Προστασία από υπερένταση θερμίστορ PTC

Προστασία από υπερένταση PTC Thermistor

Επισκόπηση προϊόντων
Προστασία από υπερένταση Τα θερμίστορ PTC είναι προστατευτικά εξαρτήματα που προστατεύουν αυτόματα από μη φυσιολογικές θερμοκρασίες και ρεύματα, και είναι κοινώς γνωστά ως “επαναρυθμιζόμενες ασφάλειες” ή “10,000-ασφάλειες χρόνου.” Αντικαθιστούν τις παραδοσιακές ασφάλειες και χρησιμοποιούνται ευρέως για προστασία από υπερένταση και υπερθέρμανση σε κινητήρες, μετασχηματιστές, μεταγωγή τροφοδοτικών, ηλεκτρονικά κυκλώματα, και άλλες εφαρμογές. Προστασία από υπερένταση Τα θερμίστορ PTC μειώνουν το υπολειπόμενο ρεύμα περιορίζοντας τη διαρροή ισχύος σε ολόκληρο το κύκλωμα μέσω μιας ξαφνικής αλλαγής στην αντίσταση. Ενώ οι παραδοσιακές ασφάλειες δεν μπορούν να επαναρυθμιστούν αυτόματα μετά το χτύπημα ενός κυκλώματος, Προστασία υπερέντασης Τα θερμίστορ PTC επιστρέφουν στην κατάσταση προ-προστασίας μόλις αρθεί το σφάλμα. Εάν εμφανιστεί ξανά σφάλμα, μπορούν να επαναλάβουν τη λειτουργία προστασίας από υπερένταση και υπερθέρμανση.

Όταν επιλέγετε ένα θερμίστορ PTC προστασίας από υπερένταση ως στοιχείο προστασίας από υπερένταση και υπερθέρμανση, προσδιορίστε πρώτα το μέγιστο κανονικό ρεύμα λειτουργίας του κυκλώματος (το ρεύμα μη λειτουργίας του θερμίστορ PTC) και τη μέγιστη θερμοκρασία περιβάλλοντος στη θέση εγκατάστασης του θερμίστορ PTC (κατά την κανονική λειτουργία). Επόμενος, εξετάστε το ρεύμα προστασίας (Δηλαδή, το ρεύμα ενεργοποίησης του θερμίστορ προστασίας υπερέντασης PTC), τη μέγιστη τάση λειτουργίας, και την ονομαστική αντίσταση μηδενικής ισχύος. Θα πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη παράγοντες όπως οι διαστάσεις του εξαρτήματος. Το παρακάτω σχήμα δείχνει τη σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας λειτουργίας περιβάλλοντος, ρεύμα μη ενεργοποίησης, και ρεύμα ενεργοποίησης.

Θερμίστορ PTC για προστασία από υπερένταση

Δίσκος προστασίας από υπερένταση PTC Thermistor 0R30 24V 1.8A 120C αντικαθιστά τη Siemens

1000V PTC Thermistor MZ8, 100 200R 75 Πτυχία, 1KV, Προστασία υπερέντασης, Ανθεκτικό Κεραμικό

Αρχή Εφαρμογής
Όταν το κύκλωμα λειτουργεί κανονικά, το ρεύμα που διαρρέει το θερμίστορ PTC προστασίας υπερέντασης είναι μικρότερο από το ονομαστικό ρεύμα. Το θερμίστορ PTC διατηρεί χαμηλή αντίσταση και δεν επηρεάζει την κανονική λειτουργία του προστατευμένου κυκλώματος. Όταν παρουσιαστεί σφάλμα κυκλώματος και το ρεύμα υπερβαίνει σημαντικά το ονομαστικό ρεύμα, το θερμίστορ PTC θερμαίνεται ξαφνικά, υποθέτοντας μια κατάσταση υψηλής αντίστασης, τοποθετώντας το κύκλωμα σε μια σχετικά “μακριά από” κράτος και έτσι προστατεύοντάς το από φθορές. Μόλις λυθεί η βλάβη, το θερμίστορ PTC επιστρέφει αυτόματα σε κατάσταση χαμηλής αντίστασης, και το κύκλωμα συνεχίζει την κανονική λειτουργία.

