保护组件知多少

在我们的日常生活中许多电器及电子产品都使用了保险丝或保护组件，作用是保护产品及避免造成危险。因为产品对消费者

造成危险时，制造商很可能被追讨巨额赔 偿，更要付出高昂的回收成本。保护组件主要功能是保护电子产品的回路、主要组

件及IC等，当电流或电压出现不正常状况时，能够自动终断供电或自动将过高电 压降至安全值，以防止产品的零件受到损坏

及火警发生，概念有点类似保险丝的功能。 过电流保护(热敏电阻)

保护组件以功能可区分为过电流保护(热敏电阻)及过电压保护(压敏电阻)。虽然性质不同，但它们的功用都是保护电子产品的零

件。

热 敏电阻(Thermistor，Thermal Resistor的缩写)很类似保险丝，主要功能都是提供断电功能，但分别在于，保险丝在电流过大

而断电后，即无法恢复通电功能，需要更换新的保险丝；热 敏电阻因电流异常而断电后，若电流及温度再次回复正常，即会自动

恢复通电功能，不必更换零件。可重复使用及自动回复通电功能，体积细小亦是过电流保护组件 优点。但保险丝也有可取之处，

低成本和高低电压产品皆适用是其优点。

热敏电阻是一种电阻值对温度极为敏感的半导体组件，它可分为正温度系数(PTC, Positive Temperature Coefficient)热敏电阻及

负温度系数(NTC, Negative Temperature Coefficient)热敏电阻两种。

PTC热敏电阻的特性是当电流或环境温度升高时，其电阻值会上升，从而限制异常电流通过。PTC热敏电阻依其所使用原料可分为陶瓷正温度系数(Ceramic PTC)热

敏电阻及高分子正温度系数(Polymeric PTC)热敏电阻两类。

图 2 CPTC 热敏电阻	图 3 PPTC热敏电阻

( 图 2 ) CPTC热敏电阻是由钛酸钡、二氧化钛等材料添加少量稀土元素经高温烧结制成，这种组件于某段广泛温度范围会维持稳定的低电阻值，直至温度高于材料的

居里温度(Curie Temperature)时，其阻值会大幅增加。

( 图 3 ) PPTC热敏电阻主要是由聚乙稀(Polyethylene)及具导电性的碳黑微粒所制成。当有过大电流流过该器件时，它会因发热而膨胀；其膨胀将使碳微 粒分散开，

令其阻抗增加。这使器件更快地发热并膨胀得更大，进一步增加了阻抗，使电路中的电流明显地减少。当电源和故障解除后，它将收缩到其原来的形状， 并返回低阻

抗水平。

虽然PPTC热敏电阻与CPTC热敏电阻都是可重复使用的过电流保护组件，但PPTC 器件就较细小且有更低的阻抗，对故障事件的反应时间亦比CPTC的快得多。

过电压保护(压敏电阻)

压敏电阻(Varistor)主要功能为过电压保护，当电子产品的电子回路出现异常过高电压或者是静电时，压敏电阻会将过高的电

压降低至安全标准值，以防止主要的组件及IC损坏。

压敏电阻主要由氧化锌、氧化铋等金属氧化物烧结而成的非线性组件。其特性是当电路超过一定电压时，其阻值将瞬间极小

化。当突波来临时，将使突波电流从组件本身通过并接地，避免其他组件受突波侵害，并有效减少噪声干扰，使电器能正常

运作。

由 于它能保护电子产品或组件免于受开关或雷击诱发所产生之突波的影响，加上体积小，反应速度快的优点。因此压敏电阻

被广泛应用于手提电子器材、量度设备、操 控设备，家庭电子用品、视听器材及其它电子设备。电子产品使用上它亦较热敏

电阻多，例如一支手机约使用一颗热敏电阻，但压敏电阻可能用上8至40颗。

温度传感器

光 敏电阻器(Light Dependent Resistor)主要由硫化镉(CdS)或硒化镉(CdSe)等材料制成，这些材料有一个特点，当受到光线照射后，它的电阻值会降低。因为光源

能够使材 料里的电子脱离原子成为自由电子，而自由电子的增加，会提高材料的导电性，使它的电阻值下降。

近年来仿生的人型机械人发展迅速，日本已开发出表面密布传感器的人造电子皮肤，能感知外在物体的压力。不久将来机器人的皮肤将和人的皮肤一样有感觉，如果

在机械人的指尖上覆盖这种人造电子皮肤，机械人就可以和人一样有很灵敏的触觉。若将压力传感器换成温度传感器，那么机械人就能感知温度的变化。