管、过压保护芯片等过电压保护技术。

  1. 恢复保险二极管(Transient Voltage Suppressor,TVS)是一种具有快速响应速度的保护二极管。当电路中出现过电压时,TVS会接受过电流并将其分流到过电压地,从而将过电压降低到安全水平,保护其他电路元件不受损害。

  2. 过压保护芯片(Overvoltage Protection Integrated Circuit,OVP IC)是一种整合了过压保护功能的集成电路。它能够实时监测电路中的电压,并在电压超出设定范围时,通过自动切断电源或其他方式来保护电路。

电磁干扰保护技术

电磁干扰是指外部电磁场对电路产生的干扰信号,可能导致电路数据错乱、信号失真等问题。为了提高单片机系统的抗干扰能力,常使用滤波电容、屏蔽罩等电磁干扰保护技术。

  1. 滤波电容(Decoupling Capacitor)是一种通过储存电荷来稳定电压并滤除高频噪声的元件。在单片机电源线路中,适当选择合适的滤波电容并合理布局,能够有效滤除来自电源线路的高频噪声干扰。

  2. 屏蔽罩(Shielding)是一种用于屏蔽电磁波的保护措施。通过在电路板上布置金属屏蔽罩,可将外部电磁波引导至地面,避免对电子元器件的干扰。

以上仅是单片机中电路保险技术的一部分,实际应用中还有许多其他保护电路技术,如反向保护二极管、过温保护电路等。在单片机的开发过程中,了解和应用这些保护技术,能够提高电路的可靠性和稳定性,保护设备免受外部干扰和意外伤害。

本文为makedown格式,编写于2021年12月。


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