Εικόνα 2 δείχνει τη χαρακτηριστική καμπύλη βολτ-αμπέρ και την καμπύλη φορτίου για το κύκλωμα κατά την κανονική λειτουργία. Από το σημείο Α στο σημείο Β, η τάση που εφαρμόζεται στο θερμίστορ PTC αυξάνεται σταδιακά, και το ρεύμα που το διαρρέει αυξάνεται επίσης γραμμικά, υποδεικνύοντας ότι η αντίσταση του θερμίστορ PTC παραμένει ουσιαστικά αμετάβλητη, παραμένοντας σε κατάσταση χαμηλής αντίστασης. Από το σημείο Β στο σημείο Ε, η τάση αυξάνεται σταδιακά, και η αντίσταση του θερμίστορ PTC αυξάνεται γρήγορα λόγω της παραγωγής θερμότητας. Το ρεύμα που ρέει μέσα από αυτό επίσης μειώνεται γρήγορα, υποδεικνύοντας ότι το θερμίστορ PTC έχει εισέλθει σε κατάσταση προστασίας. Εάν η κανονική καμπύλη φορτίου είναι κάτω από το σημείο Β, το θερμίστορ PTC δεν θα εισέλθει σε κατάσταση προστασίας.

Γενικά, Υπάρχουν τρεις τύποι προστασίας από υπερένταση και υπερθερμοκρασία:

1. Υπερένταση ρεύματος (Εικόνα 3): Το RL1 είναι η καμπύλη φορτίου κατά την κανονική λειτουργία. Όταν η αντίσταση φορτίου μειώνεται, όπως όταν βραχυκυκλώνεται μια γραμμή μετασχηματιστή, η καμπύλη φορτίου αλλάζει από RL1 σε RL2, υπέρβαση του σημείου Β, και το θερμίστορ PTC εισέρχεται σε κατάσταση προστασίας.

2. Υπερένταση τάσης (Εικόνα 4): Όταν η τάση τροφοδοσίας αυξάνεται, όπως όταν μια γραμμή ρεύματος 220V ανεβαίνει ξαφνικά στα 380V, η καμπύλη φορτίου αλλάζει από RL1 σε RL2, υπέρβαση του σημείου Β, και το θερμίστορ PTC εισέρχεται σε κατάσταση προστασίας.

3. Υπερθέρμανση (Εικόνα 5): Όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος ανεβαίνει πάνω από ένα ορισμένο όριο, η χαρακτηριστική καμπύλη βολτ-αμπέρ του θερμίστορ PTC αλλάζει από A-B-E σε A-B1-F. Όταν η καμπύλη φορτίου RL υπερβαίνει το σημείο Β1, το θερμίστορ PTC εισέρχεται σε λειτουργία προστασίας.

Διάγραμμα κυκλώματος προστασίας από υπερένταση

Παράμετροι μοντέλου

Θερμίστορ PTC γενικής χρήσης για προστασία από υπερένταση

Διάγραμμα κυκλώματος προστασίας από υπερένταση PTC

Οδηγός επιλογής για θερμίστορ PTC για προστασία από υπερένταση

Παράμετροι μοντέλου θερμίστορ προστασίας υπερέντασης PTC

1. Μέγιστη Τάση Λειτουργίας
Όταν ένα θερμίστορ PTC είναι συνδεδεμένο σε σειρά σε ένα κύκλωμα, μόνο ένα μικρό μέρος της τάσης παραμένει σε αυτό κατά την κανονική λειτουργία. Όταν το θερμίστορ PTC ενεργοποιείται και αποκτά κατάσταση υψηλής αντίστασης, πρέπει να αντέχει σχεδόν ολόκληρη την τάση τροφοδοσίας. Επομένως, όταν επιλέγετε ένα θερμίστορ PTC, βεβαιωθείτε ότι έχει μια αρκετά υψηλή μέγιστη τάση λειτουργίας, λαμβάνοντας επίσης υπόψη τις πιθανές διακυμάνσεις της τάσης του τροφοδοτικού.

2. Μη λειτουργικό ρεύμα και ρεύμα λειτουργίας
Για να εξασφαλίσετε αξιόπιστη εναλλαγή, το ρεύμα λειτουργίας πρέπει να είναι τουλάχιστον διπλάσιο από το ρεύμα μη λειτουργίας.
Επειδή η θερμοκρασία περιβάλλοντος επηρεάζει σημαντικά τόσο τα ρεύματα μη λειτουργίας όσο και τα ρεύματα λειτουργίας (δείτε το παρακάτω σχήμα), πρέπει να ληφθούν υπόψη τα χειρότερα σενάρια. Το ρεύμα μη λειτουργίας πρέπει να επιλέγεται στη μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία περιβάλλοντος, ενώ το ρεύμα λειτουργίας θα πρέπει να επιλέγεται σε χαμηλότερη θερμοκρασία περιβάλλοντος.

3. Μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα στη μέγιστη τάση λειτουργίας
Όταν απαιτείται θερμίστορ PTC για την εκτέλεση προστατευτικής λειτουργίας, ελέγξτε το κύκλωμα για συνθήκες που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ρεύματα που υπερβαίνουν τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή. Αυτό γενικά αναφέρεται σε καταστάσεις όπου υπάρχει κίνδυνος βραχυκυκλώματος. Το φύλλο δεδομένων καθορίζει τη μέγιστη τρέχουσα τιμή. Η υπέρβαση αυτής της τιμής μπορεί να προκαλέσει βλάβη ή πρόωρη βλάβη στο θερμίστορ PTC.

