Termistor PTC de protecció contra sobreintensitat

Termistor PTC de protecció contra sobreintensitat

Visió general del producte
Protecció contra sobreintensitat Els termistors PTC són components de protecció que protegeixen automàticament contra corrents i temperatures anormals, i comunament es coneixen com “fusibles reiniciables” o “10,000-fusibles de temps.” Substitueixen els fusibles tradicionals i s'utilitzen àmpliament per a la protecció contra sobreintensitat i sobreescalfament en motors, transformadors, commutació de fonts d'alimentació, circuits electrònics, i altres aplicacions. Els termistors PTC de protecció contra sobreintensitat redueixen el corrent residual limitant la dissipació de potència a tot el circuit mitjançant un canvi sobtat de resistència.. Tot i que els fusibles tradicionals no es poden restablir automàticament després que un circuit esclati, protecció contra sobreintensitat Els termistors PTC tornen al seu estat de preprotecció un cop eliminada la falla. Si es torna a produir un error, poden reprendre la seva funció de protecció contra sobreintensitat i sobreescalfament.

Quan seleccioneu un termistor PTC de protecció contra sobreintensitat com a component de protecció contra sobreintensitat i sobreescalfament, primer determineu el corrent màxim de funcionament normal del circuit (el corrent no operatiu del termistor PTC) i la temperatura ambient màxima a la ubicació d'instal·lació del termistor PTC (durant el funcionament normal). A continuació, tenir en compte el corrent de protecció (és a dir., el corrent d'activació del termistor PTC de protecció contra sobreintensitat), la tensió màxima de funcionament, i la resistència nominal de potència zero. També s'han de tenir en compte factors com ara les dimensions del component. La figura següent mostra la relació entre la temperatura ambient de funcionament, corrent sense disparar, i corrent d'intervenció.

Termistor PTC per a protecció contra sobreintensitat

Disc de protecció contra sobreintensitat del termistor PTC 0R30 24V 1.8A 120C substitueix a Siemens

1000V termistor PTC MZ8, 100 200R 75 Graus, 1KV, Protecció contra sobreintensitat, Ceràmica duradora

Principi d'aplicació
Quan el circuit funciona amb normalitat, el corrent que circula pel termistor PTC de protecció contra sobreintensitat és inferior al corrent nominal. El termistor PTC manté una resistència baixa i no afecta el funcionament normal del circuit protegit. Quan es produeix una fallada del circuit i el corrent supera significativament el corrent nominal, el termistor PTC s'escalfa de sobte, assumint un estat d'alta resistència, situant el circuit en una relativa “apagat” estat i així protegir-lo dels danys. Un cop resolta la falla, el termistor PTC torna automàticament a un estat de baixa resistència, i el circuit reprèn el funcionament normal.

Figura 2 mostra la corba característica volt-ampere i la corba de càrrega del circuit durant el funcionament normal. Del punt A al punt B, la tensió aplicada al termistor PTC augmenta gradualment, i el corrent que hi circula també augmenta linealment, indicant que la resistència del termistor PTC es manté essencialment sense canvis, romanent en un estat de baixa resistència. Del punt B al punt E, la tensió augmenta gradualment, i la resistència del termistor PTC augmenta ràpidament a causa de la generació de calor. El corrent que hi circula també disminueix ràpidament, indicant que el termistor PTC ha entrat en el seu estat de protecció. Si la corba de càrrega normal està per sota del punt B, el termistor PTC no entrarà en el seu estat de protecció.

En general, hi ha tres tipus de protecció contra sobreintensitat i sobretemperatura:

1. Sobreintensitat de corrent (Figura 3): RL1 és la corba de càrrega durant el funcionament normal. Quan la resistència de càrrega disminueix, com quan una línia de transformador fa curtcircuits, la corba de càrrega canvia de RL1 a RL2, superant el punt B, i el termistor PTC entra en el seu estat de protecció.

2. Sobreintensitat de tensió (Figura 4): Quan augmenta la tensió d'alimentació, com quan una línia elèctrica de 220 V puja de sobte a 380 V, la corba de càrrega canvia de RL1 a RL2, superant el punt B, i el termistor PTC entra en el seu estat de protecció.

