Protección contra sobrecorriente termistor PTC

Termistor PTC de protección contra sobrecorriente

Descripción general del producto
Protección contra sobrecorriente Los termistores PTC son componentes protectores que protegen automáticamente contra temperaturas y corrientes anormales, y se conocen comúnmente como “fusibles reiniciables” o “10,000-fusibles de tiempo.” Reemplazan los fusibles tradicionales y son ampliamente utilizados para la protección contra sobrecorriente y sobrecalentamiento en motores, transformadores, fuentes de alimentación conmutadas, circuitos electrónicos, y otras aplicaciones. Los termistores PTC de protección contra sobrecorriente reducen la corriente residual al limitar la disipación de energía en todo el circuito a través de un cambio repentino en la resistencia.. Si bien los fusibles tradicionales no pueden restablecerse automáticamente después de que se funde un circuito, Los termistores PTC de protección contra sobrecorriente vuelven a su estado de preprotección una vez que se elimina la falla.. Si vuelve a ocurrir una falla, Pueden reanudar su función de protección contra sobrecorriente y sobrecalentamiento..

Al seleccionar un termistor PTC de protección contra sobrecorriente como componente de protección contra sobrecorriente y sobrecalentamiento, Primero determine la corriente máxima de funcionamiento normal del circuito. (la corriente no operativa del termistor PTC) and the maximum ambient temperature at the PTC thermistor’s installation location (during normal operation). Próximo, consider the protection current (es decir., the tripping current of the overcurrent protection PTC thermistor), the maximum operating voltage, and the rated zero-power resistance. Factors such as the component’s dimensions should also be considered. The following figure shows the relationship between ambient operating temperature, non-tripping current, and tripping current.

Termistor PTC para protección contra sobrecorriente

Disco de protección contra sobrecorriente del termistor PTC 0R30 24V 1.8A 120C Reemplaza Siemens

1000Termistor PTC MZ8, 100 200R 75 Grados, 1kV, Protección contra sobrecorriente, Cerámica duradera

Application Principle
When the circuit is operating normally, the current flowing through the overcurrent protection PTC thermistor is less than the rated current. The PTC thermistor maintains a low resistance and does not affect the normal operation of the protected circuit. When a circuit fault occurs and the current significantly exceeds the rated current, el termistor PTC se calienta repentinamente, asumiendo un estado de alta resistencia, colocar el circuito en una posición relativamente “apagado” estado y así protegerlo de daños. Una vez resuelta la avería, el termistor PTC vuelve automáticamente a un estado de baja resistencia, y el circuito reanuda su funcionamiento normal.

Cifra 2 muestra la curva característica de voltios-amperios y la curva de carga del circuito durante el funcionamiento normal. Del punto A al punto B, El voltaje aplicado al termistor PTC aumenta gradualmente., y la corriente que fluye a través de él también aumenta linealmente, indicando que la resistencia del termistor PTC permanece esencialmente sin cambios, permanecer en un estado de baja resistencia. Del punto B al punto E, el voltaje aumenta gradualmente, y la resistencia del termistor PTC aumenta rápidamente debido a la generación de calor.. La corriente que fluye a través de él también disminuye rápidamente., indicando que el termistor PTC ha entrado en su estado de protección. Si la curva de carga normal está por debajo del punto B, el termistor PTC no entrará en su estado de protección.

Generalmente, Hay tres tipos de protección contra sobrecorriente y sobretemperatura.:

1. sobrecorriente actual (Cifra 3): RL1 es la curva de carga durante el funcionamiento normal.. Cuando la resistencia de la carga disminuye, como cuando la línea de un transformador sufre un cortocircuito, la curva de carga cambia de RL1 a RL2, superando el punto B, y el termistor PTC entra en su estado de protección.

2. Sobrecorriente de voltaje (Cifra 4): Cuando el voltaje de la fuente de alimentación aumenta, como cuando una línea eléctrica de 220 V de repente se eleva a 380 V, la curva de carga cambia de RL1 a RL2, superando el punto B, y el termistor PTC entra en su estado de protección.