4. Θερμοκρασία εναλλαγής (Θερμοκρασία Κιουρί)
Προσφέρουμε εξαρτήματα προστασίας από υπερένταση με θερμοκρασίες Curie 80°C, 100°C, 120°C, και 140°C. Το ρεύμα μη λειτουργίας εξαρτάται από τη θερμοκρασία Curie και τη διάμετρο του τσιπ θερμίστορ PTC. Για μείωση του κόστους, πρέπει να επιλέγονται εξαρτήματα με υψηλές θερμοκρασίες Curie και μικρές διαστάσεις. Επί πλέον, θα πρέπει να εξεταστεί εάν η υψηλή θερμοκρασία επιφάνειας ενός τέτοιου θερμίστορ PTC μπορεί να προκαλέσει ανεπιθύμητες παρενέργειες στο κύκλωμα. Γενικά, η θερμοκρασία Curie θα πρέπει να υπερβαίνει τη μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας περιβάλλοντος κατά 20 έως 40°C.

5. Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις

Όταν εκτίθεται σε χημικές ουσίες ή όταν χρησιμοποιείτε ενώσεις ή πληρωτικά για γλάστρες, πρέπει να επιδεικνύεται εξαιρετική προσοχή. Αυτό μπορεί να μειώσει την αποτελεσματικότητα του θερμίστορ PTC λόγω της μείωσης του κεραμικού τιτανικού βαρίου. Οι αλλαγές στη θερμική αγωγιμότητα που προκαλούνται από τη γλάστρα μπορεί επίσης να οδηγήσουν σε τοπική υπερθέρμανση και ζημιά.

Παράρτημα: Παράδειγμα επιλογής θερμίστορ PTC για προστασία από υπερένταση μετασχηματιστή ισχύος

Ένας μετασχηματιστής ισχύος έχει κύρια τάση 220 V, δευτερεύουσα τάση 16V, και δευτερεύον ρεύμα 1,5Α. Κατά τη διάρκεια μιας δευτερεύουσας κατάστασης υπερέντασης, το πρωτεύον ρεύμα είναι περίπου 350 mA, και η προστασία θα πρέπει να ενεργοποιηθεί εντός 10 πρακτικά. Η θερμοκρασία λειτουργίας του μετασχηματιστή κυμαίνεται από -10°C έως 40°C, με αύξηση θερμοκρασίας από 15°C έως 20°C κατά την κανονική λειτουργία. Το θερμίστορ PTC είναι εγκατεστημένο κοντά στον μετασχηματιστή. Επιλέξτε ένα θερμίστορ PTC για κύρια προστασία.

1. Προσδιορίστε τη μέγιστη τάση λειτουργίας

Η τάση λειτουργίας του μετασχηματιστή είναι 220 V. Λαμβάνοντας υπόψη τις διακυμάνσεις του τροφοδοτικού, η μέγιστη τάση λειτουργίας πρέπει να είναι 220V x (1 + 20%) = 264 V.

Η μέγιστη τάση λειτουργίας του θερμίστορ PTC είναι 265 V.

2. Προσδιορίστε το μη λειτουργικό ρεύμα

Οι υπολογισμοί και οι μετρήσεις δείχνουν ότι το πρωτεύον ρεύμα του μετασχηματιστή είναι 125 mA κατά την κανονική λειτουργία. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η θερμοκρασία περιβάλλοντος στη θέση εγκατάστασης του θερμίστορ PTC μπορεί να φτάσει έως και 60°C, το ρεύμα μη λειτουργίας στους 60°C θα πρέπει να είναι 130-140 mA.

3. Προσδιορισμός του Λειτουργικού Ρεύματος

Λαμβάνοντας υπόψη ότι η θερμοκρασία περιβάλλοντος στη θέση εγκατάστασης του θερμίστορ PTC μπορεί να φτάσει έως και -10°C ή 25°C, το ρεύμα λειτουργίας πρέπει να είναι 340-350 mA στους -10°C ή 25°C, με χρόνο λειτουργίας περίπου 5 πρακτικά.

