无人机电路保护

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无人机电路保护

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1. 电池电路过流保护

    无人机电池实现过电流和过温保护的保护元件种类繁多，包括具有精确过温保护的双金属片混合PTC元件、Poly Switch PPTC元件、低电阻SMD PTC元件和表面装贴熔丝。

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   小巧的POLY-FUSE LoRho表面装贴可重置PTC元件(图2)非常适合保护锂离子和聚合物锂电池组的电路模组，以超低内部电阻、低压降以及功率耗散，提供快速过电流和过温度保护。透过自动重置功能，这些PTC元件可为过电流保护提供取代一次性熔丝的低维护替代方案。由于採用安装在电路板上的表面装贴封装方式，这些元件可安装在板上的电子保护模组中，从而简化了组装过程。

                                                      

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  虽然熔丝和PTC都是过电流保护元件，但PTC可以自动重置;而传统熔丝必须在跳闸后更换。熔丝将完全阻断电流(关键应用中可能必须这样做)，但在大多数类似的过电流事件后，PTC仍然允许设备作业(极端情况除外)。

2. GPS电路静电保护

   静电放电(ESD)是全球定位系统(GPS)、接收器天线以及各种I/O埠等多种无人机子系统的一大隐患。

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   电路设计人员可为天线使用各种ESD保护方案，包括ESD抑制器和TVS二极管。PULSE-GUARD ESD抑制器(图3)使用高分子聚合物复合材料抑制快速上升的ESD瞬变(符合国际标准IEC 61000-4-2)，而几乎不至于增加电路的电容。这可用于补强积体电路的芯片上保护，最适合用于低电容对确保资料讯号完整性具有重要意义的低压、高速应用。

                                                      

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TVS瞬态电压抑制器（图4）是专为保护电子电路免于受到瞬变和过压威胁(如EFT和ESD而设计的。TVS二极管通常著眼于其反应时间快(低钳位电压)、较低的电容与漏电电流而选用的硅雪崩元件。它们在单向(单极)或双向(双极)二极体电路结构中都能使用。选择TVS二极体时要考虑的重要参数包括反向关断电压(VR)、峰值脉衝电流(IPP)和最大钳位电压(VC max)。

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3. I/O电路静电保护

                                                                                                

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由于无人机的I/O控制电路布线较长，静电容易通过布线耦合到电路破坏控制芯片。I/O电路应用静电保护元器件，可以从低速和高速电路分类。低速电路可以应用TVS静电抑制器（图4），高速电路可以应用高分子聚合物ESD保护器件（图3）。

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4. 马达驱动电路过流保护

    马达驱动电路是无人机最大损耗电流电路，也是无人机最重要电路之一。马达属于机械部件，非正常原因堵转会造成驱动电路电流过大，从而容易损坏驱动芯片。应用PTC自恢复保险丝，可以多次重复使用，避免电路损坏风险。

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