Ülevoolukaitse PTC termistor

Ülevoolukaitse PTC termistor

Toote ülevaade
Ülevoolukaitse PTC termistorid on kaitsekomponendid, mis kaitsevad automaatselt ebatavaliste temperatuuride ja voolude eest, ja on üldtuntud kui “lähtestatavad kaitsmed” või “10,000-ajakaitsmed.” Need asendavad traditsioonilisi kaitsmeid ja neid kasutatakse laialdaselt mootorite ülevoolu- ja ülekuumenemiskaitseks, trafod, lülitustoiteallikad, elektroonilised ahelad, ja muud rakendused. Ülevoolukaitse PTC termistorid vähendavad jääkvoolu, piirates võimsuse hajumist kogu vooluringis takistuse järsu muutuse tõttu. Kuigi traditsioonilised kaitsmed ei saa pärast vooluringi läbipõlemist automaatselt lähtestada, liigvoolukaitse PTC termistorid naasevad pärast rikke kõrvaldamist oma eelkaitseolekusse. Kui rike kordub, nad võivad taastada oma ülevoolu- ja ülekuumenemiskaitse funktsiooni.

Ülevoolukaitse PTC termistori valimisel liigvoolu- ja ülekuumenemiskaitsekomponendiks, esmalt määrake ahela maksimaalne normaalne töövool (PTC termistori mittetöötav vool) ja maksimaalne ümbritseva õhu temperatuur PTC termistori paigalduskohas (normaalse töö ajal). Edasi, arvestage kaitsevooluga (st., liigvoolukaitse PTC termistori väljalülitusvool), maksimaalne tööpinge, ja nimitakistus nullvõimsusele. Arvesse tuleks võtta ka selliseid tegureid nagu komponendi mõõtmed. Järgmisel joonisel on näidatud seos ümbritseva töötemperatuuri vahel, mitteväljalülitusvool, ja väljalülitusvool.

PTC termistor liigvoolukaitseks

PTC termistori liigvoolukaitse ketas 0R30 24V 1.8A 120C asendab Siemensi

1000V PTC termistor MZ8, 100 200R 75 kraadid, 1KV, Ülevoolukaitse, Vastupidav keraamika

Rakenduse põhimõte
Kui ahel töötab normaalselt, liigvoolukaitse PTC termistori läbiv vool on nimivoolust väiksem. PTC termistor säilitab madala takistuse ja ei mõjuta kaitstud vooluringi normaalset tööd. Kui tekib vooluringi rike ja vool ületab oluliselt nimivoolu, PTC termistor kuumeneb ootamatult, eeldades suure takistusega olekut, asetades vooluringi suhteliselt “välja” olekut ja kaitstes seda kahjustuste eest. Kui viga on lahendatud, PTC termistor naaseb automaatselt madala takistusega olekusse, ja ahel jätkab normaalset tööd.

Joonis 2 näitab volt-ampri tunnuskõverat ja vooluringi koormuskõverat tavatöö ajal. Punktist A punkti B, PTC termistorile rakendatav pinge suureneb järk-järgult, ja seda läbiv vool suureneb samuti lineaarselt, mis näitab, et PTC termistori takistus jääb sisuliselt muutumatuks, jäädes madala takistusega olekusse. Punktist B punkti E, pinge tõuseb järk-järgult, ja PTC termistori takistus suureneb kiiresti soojuse tekke tõttu. Kiiresti väheneb ka seda läbiv vool, mis näitab, et PTC termistor on sisenenud kaitseolekusse. Kui tavaline koormuskõver on punktist B allpool, PTC termistor ei lülitu kaitseolekusse.

Üldiselt, on kolme tüüpi ülevoolu- ja ülekuumenemiskaitset:

1. Voolu liigvool (Joonis 3): RL1 on koormuskõver normaaltöö ajal. Kui koormustakistus väheneb, näiteks trafoliini lühise korral, koormuskõver muutub RL1-lt RL2-ks, punkti B ületamine, ja PTC termistor läheb kaitseolekusse.