3. Sobreescalfar (Figura 5): Quan la temperatura ambient supera un cert límit, la corba característica volt-ampere del termistor PTC canvia de A-B-E a A-B1-F. Quan la corba de càrrega RL supera el punt B1, el termistor PTC entra en mode de protecció.

Diagrama del circuit de protecció contra sobreintensitat

Paràmetres del model

Termistor PTC d'ús general per a protecció contra sobreintensitat

Esquema del circuit de protecció contra sobreintensitat PTC

Guia de selecció de termistors PTC per a protecció contra sobreintensitat

Paràmetres del model del termistor de protecció contra sobreintensitat PTC

1. Tensió màxima de funcionament
Quan un termistor PTC està connectat en sèrie en un circuit, només una petita part de la tensió roman a través d'ell durant el funcionament normal. Quan el termistor PTC s'activa i assumeix un estat d'alta resistència, ha de suportar gairebé tota la tensió d'alimentació. Per tant, en seleccionar un termistor PTC, Assegureu-vos que té una tensió màxima de funcionament suficientment alta, tot tenint en compte les possibles fluctuacions de voltatge d'alimentació.

2. Corrent sense funcionament i corrent de funcionament
Per garantir una commutació fiable, el corrent de funcionament ha de ser almenys el doble del corrent de no operació.
Perquè la temperatura ambient afecta significativament tant els corrents de funcionament com els de no operació (vegeu la figura següent), s'han de considerar els pitjors escenaris. El corrent no operatiu s'ha de seleccionar a la temperatura ambient màxima permesa, mentre que el corrent de funcionament s'ha de seleccionar a una temperatura ambient més baixa.

3. Corrent màxima permesa a la tensió de funcionament màxima
Quan es requereix un termistor PTC per dur a terme una funció de protecció, comproveu el circuit per a condicions que puguin generar corrents superiors al valor màxim permès. Això generalment es refereix a situacions en què hi ha risc de curtcircuit. El full de dades especifica el valor màxim de corrent. Superar aquest valor pot danyar o fallar prematurament el termistor PTC.

4. Temperatura de commutació (Temperatura de Curie)
Oferim components de protecció contra sobreintensitat amb temperatures Curie de 80 °C, 100° C, 120° C, i 140 °C. El corrent no operatiu depèn de la temperatura de Curie i del diàmetre del xip del termistor PTC. Per reduir costos, s'han de seleccionar components amb altes temperatures de Curie i dimensions reduïdes. A més, s'ha de tenir en compte si l'alta temperatura superficial d'un termistor PTC pot causar efectes secundaris no desitjats al circuit.. En general, la temperatura de Curie ha de superar la temperatura ambient màxima de funcionament en 20 fins a 40 °C.

5. Impacte ambiental

Quan s'exposa a productes químics o quan s'utilitzen compostos o farcits per a tests, cal extremar la precaució. Això pot reduir l'eficàcia del termistor PTC a causa de la reducció de la ceràmica de titanat de bari. Els canvis en la conductivitat tèrmica causats per l'envasament també poden provocar un sobreescalfament i danys localitzats.

Apèndix: Exemple de selecció d'un termistor PTC per a la protecció contra sobreintensitat del transformador de potència

Un transformador de potència té una tensió primària de 220 V, una tensió secundària de 16 V, i un corrent secundari d'1,5 A. Durant una condició de sobreintensitat secundària, el corrent primari és d'aproximadament 350 mA, i la protecció s'ha d'activar dins 10 minuts. La temperatura de funcionament del transformador oscil·la entre -10 °C i 40 °C, amb un augment de temperatura de 15 °C a 20 °C durant el funcionament normal. El termistor PTC s'instal·la a prop del transformador. Seleccioneu un termistor PTC per a la protecció primària.

1. Determineu la tensió màxima de funcionament

La tensió de funcionament del transformador és de 220 V. Tenint en compte les fluctuacions de la font d'alimentació, la tensió de funcionament màxima ha de ser de 220 V x (1 + 20%) = 264 V.