4. Προσδιορισμός της ονομαστικής αντίστασης μηδενικής ισχύος R25

Όταν ένα θερμίστορ PTC συνδέεται σε σειρά με το πρωτεύον, η παραγόμενη πτώση τάσης θα πρέπει να ελαχιστοποιηθεί. Η παραγωγή θερμότητας του ίδιου του θερμίστορ PTC θα πρέπει επίσης να ελαχιστοποιηθεί. Γενικά, η πτώση τάσης ενός θερμίστορ PTC πρέπει να είναι μικρότερη από 1% της συνολικής παροχής ρεύματος. Το R25 υπολογίζεται ως εξής:

220V × 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Προσδιορισμός του μέγιστου ρεύματος

Σύμφωνα με πραγματικές μετρήσεις, όταν το δευτερεύον του μετασχηματιστή είναι βραχυκυκλωμένο, το πρωτεύον ρεύμα μπορεί να φτάσει τα 500 mA. Λαμβάνοντας υπόψη το αυξημένο ρεύμα που ρέει μέσω του πρωτεύοντος πηνίου όταν συμβαίνει μερικό βραχυκύκλωμα, το μέγιστο ρεύμα του θερμίστορ PTC πρέπει να είναι πάνω από 1Α.

6. Προσδιορίστε τη θερμοκρασία και τις διαστάσεις Curie
Λαμβάνοντας υπόψη ότι η θερμοκρασία περιβάλλοντος στη θέση εγκατάστασης του θερμίστορ PTC μπορεί να φτάσει έως και 60°C, προσθέστε 40°C σε αυτήν την τιμή όταν επιλέγετε τη θερμοκρασία Κιουρί, με αποτέλεσμα θερμοκρασία Κιουρί 100°C. Ωστόσο, λαμβάνοντας υπόψη το κόστος και το γεγονός ότι το θερμίστορ PTC δεν είναι εγκατεστημένο εντός της περιέλιξης του μετασχηματιστή, Η υψηλότερη θερμοκρασία επιφανείας του δεν θα επηρεάσει αρνητικά τον μετασχηματιστή, ώστε να μπορεί να επιλεγεί θερμοκρασία Κιουρί 120°C. Αυτό επιτρέπει τη μείωση της διαμέτρου του θερμίστορ PTC, μείωση του κόστους.

7. Προσδιορίστε το μοντέλο θερμίστορ PTC
Με βάση τις παραπάνω απαιτήσεις, αφού συμβουλευτείτε το φύλλο προδιαγραφών της εταιρείας μας, επιλέξαμε το MZ11-10P15RH265. Ήτοι: μέγιστη τάση λειτουργίας 265V, ονομαστική αντίσταση μηδενικής ισχύος 15Ω ± 25%, ρεύμα μη λειτουργίας 140 α, ρεύμα λειτουργίας 350 α, μέγιστο ρεύμα 1,2Α, Θερμοκρασία Κιουρί 120°C, και μέγιστο μέγεθος ø11,0mm.

Λειτουργίες αποτυχίας PTC
Υπάρχουν δύο κύριοι δείκτες για τη μέτρηση της αξιοπιστίας των θερμίστορ PTC:

ΕΝΑ. Ικανότητα αντοχής τάσης: Η υπέρβαση της καθορισμένης τάσης μπορεί να προκαλέσει βραχυκύκλωμα και βλάβη ενός θερμίστορ PTC. Η εφαρμογή υψηλής τάσης εξαλείφει τα προϊόντα με ικανότητα αντοχής σε χαμηλή τάση, διασφαλίζοντας ότι τα θερμίστορ PTC είναι ασφαλή κάτω από τη μέγιστη τάση λειτουργίας (Vmax).
σι. Ικανότητα αντοχής σε ρεύμα: Η υπέρβαση του καθορισμένου ρεύματος ή του αριθμού κύκλων μεταγωγής μπορεί να προκαλέσει ένα θερμίστορ PTC να παρουσιάσει μια μη αναστρέψιμη κατάσταση υψηλής αντίστασης και να αποτύχει. Η κυκλική δοκιμή on-off δεν μπορεί να εξαλείψει πλήρως τις πρόωρες βλάβες.

Κάτω από καθορισμένες συνθήκες λειτουργίας, ένα θερμίστορ PTC παρουσιάζει μια κατάσταση υψηλής αντίστασης μετά από αστοχία. Μακροχρόνια εφαρμογή τάσης σε θερμίστορ PTC (γενικά μεγαλύτερη από 1000 ώρες) έχει ως αποτέλεσμα την ελάχιστη αύξηση της αντοχής του σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτή η αύξηση είναι πιο έντονη σε θερμαντικά στοιχεία PTC με θερμοκρασία Curie που υπερβαίνει τους 200°C. Εκτός από θερμαντικά στοιχεία PTC, Η κύρια αιτία της αστοχίας του PTC είναι η ρωγμή λόγω τάσης στο κέντρο του κεραμικού κατά την εναλλαγή. Κατά τη λειτουργία ενός θερμίστορ PTC, άνιση κατανομή της θερμοκρασίας, αντίσταση, ηλεκτρικό πεδίο, και η πυκνότητα ισχύος εντός του κεραμικού PTC οδηγούν σε υψηλή πίεση στο κέντρο, με αποτέλεσμα την αποκόλληση και το ράγισμα.