3. Sobrecalentar (Cifra 5): Cuando la temperatura ambiente supera un cierto límite, La curva característica de voltios-amperios del termistor PTC cambia de A-B-E a A-B1-F.. Cuando la curva de carga RL excede el punto B1, el termistor PTC entra en modo de protección.

Diagrama del circuito de protección contra sobrecorriente

Parámetros del modelo

Termistor PTC de uso general para protección contra sobrecorriente

Diagrama del circuito de protección contra sobrecorriente PTC

Guía de selección de termistores PTC para protección contra sobrecorriente

Parámetros del modelo del termistor de protección contra sobrecorriente PTC

1. Voltaje máximo de funcionamiento
Cuando un termistor PTC se conecta en serie en un circuito, sólo una pequeña porción del voltaje permanece a través de él durante el funcionamiento normal. Cuando el termistor PTC se activa y asume un estado de alta resistencia, debe soportar casi toda la tensión de alimentación. Por lo tanto, al seleccionar un termistor PTC, asegúrese de que tenga una tensión máxima de funcionamiento suficientemente alta, teniendo en cuenta también las posibles fluctuaciones del voltaje de la fuente de alimentación.

2. Corriente no operativa y corriente de funcionamiento
Para garantizar una conmutación fiable, La corriente de funcionamiento debe ser al menos el doble de la corriente de no funcionamiento..
Debido a que la temperatura ambiente afecta significativamente tanto a las corrientes de operación como de no funcionamiento. (ver la figura a continuación), Se deben considerar los peores escenarios.. La corriente no operativa debe seleccionarse a la temperatura ambiente máxima permitida., mientras que la corriente de operación debe seleccionarse a una temperatura ambiente más baja.

3. Corriente máxima permitida a voltaje de funcionamiento máximo
Cuando se requiere un termistor PTC para realizar una función protectora, Verifique el circuito para detectar condiciones que puedan generar corrientes que excedan el valor máximo permitido.. Esto generalmente se refiere a situaciones en las que existe riesgo de cortocircuito.. La hoja de datos especifica el valor máximo actual.. Exceder este valor puede dañar o fallar prematuramente el termistor PTC..

4. Temperatura de conmutación (Curie Temperatura)
Ofrecemos componentes de protección contra sobrecorriente con temperaturas Curie de 80°C., 100°C, 120°C, y 140°C. La corriente no operativa depende de la temperatura de Curie y del diámetro del chip del termistor PTC.. Para reducir costos, Se deben seleccionar componentes con altas temperaturas de Curie y dimensiones pequeñas.. Además, Se debe considerar si la alta temperatura de la superficie de dicho termistor PTC puede causar efectos secundarios indeseables en el circuito.. Generalmente, La temperatura Curie debe exceder la temperatura ambiente máxima de funcionamiento en 20 a 40°C.

5. Impacto ambiental

Cuando se expone a productos químicos o cuando se utilizan compuestos o rellenos para macetas, se debe extremar la precaución. Esto puede reducir la eficacia del termistor PTC debido a la reducción de la cerámica de titanato de bario.. Los cambios en la conductividad térmica causados ​​por el encapsulado también pueden provocar daños y sobrecalentamiento localizados..

Apéndice: Ejemplo de selección de un termistor PTC para protección contra sobrecorriente de transformador de potencia

Un transformador de potencia tiene un voltaje primario de 220V., un voltaje secundario de 16V, y una corriente secundaria de 1,5A. Durante una condición de sobrecorriente secundaria, la corriente primaria es de aproximadamente 350 mA, y la protección debe activarse dentro de 10 minutos. La temperatura de funcionamiento del transformador oscila entre -10°C y 40°C., con un aumento de temperatura de 15°C a 20°C durante el funcionamiento normal. El termistor PTC está instalado cerca del transformador.. Seleccione un termistor PTC para protección primaria.

1. Determine el voltaje máximo de funcionamiento

El voltaje de funcionamiento del transformador es de 220V.. Teniendo en cuenta las fluctuaciones del suministro de energía, el voltaje máximo de operación debe ser 220V x (1 + 20%) = 264V.