La tensió màxima de funcionament del termistor PTC és de 265 V.

2. Determineu el corrent no operatiu

Els càlculs i les mesures mostren que el corrent primari del transformador és de 125 mA durant el funcionament normal. Tenint en compte que la temperatura ambient a la ubicació d'instal·lació del termistor PTC pot arribar fins als 60 °C, el corrent no operatiu a 60 ° C hauria de ser de 130-140 mA.

3. Determinació del corrent de funcionament

Tenint en compte que la temperatura ambient a la ubicació d'instal·lació del termistor PTC pot arribar fins a -10 °C o 25 °C, el corrent de funcionament ha de ser de 340-350 mA a -10 °C o 25 °C, amb un temps de funcionament aproximadament 5 minuts.

4. Determinació de la resistència nominal de potència zero R25

Quan un termistor PTC està connectat en sèrie amb el primari, la caiguda de tensió generada s'ha de minimitzar. La pròpia generació de calor del termistor PTC també s'hauria de minimitzar. En general, la caiguda de tensió d'un termistor PTC hauria de ser inferior a 1% de l'alimentació total. R25 es calcula de la següent manera:

220V × 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Determinació del corrent màxim

Segons mesures reals, quan el secundari del transformador està en curtcircuit, el corrent primari pot arribar als 500 mA. Tenint en compte l'augment del corrent que circula per la bobina primària quan es produeix un curtcircuit parcial, el corrent màxim del termistor PTC hauria de ser superior a 1A.

6. Determineu la temperatura i les dimensions de Curie
Tenint en compte que la temperatura ambient a la ubicació d'instal·lació del termistor PTC pot arribar fins als 60 °C, afegiu 40 °C a aquest valor quan seleccioneu la temperatura de Curie, resultant en una temperatura de Curie de 100 °C. No obstant això, tenint en compte el cost i el fet que el termistor PTC no està instal·lat dins del bobinatge del transformador, la seva temperatura superficial més alta no afectarà negativament el transformador, així que es pot seleccionar una temperatura de Curie de 120 °C. Això permet reduir el diàmetre del termistor PTC, reduint costos.

7. Determineu el model del termistor PTC
En funció dels requisits anteriors, després de consultar el full d'especificacions de la nostra empresa, hem seleccionat el MZ11-10P15RH265. És a dir: tensió màxima de funcionament 265V, resistència nominal de potència zero 15Ω ± 25%, corrent sense funcionament 140 mA, corrent de funcionament 350 mA, corrent màxima 1,2 A, Temperatura Curie 120°C, i mida màxima ø11,0 mm.

Modes de fallada PTC
Hi ha dos indicadors principals per mesurar la fiabilitat dels termistors PTC:

Una. Capacitat de suport de voltatge: Superar la tensió especificada pot provocar un curtcircuit i un trencament d'un termistor PTC. L'aplicació d'una alta tensió elimina els productes amb capacitat de resistència a baixa tensió, assegurant que els termistors PTC estiguin segurs per sota de la tensió de funcionament màxima (Vmàx).
B. Capacitat de suport de corrent: Superar el corrent especificat o el nombre de cicles de commutació pot provocar que un termistor PTC mostri un estat d'alta resistència irreversible i falli.. Les proves cícliques d'encesa i apagat no poden eliminar completament les fallades prematures.

En condicions de funcionament especificades, un termistor PTC presenta un estat d'alta resistència després d'una fallada. Aplicació de tensió a llarg termini a un termistor PTC (generalment més gran que 1000 hores) provoca un augment mínim de la seva resistència a temperatura ambient. Aquest augment és més pronunciat en els elements de calefacció PTC amb una temperatura de Curie superior a 200 °C. A més d'elements de calefacció PTC, la causa principal de la fallada del PTC és l'esquerda de tensió al centre de la ceràmica durant la commutació. Durant el funcionament d'un termistor PTC, distribucions desiguals de la temperatura, resistivitat, camp elèctric, i la densitat de potència dins de la ceràmica PTC condueixen a una gran tensió al centre, resultant en delaminació i esquerdament.