2. Pinge ülevool (Joonis 4): Kui toiteallika pinge suureneb, näiteks kui 220V elektriliin tõuseb järsku 380V peale, koormuskõver muutub RL1-lt RL2-ks, punkti B ületamine, ja PTC termistor läheb kaitseolekusse.

3. Üle kuumeneda (Joonis 5): Kui ümbritseva õhu temperatuur tõuseb üle teatud piiri, PTC termistori volt-ampri karakteristiku kõver muutub A-B-E-st A-B1-F-ks. Kui koormuskõver RL ületab punkti B1, PTC termistor lülitub kaitserežiimi.

Liigvoolukaitse vooluahela skeem

Mudel	Nimetatud vastupidavus R25(Oh) ±25%	Mittetöötav vool Int(mA)		Töövool @25℃ See(mA)	Maksimaalne tööpinge Vmax(A)	Maksimaalne vool Maksimaalne(A)	Curie temperatuur Tc(℃)	Mõõtmed (mm)
Mudel	Nimetatud vastupidavus R25(Oh) ±25%	@25℃	@60℃	Töövool @25℃ See(mA)	Maksimaalne tööpinge Vmax(A)	Maksimaalne vool Maksimaalne(A)	Curie temperatuur Tc(℃)	Dmax	Tmax	Fd
MZ11-20P3R7H265	3.7	530	430	1050	265	4.3	120(P)	22.0	5.0	0.6
MZ11-16P6R0H265	6.0	390	300	780	265	3.1		17.5	5.0	0.6
MZ11-16P7R0H265	7.0	350	280	700	265	3.1		17.5	5.0	0.6
MZ11-13P10RH265	10	260	200	520	265	1.8		14.0	5.0	0.6
MZ11-13P12RH265	12	225	180	450	265	1.8		14.0	5.0	0.6
MZ11-12P10RH265	10	250	200	500	265	1.8		13.5	5.0	0.6
MZ11-10P15RH265	15	180	140	350	265	1.2		11.0	5.0	0.6
MZ11-10P39RH265	39	130	100	250	265	1.2		11.0	5.0	0.6
MZ11-08P15RH265	15	150	120	300	265	0.8		9.0	5.0	0.6
MZ11-08P25RH265	25	130	100	250	265	0.8		9.0	5.0	0.6
MZ11-08P35RH265	35	115	90	225	265	0.8		9.0	5.0	0.6
MZ11-08P45RH265	45	105	80	220	265	0.8		9.0	5.0	0.6
MZ11-08P55RH265	55	90	70	180	265	0.8		9.0	5.0	0.6
MZ11-07P82RH265	82	70	50	140	265	0.6		8.0	5.0	0.6
MZ11-07P56RH265	56	90	60	175	265	0.6		8.0	5.0	0.6
MZ11-06P33RH265	33	110	85	220	265	0.4		7.0	5.0	0.6
MZ11-05P70RH265	70	65	50	130	265	0.3		6.5	5.0	0.6
MZ11-05P85RH265	85	60	45	120	265	0.3		6.5	5.0	0.6
MZ11-05P39RH265	39	80	65	160	265	0.2		6.5	5.0	0.6
MZ11-05P121H265	120	45	35	90	265	0.3		6.5	5.0	0.6
MZ11-05P181H265	180	40	30	80	265	0.3		6.5	5.0	0.6
MZ11-04P70RH265	70	50	40	100	265	0.2		5.5	5.0	0.6
MZ11-04P121H265	120	40	30	80	265	0.2		5.5	5.0	0.6
MZ11-03P151H265	150	40	30	75	265	0.2		4.5	5.0	0.5
MZ11-10N12RH265	12	170	130	340	265	1.2	100(N)	11.0	5.0	0.6
MZ11-10N18RH265	18	145	110	290	265	1.2		11.0	5.0	0.6
MZ11-10N22RH265	22	125	90	250	265	1.2		11.0	5.0	0.6
MZ11-07N22RH265	22	120	90	225	265	0.5		8.0	5.0	0.6
MZ11-05N151H265	150	38	30	80	265	0.3		6.5	5.0	0.6
MZ11-05N301H265	300	27	20	55	265	0.3		6.5	5.0	0.6
MZ11-05N601H265	600	20	15	40	265	0.2		6.5	5.0	0.6
MZ11-05N102H265	1000	15	12	30	265	0.2		6.5	5.0	0.6
MZ11-04N151H265	150	36	28	80	265	0.3		5.5	5.0	0.6
MZ11-03N151H265	150	33	25	65	265	0.2		4.5	5.0	0.5
MZ11-03N101H265	100	40	30	80	265	0.2		4.5	5.0	0.5
MZ11-03N70RH265	70	45	35	90	265	0.1		4.5	5.0	0.5
MZ11-08M12RH265	12	120	70	220	265	0.8	80(M)	9.0	5.0	0.6
MZ11-08M25RH265	25	85	50	170	265	0.8		9.0	5.0	0.6
MZ11-08M35RH265	35	80	50	150	265	0.8		9.0	5.0	0.6
MZ11-08M50RH265	50	60	40	120	265	1.0		9.0	5.0	0.6
MZ11-07M101H265	100	50	30	100	265	0.6		8.0	5.0	0.6
MZ11-05M70RH265	70	50	30	100	265	0.3		6.5	5.0	0.6
MZ11-05M121H265	120	30	20	60	265	0.3		6.5	5.0	0.6
MZ11-03M101H265	100	25	18	55	265	0.2		4.5	5.0	0.5
MZ11-03M151H265	150	22	15	45	265	0.2		4.5	5.0	0.5