El voltaje máximo de funcionamiento del termistor PTC es 265 V..

2. Determinar la corriente no operativa

Los cálculos y mediciones muestran que la corriente primaria del transformador es de 125 mA durante el funcionamiento normal.. Teniendo en cuenta que la temperatura ambiente en el lugar de instalación del termistor PTC puede alcanzar hasta 60°C, la corriente no operativa a 60 °C debe ser de 130-140 mA.

3. Determinación de la corriente de funcionamiento

Teniendo en cuenta que la temperatura ambiente en el lugar de instalación del termistor PTC puede alcanzar tan solo -10 °C o 25 °C, la corriente de funcionamiento debe ser de 340-350 mA a -10 °C o 25 °C, con un tiempo de funcionamiento de aproximadamente 5 minutos.

4. Determinación de la resistencia nominal de potencia cero R25

Cuando se conecta un termistor PTC en serie con el primario, Se debe minimizar la caída de tensión generada.. También se debe minimizar la propia generación de calor del termistor PTC.. Generalmente, La caída de voltaje de un termistor PTC debe ser menor que 1% del suministro total de energía. R25 se calcula de la siguiente manera:

220V × 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Determinación de la corriente máxima

Según medidas reales, cuando el secundario del transformador está en cortocircuito, La corriente primaria puede alcanzar los 500mA.. Considerando el aumento de corriente que fluye a través de la bobina primaria cuando ocurre un cortocircuito parcial, la corriente máxima del termistor PTC debe ser superior a 1A.

6. Determine la temperatura y las dimensiones de Curie
Teniendo en cuenta que la temperatura ambiente en el lugar de instalación del termistor PTC puede alcanzar hasta 60°C, agregue 40°C a este valor al seleccionar la temperatura Curie, dando como resultado una temperatura de Curie de 100°C. Sin embargo, considerando el costo y el hecho de que el termistor PTC no está instalado dentro del devanado del transformador, su mayor temperatura superficial no afectará negativamente al transformador, por lo que se puede seleccionar una temperatura Curie de 120°C. Esto permite reducir el diámetro del termistor PTC., reduciendo costos.

7. Determinar el modelo de termistor PTC
Basado en los requisitos anteriores, después de consultar la hoja de especificaciones de nuestra empresa, Seleccionamos el MZ11-10P15RH265. Eso es: tensión máxima de funcionamiento 265V, resistencia nominal de potencia cero 15Ω ± 25%, corriente no operativa 140 mamá, corriente de funcionamiento 350 mamá, corriente máxima 1.2A, Temperatura Curie 120°C, y tamaño máximo ø11.0mm.

Modos de falla de PTC
Hay dos indicadores principales para medir la confiabilidad de los termistores PTC.:

A. Capacidad de soporte de voltaje: Exceder el voltaje especificado puede provocar un cortocircuito y avería en un termistor PTC.. La aplicación de alto voltaje elimina productos con capacidad de resistencia a bajo voltaje., Garantizar que los termistores PTC sean seguros por debajo del voltaje de funcionamiento máximo. (Vmáx).
B. Capacidad de resistencia actual: Exceder la corriente especificada o el número de ciclos de conmutación puede causar que un termistor PTC exhiba un estado irreversible de alta resistencia y falle.. Las pruebas cíclicas de encendido y apagado no pueden eliminar por completo las fallas prematuras.

Bajo condiciones de operación especificadas, un termistor PTC exhibe un estado de alta resistencia después de una falla. Aplicación de voltaje a largo plazo a un termistor PTC (generalmente mayor que 1000 horas) da como resultado un aumento mínimo en su resistencia a temperatura ambiente. Este aumento es más pronunciado en elementos calefactores PTC con una temperatura Curie superior a 200°C.. Además de los elementos calefactores PTC, La causa principal de falla del PTC es el agrietamiento por tensión en el centro de la cerámica durante la conmutación.. Durante el funcionamiento de un termistor PTC, distribuciones desiguales de temperatura, resistividad, campo eléctrico, y la densidad de potencia dentro de la cerámica PTC provocan una alta tensión en el centro, resultando en delaminación y agrietamiento.