自恢复保险丝+二极管：让设备电源更安全可靠的保护方案

自恢复保险丝+二极管：让设备电源更安全可靠的保护方案

引用

CSDN

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来源

1.

https://blog.csdn.net/qq_34181877/article/details/123931861

2.

https://blog.csdn.net/qlexcel/article/details/51202017

3.

https://wenku.csdn.net/doc/5q7h3ff6zh

4.

https://www.oneyac.com/news/detail/6588.html

5.

https://www.lutefuse.com/1315.html

6.

https://www.socay.com/english/portal/article/index/id/217/cid/15.html

7.

https://www.monolithicpower.cn/cn/learning/resources/designing-a-reverse-polarity-protection-circuit-part-i

8.

https://www.desn.com.cn/news/show-1721521.html

9.

https://www.rsonline.cn/web/content/discovery/ideas-and-advice/resettable-fuses-guide

在电子设备设计中，电源反接是一个常见的问题，可能导致设备损坏甚至引发安全事故。据统计，超过30%的电源故障是由极性接反引起的[1]。为了应对这一挑战，工程师们开发了多种电源保护方案，其中自恢复保险丝与二极管的组合方案因其独特的优势而备受青睐。

工作原理与优势

自恢复保险丝，也称为PPTC（Polymeric Positive Temperature Coefficient）器件，是一种可复位的过流保护元件。当电流超过设定值时，其电阻会急剧上升，限制电流通过；当故障排除后，它又能自动恢复到低阻态，无需人工更换。这种特性使其在电路保护中具有独特优势。

当自恢复保险丝与二极管组合使用时，可以实现双重保护功能：

1. 反接保护：在正常工作状态下，二极管处于反向截止状态，不会影响电路工作。当电源极性接反时，二极管导通，形成短路路径。此时，自恢复保险丝因过流而熔断，切断电路，防止设备受损。

2. 过流保护：即使在正确极性下，如果电路出现短路或其他异常导致电流过大，自恢复保险丝也能迅速响应，保护电路免受损害。

这种组合方案具有以下优势：

• 自恢复特性：无需人工更换保险丝，提高了系统的可靠性和易用性。
• 适应性强：通过选择不同规格的自恢复保险丝和二极管，可以满足各种电压和电流需求。
• 成本效益：相比PMOS等方案，这种组合成本更低，易于实施。

实际应用场景

电源模块中的应用

在基于LM2596的电源模块设计中，自恢复保险丝被广泛采用。例如，某多功能电源模块采用三路LM2596和一路ASM1117的组合，每路电源都配备了自恢复保险丝和电源指示灯[6]。这种设计不仅提供了稳定的电压输出，还确保了电路在异常情况下的安全。

汽车电子中的应用

在汽车电子系统中，自恢复保险丝常与TVS（Transient Voltage Suppression）二极管配合使用，以应对各种严苛的工作环境。这种组合可以有效防止由以下情况造成的损坏：

• 负载电流过大
• 转换器故障
• 发动机启动时的瞬变电压
• 电池极性接反

与稳压模块的配合使用

在实际应用中，自恢复保险丝通常与稳压模块（如LM2596）配合使用，以实现全面的电源管理。这种组合方案具有以下特点：

1. 稳压与保护兼顾：LM2596提供稳定的电压输出，而自恢复保险丝则负责过流保护，两者相辅相成。
2. 系统可靠性提升：自恢复保险丝的自动复位功能避免了传统保险丝需要更换的问题，提高了系统的连续运行能力。
3. 应用灵活性：通过调整LM2596的输出电压和选择合适的保险丝规格，可以满足不同设备的需求。

结语

自恢复保险丝与二极管的组合方案为电子设备提供了简单而有效的电源保护。它不仅能够防止电源反接造成的损坏，还能在过流情况下自动保护电路，无需人工干预。这种方案在成本、可靠性和易用性之间取得了良好的平衡，特别适合应用于各种便携式设备、汽车电子和工业控制系统中。随着电子设备的普及和复杂性增加，这种保护方案的重要性将日益凸显。