Mudel	Nimetatud vastupidavus R25(Oh) ±25%	Mittetöötav vool Int(mA)		Töövool @25℃ See(mA)	Maksimaalne tööpinge Vmax(A)	Maksimaalne vool Maksimaalne(A)	Curie temperatuur Tc(℃)	Mõõtmed (mm)
Mudel	Nimetatud vastupidavus R25(Oh) ±25%	@25℃	@60℃	Töövool @25℃ See(mA)	Maksimaalne tööpinge Vmax(A)	Maksimaalne vool Maksimaalne(A)	Curie temperatuur Tc(℃)	Dmax	Tmax	Fd
MZ12-20P2R6H140	2.6	650	500	1300	140	4.3	120(P)	22.0	5.0	0.6
MZ12-16P4R7H140	4.7	425	330	850	140	3.1		17.5	5.0	0.6
MZ12-16P5R6H140	5.6	400	310	800	140	3.1		17.5	5.0	0.6
MZ12-13P6R8H140	6.8	325	250	650	140	1.8		14.0	5.0	0.6
MZ12-12P5R6H140	5.6	325	250	650	140	1.8		13.5	5.0	0.6
MZ12-12P6R8H140	6.8	300	230	600	140	1.8		13.5	5.0	0.6
MZ12-10P10RH140	10	225	170	450	140	1.2		11.0	5.0	0.6
MZ12-10P6R8H140	6.8	275	200	550	140	1.2		11.0	5.0	0.6
MZ12-08P22RH140	22	135	110	270	140	0.8		9.0	5.0	0.6
MZ12-06P25RH140	25	125	90	250	140	0.5		7.0	5.0	0.6
MZ12-05P33RH140	33	90	70	175	140	0.3		6.5	5.0	0.6
MZ12-16R2R1H140	2.1	710	570	1420	140	3.1	140(R)	17.5	5.0	0.6
MZ12-13R3R8H140	3.8	500	400	1000	140	1.8		14.0	5.0	0.6
MZ12-10R15RH140	15	210	170	420	140	1.2		11.0	5.0	0.6
MZ12-10R6R7H140	6.7	300	230	600	140	1.2		11.0	5.0	0.6
MZ12-10R10RH140	10	250	200	500	140	1.2		11.0	5.0	0.6

