PTC Termistor nadproudová ochrana

Nadproudová ochrana PTC termistor

Přehled produktu
Nadproudová ochrana Termistory PTC jsou ochranné komponenty, které automaticky chrání před abnormálními teplotami a proudy, a jsou běžně známé jako “resetovatelné pojistky” nebo “10,000-časové pojistky.” Nahrazují tradiční pojistky a jsou široce používány pro ochranu motorů nad proudem a přehřátím, transformátory, spínané zdroje, elektronické obvody, a další aplikace. Nadproudová ochrana PTC termistory snižují zbytkový proud omezením ztrátového výkonu v celém obvodu náhlou změnou odporu. Zatímco tradiční pojistky se nemohou automaticky resetovat po přepálení obvodu, nadproudová ochrana PTC termistory se po odstranění poruchy vrátí do stavu předběžné ochrany. Pokud se závada znovu objeví, mohou obnovit svou funkci ochrany proti nadproudu a přehřátí.

Při výběru nadproudové ochrany PTC termistor jako součást ochrany proti nadproudu a přehřátí, nejprve určete maximální normální provozní proud obvodu (neprovozní proud termistoru PTC) a maximální okolní teplotu v místě instalace termistoru PTC (při běžném provozu). Další, zvažte ochranný proud (TJ., vybavovací proud nadproudového ochranného PTC termistoru), maximální provozní napětí, a jmenovitý odpor při nulovém výkonu. Je třeba vzít v úvahu také faktory, jako jsou rozměry součásti. Následující obrázek ukazuje vztah mezi okolní provozní teplotou, nevypínací proud, a vypínací proud.

PTC termistor pro nadproudovou ochranu

PTC termistorový nadproudový ochranný disk 0R30 24V 1,8A 120C nahrazuje Siemens

1000V PTC termistor MZ8, 100 200R 75 stupně, 1KV, Ochrana nadměrného proudu, Odolná keramika

Princip aplikace
Když obvod funguje normálně, proud protékající termistorem PTC nadproudové ochrany je menší než jmenovitý proud. Termistor PTC udržuje nízký odpor a neovlivňuje normální provoz chráněného obvodu. Když dojde k poruše obvodu a proud výrazně překročí jmenovitý proud, termistor PTC se náhle zahřeje, za předpokladu vysoce odolného stavu, umístění obvodu v relativně “vypnuto” stavu a tím jej chrání před poškozením. Jakmile je závada vyřešena, termistor PTC se automaticky vrátí do stavu nízkého odporu, a obvod obnoví normální provoz.

Postava 2 ukazuje voltampérovou charakteristiku a křivku zátěže pro obvod během normálního provozu. Z bodu A do bodu B, napětí aplikované na termistor PTC se postupně zvyšuje, a proud jím protékající se také lineárně zvyšuje, což znamená, že odpor PTC termistoru zůstává v podstatě nezměněn, zůstávající ve stavu nízkého odporu. Z bodu B do bodu E, napětí se postupně zvyšuje, a odpor PTC termistoru se rychle zvyšuje v důsledku vytváření tepla. Proud, který jím prochází, také rychle klesá, indikující, že termistor PTC vstoupil do stavu ochrany. Pokud je normální křivka zatížení pod bodem B, termistor PTC nepřejde do stavu ochrany.

Obvykle, existují tři typy nadproudové a přehřáté ochrany:

1. Proudový nadproud (Postava 3): RL1 je křivka zatížení během normálního provozu. Když odpor zátěže klesá, jako když dojde ke zkratu vedení transformátoru, křivka zatížení se změní z RL1 na RL2, přesahující bod B, a termistor PTC přejde do stavu ochrany.

2. Napěťový nadproud (Postava 4): Když se zvýší napájecí napětí, jako když vedení 220V náhle stoupne na 380V, křivka zatížení se změní z RL1 na RL2, přesahující bod B, a termistor PTC přejde do stavu ochrany.

3. Přehřát (Postava 5): Když okolní teplota stoupne nad určitou mez, voltampérová charakteristika termistoru PTC se mění z A-B-E na A-B1-F. Když zatěžovací křivka RL překročí bod B1, termistor PTC přejde do ochranného režimu.

Schéma obvodu nadproudové ochrany

Parametry modelu

Univerzální PTC termistor pro nadproudovou ochranu

Schéma obvodu nadproudové ochrany PTC

Průvodce výběrem termistorů PTC pro nadproudovou ochranu

Modelové parametry nadproudového ochranného termistoru PTC

1. Maximální provozní napětí
Když je PTC termistor zapojen do série v obvodu, při normálním provozu na něm zůstává pouze malá část napětí. Když se termistor PTC aktivuje a převezme stav vysokého odporu, musí vydržet téměř celé napájecí napětí. Proto, při výběru PTC termistoru, ujistěte se, že má dostatečně vysoké maximální provozní napětí, při zohlednění potenciálních kolísání napájecího napětí.

2. Neprovozní proud a provozní proud
Pro zajištění spolehlivého spínání, vypínací proud musí být alespoň dvojnásobkem nevypínacího proudu.
Protože okolní teplota výrazně ovlivňuje jak neprovozní, tak provozní proudy (viz obrázek níže), je třeba zvážit nejhorší možné scénáře. Neprovozní proud by měl být zvolen při maximální povolené okolní teplotě, zatímco vypínací proud by měl být zvolen při nižší okolní teplotě.

3. Maximální přípustný proud při maximálním provozním napětí
Když je k provedení ochranné funkce vyžadován PTC termistor, zkontrolujte, zda v obvodu nejsou podmínky, které by mohly generovat proudy překračující maximální přípustnou hodnotu. To se obecně týká situací, kdy existuje riziko zkratu. V datovém listu je uvedena maximální hodnota proudu. Překročení této hodnoty může poškodit nebo předčasně selhat PTC termistor.

