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电脑常用保护元件简介

高工
2007-09-17 16:15:55    评分

 
电脑中有众多的娇贵的电子器件,如果不采取保护措施,电脑的可靠性就会很差。更为可怕的是,当某个器件烧毁时,如果没有保护元件的限制,故障范围便可能扩大,由“一点故障”发展为“一线故障”或“一片故障”,最终导致电脑整体报废。

为此,CPU、DIMM和显卡供电等大电流供电回路中都串接了供电保护器件,在键盘接口、鼠标接口、串口,并口和USB接口的供电回路中往往也有保护器件。这些保护器件并不为大家所注意,它们却在默默地工作,保护着我们的电脑。

根据不同电路和不同保护功能,主板上使用了多种类型的保护器件。常用的有如下几种:

1.保险电阻

保险电阻的形状与电阻相似(事实上,有些就是阻值很小的电阻),符号为一般为Fuse或Fx。一旦发生过流的情况,保险电阻会立即熔断。保险电阻一旦熔断,需要更换才能修复主板,所以早已被具有自恢复能力的器件取代了。


保险电阻

2. 热敏电阻

电脑可能会受到来自交流电源的浪涌电流和尖峰脉冲的影响,造成电路工作不正常,严重时会导致内部器件的损坏。因此,通常串联在稳压电源的交流一侧串联一只热敏电阻,以削除开机瞬间的电流冲击。

 


热敏电阻

作为一种自愈性器件,它一方面可以减少了停机时间,另一方面也减少了维修成本,因此在各种电子设备的稳压电源中获得广泛应用。

3.Beta电感

Beta电感是一种具有自恢复能力的器件,特别适用于热插拔电路的保护。在进行热插拔操作瞬间可能产生很高的电压,对IC器件构成威胁。在供电回路中串入Beta电感,就可以有效地抑制热插拔瞬态高压,大大降低了热插拔的危险性。

beta电感

Beta电感是一种很特殊的元件,当温度超过极限温度时,它会在极短的时间内呈断开状态;温度下降到合理范围,它又会自动接通。主板上使用的beta电感通常是绿色或黄色贴片元件,其体积比贴片电阻和贴片电容都要大一些。

4.磁珠限流器

磁珠(bead)是电感与电阻串联而成。虽然磁珠的电路符号与电感相同,但其计量单位却与电阻相同。电感是储能组件,而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路,而磁珠多用于信号回路。磁珠中流过高频电流时,能量会在其中以热量形式散发,因此起到衰减作用。

左侧为环形磁珠,右侧为电感

最新的主板通常使用多层贴片磁珠(Multilayer Chip beads),用以抑制和吸收电磁干扰和射频干扰。此外,它也能有效地抑制瞬间大电流,从而保护芯片不被损坏。


贴片式磁珠

需要说明的是,目前应用在主板上的磁珠主要以贴片封装为主,其形状与贴片电容非常相似,所以仅从形状上不太容易辨认出来。

5.瞬态电压抑制器

对于高速的USB和IEEE 1394热插拔接口,因为引脚较少,通常接入TVS和MLV等新型保护器件。


USB接口中的TVS器件

TVS(Transient Voltage Suppresser,瞬态电压抑制器)能够迅速地将故障电流释放到接地端,而且其漏电流和结电容都很低,响应时间也很短(1ns左右),是高速数据通路中理想的选择,广泛用于电脑主板及各种USB设备的ESD防护。


SOT-23封装的TVS,看起来像是表面封装的三极管

TVS器件内通常含有若干个TVS二极管、具有多路保护作用的微型贴片元件,常见的封装形式有SOT-23、SC-70以及倒装芯片SFC05-4等。




关键词: 电脑     常用     保护     元件     简介     器件     电阻     电感         

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