Mudel	Nimetatud vastupidavus R25(Oh) ±25%	Mittetöötav vool Int(mA)		Töövool @25℃ See(mA)	Maksimaalne tööpinge Vmax(A)	Maksimaalne vool Maksimaalne(A)	Curie temperatuur Tc(℃)	Mõõtmed (mm)
Mudel	Nimetatud vastupidavus R25(Oh) ±25%	@25℃	@60℃	Töövool @25℃ See(mA)	Maksimaalne tööpinge Vmax(A)	Maksimaalne vool Maksimaalne(A)	Curie temperatuur Tc(℃)	Dmax	Tmax	Fd
MZ13-10R1R8H30	1.8	650	550	1300	30	4.3	140(R)	11.0	4.0	0.6
MZ13-08R1R8H30	1.8	600	500	1100	30	3.0	140(R)	9.0	4.0	0.6
MZ13-12P1R2H30	1.2	750	600	1500	30	5.5	120(P)	13.5	4.0	0.6
MZ13-12P1R8H30	1.8	500	430	1000	30	5.5		13.5	4.0	0.6
MZ13-10P2R7H30	2.7	380	320	700	30	4.3		11.0	4.0	0.6
MZ13-08P1R8H30	1.8	550	450	1000	30	3.0		9.0	4.0	0.6
MZ13-08P4R2H30	4.2	280	230	560	30	3.0		9.0	4.0	0.6
MZ13-05P10RH30	10	170	140	340	30	1.0		6.5	4.0	0.6
MZ14-16P2R3H60	2.3	550	450	1100	60	8.0		17.5	4.0	0.6
MZ14-12P3R7H60	3.7	380	320	750	60	5.5		13.5	4.0	0.6
MZ14-10P5R6H60	5.6	300	250	600	60	4.3		11.0	4.0	0.6
MZ14-08P9R4H60	9.4	180	150	360	60	3.0		9.0	4.0	0.6
MZ14-05P25RH60	25	100	85	200	60	1.0		6.5	4.0	0.6
MZ14-03P55RH60	55	60	50	120	60	0.7		4.5	4.0	0.5
MZ14-08M4R7H60	4.7	180	120	360	60	3.0	80(M)	9.0	4.0	0.6

Mudel	Nimetatud vastupidavus R25(Oh) ±25%	Mittetöötav vool Int(mA)		Töövool @25℃ See(mA)	Maksimaalne tööpinge Vmax(A)	Maksimaalne vool Maksimaalne(A)	Curie temperatuur Tc(℃)	Mõõtmed (mm)
Mudel	Nimetatud vastupidavus R25(Oh) ±25%	@25℃	@60℃	Töövool @25℃ See(mA)	Maksimaalne tööpinge Vmax(A)	Maksimaalne vool Maksimaalne(A)	Curie temperatuur Tc(℃)	Dmax	Tmax	Fd
MZ15-10R1R2H15	1.2	850	700	1550	15	4.3	140(R)	11.0	4.0	0.6
MZ15-08R1R0H15	1.0	850	700	1500	15	3.0		9.0	4.0	0.6
MZ15-08R1R8H15	1.8	600	500	1100	15	3.0		9.0	4.0	0.6
MZ15-07R1R0H15	1.0	750	600	1350	15	2.5		8.0	4.0	0.6
MZ15-07R1R2H15	1.2	650	550	1200	15	2.5		8.0	4.0	0.6
MZ15-05R4R6H15	4.6	350	300	680	15	1.0		6.5	4.0	0.6
MZ15-03R13RH15	13	180	150	350	15	0.7		4.5	4.0	0.5
MZ15-10P1R2H18	1.2	700	600	1400	18	4.3	120(P)	11.0	4.0	0.6
MZ15-08P1R0H18	1.0	650	550	1200	18	3.0		9.0	4.0	0.6
MZ15-08P1R8H18	1.8	550	450	1000	18	3.0		9.0	4.0	0.6
MZ15-05P4R6H18	4.6	300	250	580	18	1.0		6.5	4.0	0.6
MZ15-03P13RH18	13	145	120	280	18	0.7