4. Spínací teplota (Curieova teplota)
Nabízíme komponenty nadproudové ochrany s Curieovými teplotami 80°C, 100° C., 120° C., a 140 °C. Neprovozní proud závisí na Curieově teplotě a průměru čipu PTC termistoru. Snížit náklady, měly by být vybrány komponenty s vysokými Curieho teplotami a malými rozměry. Navíc, je třeba zvážit, zda vysoká povrchová teplota takového PTC termistoru může způsobit nežádoucí vedlejší účinky v obvodu. Obvykle, Curieova teplota by měla překročit maximální okolní provozní teplotu o 20 na 40 °C.

5. Vliv na životní prostředí

Při vystavení chemikáliím nebo při použití zalévacích směsí nebo plniv, je třeba dbát mimořádné opatrnosti. To může snížit účinnost PTC termistoru v důsledku redukce keramiky s titaničitanem barnatým. Změny tepelné vodivosti způsobené zaléváním mohou také vést k místnímu přehřátí a poškození.

Dodatek: Příklad výběru PTC termistoru pro nadproudovou ochranu výkonového transformátoru

Výkonový transformátor má primární napětí 220V, sekundární napětí 16V, a sekundární proud 1,5A. Během sekundárního nadproudu, primární proud je přibližně 350 mA, a ochrana by měla být aktivována uvnitř 10 zápis. Provozní teplota transformátoru se pohybuje od -10°C do 40°C, s nárůstem teploty o 15°C až 20°C při běžném provozu. PTC termistor je instalován v blízkosti transformátoru. Vyberte prosím termistor PTC pro primární ochranu.

1. Určete maximální provozní napětí

Provozní napětí transformátoru je 220V. S ohledem na kolísání napájení, maximální provozní napětí by mělo být 220V x (1 + 20%) = 264V.

Maximální provozní napětí PTC termistoru je 265V.

2. Určete neprovozní proud

Výpočty a měření ukazují, že primární proud transformátoru je při běžném provozu 125mA. Vzhledem k tomu, že okolní teplota v místě instalace termistoru PTC může dosáhnout až 60 °C, neprovozní proud při 60°C by měl být 130-140mA.

3. Stanovení provozního proudu

Vzhledem k tomu, že okolní teplota v místě instalace termistoru PTC může dosáhnout až -10 °C nebo 25 °C, provozní proud by měl být 340-350 mA při -10 °C nebo 25 °C, s provozní dobou přibližně 5 zápis.

4. Určení jmenovitého odporu R25 s nulovým výkonem

Když je PTC termistor zapojen do série s primárním, generovaný pokles napětí by měl být minimalizován. Vlastní tvorba tepla termistoru PTC by měla být také minimalizována. Obvykle, úbytek napětí termistoru PTC by měl být menší než 1% z celkového napájení. R25 se vypočítá následovně:

220V × 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Stanovení maximálního proudu

Podle skutečných měření, když dojde ke zkratování sekundáru transformátoru, primární proud může dosáhnout 500 mA. S ohledem na zvýšený proud protékající primární cívkou při částečném zkratu, maximální proud PTC termistoru by měl být nad 1A.

6. Určete Curieho teplotu a rozměry
Vzhledem k tomu, že okolní teplota v místě instalace termistoru PTC může dosáhnout až 60 °C, při volbě Curieho teploty přidejte k této hodnotě 40 °C, což má za následek Curieho teplotu 100 °C. Však, s ohledem na cenu a skutečnost, že termistor PTC není instalován ve vinutí transformátoru, jeho vyšší povrchová teplota nebude mít nepříznivý vliv na transformátor, takže lze zvolit Curieho teplotu 120°C. To umožňuje zmenšit průměr PTC termistoru, snížení nákladů.

7. Určete model PTC termistoru
Na základě výše uvedených požadavků, po konzultaci se specifikacemi naší společnosti, vybrali jsme MZ11-10P15RH265. To je: maximální provozní napětí 265V, jmenovitý odpor při nulovém výkonu 15Ω ± 25%, neprovozní proud 140 Ma, provozní proud 350 Ma, maximální proud 1,2A, Curieova teplota 120°C, a maximální velikost ø11,0 mm.

Režimy selhání PTC
Existují dva hlavní indikátory pro měření spolehlivosti PTC termistorů:

A. Odolná kapacita napětí: Překročení specifikovaného napětí může způsobit zkrat a poruchu termistoru PTC. Použití vysokého napětí eliminuje produkty s nízkonapěťovou odolností, zajistit, aby PTC termistory byly bezpečně pod maximálním provozním napětím (Vmax).
B. Aktuální výdržná kapacita: Překročení specifikovaného proudu nebo počtu spínacích cyklů může způsobit, že termistor PTC vykáže nevratný stav vysokého odporu a selže.. Cyklické on-off testování nemůže zcela eliminovat předčasná selhání.

Za stanovených provozních podmínek, termistor PTC vykazuje po selhání stav vysokého odporu. Dlouhodobá aplikace napětí na termistor PTC (obecně větší než 1000 Hodiny) má za následek minimální zvýšení jeho odporu při pokojové teplotě. Toto zvýšení je výraznější u topných těles PTC s Curieovou teplotou přesahující 200 °C. Kromě PTC topných těles, primární příčinou selhání PTC je praskání napětím ve středu keramiky během přepínání. Během provozu PTC termistoru, nerovnoměrné rozložení teplot, odpor, elektrické pole, a hustota výkonu v PTC keramice vedou k vysokému napětí ve středu, což má za následek delaminaci a praskání.