Mudeli parameetrid

Üldotstarbeline PTC-termistor liigvoolukaitseks

PTC liigvoolukaitse skeem

Ülevoolukaitse PTC-termistoride valikujuhend

PTC liigvoolukaitse termistori mudeli parameetrid

1. Maksimaalne tööpinge
Kui PTC-termistor on ahelasse järjestikku ühendatud, ainult väike osa pingest jääb sellesse tavatöö ajal. Kui PTC termistor aktiveerub ja läheb suure takistusega olekusse, see peab taluma peaaegu kogu toitepinget. Seetõttu, PTC termistori valimisel, tagada, et sellel oleks piisavalt kõrge maksimaalne tööpinge, võttes samal ajal arvesse ka toiteallika võimalikke pingekõikumisi.

2. Mittetöötav vool ja käitamisvool
Usaldusväärse ümberlülituse tagamiseks, töövool peab olema vähemalt kaks korda suurem kui mittetöövool.
Kuna ümbritsev temperatuur mõjutab oluliselt nii mitte- kui ka töövoolu (vaata allolevat joonist), tuleb kaaluda halvimaid stsenaariume. Mittetöötav vool tuleks valida maksimaalsel lubatud ümbritseval temperatuuril, samas kui töövool tuleks valida madalamal ümbritseval temperatuuril.

3. Suurim lubatud vool maksimaalse tööpinge juures
Kui kaitsefunktsiooni täitmiseks on vaja PTC-termistorit, kontrollige vooluahelat tingimuste suhtes, mis võivad tekitada maksimaalset lubatud väärtust ületavaid voolusid. See viitab üldiselt olukordadele, kus on lühise oht. Andmelehel on märgitud maksimaalne vooluväärtus. Selle väärtuse ületamine võib PTC termistori kahjustada või enneaegselt rikkida.

4. Lülitustemperatuur (Curie temperatuur)
Pakume liigvoolukaitse komponente Curie temperatuuriga 80°C, 100°C, 120°C, ja 140 °C. Mittetöötav vool sõltub Curie temperatuurist ja PTC termistori kiibi läbimõõdust. Kulude vähendamiseks, tuleks valida kõrge Curie temperatuuriga ja väikeste mõõtmetega komponendid. Lisaks, tuleks kaaluda, kas sellise PTC termistori kõrge pinnatemperatuur võib põhjustada vooluringis soovimatuid kõrvalmõjusid. Üldiselt, Curie temperatuur peaks ületama maksimaalset ümbritsevat töötemperatuuri võrra 20 kuni 40°C.

5. Keskkonnamõju

Kemikaalidega kokkupuutel või potiühendite või täiteainete kasutamisel, tuleb olla äärmiselt ettevaatlik. See võib baariumtitanaadi keraamika vähenemise tõttu vähendada PTC termistori efektiivsust. Potitamisest põhjustatud soojusjuhtivuse muutused võivad samuti põhjustada lokaalset ülekuumenemist ja kahjustusi.

Lisa: Näide PTC-termistori valimisest jõutrafo liigvoolukaitse jaoks

Toitetrafo primaarpinge on 220 V, sekundaarpinge 16 V, ja sekundaarvool 1,5A. Sekundaarse liigvoolu seisundi ajal, primaarvool on ligikaudu 350 mA, ja kaitse peaks olema aktiveeritud 10 minutit. Trafo töötemperatuur on vahemikus -10°C kuni 40°C, temperatuuri tõusuga 15°C kuni 20°C normaalse töö käigus. PTC-termistor paigaldatakse trafo lähedale. Palun valige primaarkaitseks PTC-termistor.

1. Määrake maksimaalne tööpinge

Trafo tööpinge on 220 V. Arvestades toiteallika kõikumisi, maksimaalne tööpinge peaks olema 220V x (1 + 20%) = 264 V.

PTC termistori maksimaalne tööpinge on 265 V.

2. Määrake mittetöötav vool

Arvutused ja mõõtmised näitavad, et trafo primaarvool on tavatöö ajal 125mA. Arvestades, et PTC termistori paigalduskohas võib ümbritsev temperatuur ulatuda kuni 60°C, mittetöötav vool 60°C juures peaks olema 130-140mA.

3. Töövoolu määramine

Arvestades, et PTC termistori paigalduskohas võib ümbritsev temperatuur ulatuda kuni -10°C või 25°C., töövool peaks olema 340-350mA temperatuuril -10°C või 25°C, mille tööaeg on ligikaudu 5 minutit.

4. Nimetatud nullvõimsustakisti R25 määramine

Kui PTC-termistor on primaarvooluga järjestikku ühendatud, tekkiv pingelang tuleks minimeerida. Samuti tuleks minimeerida PTC termistori enda soojuse teke. Üldiselt, PTC termistori pingelang peaks olema väiksem kui 1% kogu toiteallikast. R25 arvutatakse järgmiselt:

220V × 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Maksimaalse voolu määramine

Vastavalt tegelikele mõõtudele, kui trafo sekundaarvool on lühises, primaarvool võib ulatuda 500 mA-ni. Arvestades suurenenud voolu, mis voolab läbi primaarmähise osalise lühise korral, PTC termistori maksimaalne vool peaks olema üle 1A.

6. Määrake Curie temperatuur ja mõõtmed
Arvestades, et PTC termistori paigalduskohas võib ümbritsev temperatuur ulatuda kuni 60°C, Curie temperatuuri valimisel lisage sellele väärtusele 40 °C, mille tulemuseks on Curie temperatuur 100 °C. Siiski, arvestades kulusid ja asjaolu, et PTC termistorit ei ole paigaldatud trafo mähisesse, selle kõrgem pinnatemperatuur ei mõjuta trafot negatiivselt, seega saab valida Curie temperatuuriks 120 °C. See võimaldab vähendada PTC termistori läbimõõtu, kulude vähendamine.

7. Määrake PTC termistori mudel
Lähtudes ülaltoodud nõuetest, pärast meie ettevõtte tehniliste andmete lehega tutvumist, valisime MZ11-10P15RH265. See on: maksimaalne tööpinge 265V, nullvõimsuse nimitakistus 15Ω ± 25%, mittetöötav vool 140 mA, töövool 350 mA, maksimaalne vool 1,2A, Curie temperatuur 120°C, ja maksimaalne suurus ø11,0 mm.

PTC tõrkerežiimid
PTC termistoride töökindluse mõõtmiseks on kaks peamist näitajat:

A. Pingetaluvus: Määratud pinge ületamine võib põhjustada PTC termistori lühise ja rikke. Kõrgepinge rakendamine välistab madala pingetaluvusega tooted, tagades, et PTC termistorid on ohutult alla maksimaalse tööpinge (Vmax).
B. Voolutaluvus: Määratud voolu või lülitustsüklite arvu ületamine võib põhjustada PTC termistori pöördumatu suure takistuse oleku ja tõrke. Tsükliline sisse-välja testimine ei suuda enneaegseid rikkeid täielikult kõrvaldada.

Määratud töötingimustel, PTC termistoril on pärast riket kõrge takistus. Pikaajaline pinge rakendamine PTC termistorile (üldiselt suurem kui 1000 tundi) tulemuseks on selle vastupidavuse minimaalne tõus toatemperatuuril. See tõus on märgatavam PTC kütteelementide puhul, mille Curie temperatuur ületab 200 °C. Peale PTC kütteelementide, PTC rikke esmane põhjus on pingelõhenemine keraamika keskel ümberlülitamise ajal. PTC termistori töötamise ajal, temperatuuri ebaühtlane jaotus, takistus, elektriväli, ja võimsustihedus PTC keraamikas põhjustavad keskel suure pinge, mille tagajärjeks on delaminatsioon ja pragunemine.