Termistore PTC di protezione da sovracorrente

Termistore PTC di protezione da sovracorrente

Panoramica del prodotto
Protezione da sovracorrente I termistori PTC sono componenti protettivi che proteggono automaticamente da temperature e correnti anomale, e sono comunemente noti come “fusibili ripristinabili” O “10,000-fusibili temporali.” Sostituiscono i fusibili tradizionali e sono ampiamente utilizzati per la protezione da sovracorrente e surriscaldamento nei motori, trasformatori, APRITENZE APRITURA, circuiti elettronici, e altre applicazioni. Protezione da sovracorrente I termistori PTC riducono la corrente residua limitando la dissipazione di potenza nell'intero circuito attraverso un improvviso cambiamento di resistenza. Mentre i fusibili tradizionali non possono ripristinarsi automaticamente dopo che un circuito si brucia, protezione da sovracorrente I termistori PTC ritornano allo stato di pre-protezione una volta rimosso il guasto. Se si verifica nuovamente un guasto, possono riprendere la funzione di protezione da sovracorrente e surriscaldamento.

Quando si seleziona un termistore PTC di protezione da sovracorrente come componente di protezione da sovracorrente e surriscaldamento, determinare innanzitutto la corrente operativa normale massima del circuito (la corrente non operativa del termistore PTC) e la temperatura ambiente massima nel luogo di installazione del termistore PTC (durante il normale funzionamento). Prossimo, considerare la corrente di protezione (i.e., la corrente di intervento del termistore PTC di protezione da sovracorrente), la massima tensione operativa, e la resistenza nominale a potenza zero. Dovrebbero essere considerati anche fattori come le dimensioni del componente. La figura seguente mostra la relazione tra la temperatura operativa ambientale, corrente di non intervento, e corrente di intervento.

Termistore PTC per protezione da sovracorrente

Disco di protezione da sovracorrente termistore PTC 0R30 24V 1.8A 120C sostituisce Siemens

1000V Termistore PTC MZ8, 100 200R 75 Gradi, 1KV, Protezione eccessiva, Ceramica resistente

Principio di applicazione
Quando il circuito funziona normalmente, la corrente che scorre attraverso il termistore PTC di protezione da sovracorrente è inferiore alla corrente nominale. Il termistore PTC mantiene una bassa resistenza e non influisce sul normale funzionamento del circuito protetto. Quando si verifica un guasto del circuito e la corrente supera notevolmente la corrente nominale, il termistore PTC si surriscalda improvvisamente, assumendo uno stato ad alta resistenza, posizionando il circuito in modo relativamente “spento” stato e proteggendolo così da eventuali danni. Una volta risolto il guasto, il termistore PTC ritorna automaticamente allo stato di bassa resistenza, e il circuito riprende il normale funzionamento.

Figura 2 mostra la curva caratteristica volt-ampere e la curva di carico del circuito durante il normale funzionamento. Dal punto A al punto B, la tensione applicata al termistore PTC aumenta gradualmente, e anche la corrente che lo attraversa aumenta linearmente, indicando che la resistenza del termistore PTC rimane sostanzialmente invariata, rimanendo in uno stato di bassa resistenza. Dal punto B al punto E, la tensione aumenta gradualmente, e la resistenza del termistore PTC aumenta rapidamente a causa della generazione di calore. Anche la corrente che lo attraversa diminuisce rapidamente, indicando che il termistore PTC è entrato nello stato di protezione. Se la curva di carico normale è inferiore al punto B, il termistore PTC non entrerà nello stato di protezione.

Generalmente, esistono tre tipi di protezione da sovracorrente e sovratemperatura:

1. Sovracorrente corrente (Figura 3): RL1 è la curva di carico durante il normale funzionamento. Quando la resistenza al carico diminuisce, come quando la linea di un trasformatore va in cortocircuito, la curva di carico cambia da RL1 a RL2, superamento del punto B, e il termistore PTC entra nel suo stato di protezione.

2. Sovracorrente di tensione (Figura 4): Quando la tensione di alimentazione aumenta, come quando una linea elettrica da 220 V sale improvvisamente a 380 V, la curva di carico cambia da RL1 a RL2, superamento del punto B, e il termistore PTC entra nel suo stato di protezione.

3. Surriscaldare (Figura 5): Quando la temperatura ambiente supera un certo limite, la curva caratteristica volt-ampere del termistore PTC cambia da A-B-E a A-B1-F. Quando la curva di carico RL supera il punto B1, il termistore PTC entra in modalità di protezione.

Schema del circuito di protezione da sovracorrente

Parametri del modello

Termistore PTC per uso generale per protezione da sovracorrente

Schema del circuito di protezione da sovracorrente PTC

Guida alla selezione dei termistori PTC per la protezione da sovracorrente

Parametri del modello del termistore di protezione da sovracorrente PTC

1. Tensione operativa massima
Quando un termistore PTC è collegato in serie in un circuito, ai suoi capi rimane solo una piccola parte della tensione durante il normale funzionamento. Quando il termistore PTC si attiva e assume uno stato ad alta resistenza, deve sopportare quasi tutta la tensione di alimentazione. Perciò, quando si seleziona un termistore PTC, assicurarsi che abbia una tensione operativa massima sufficientemente elevata, tenendo conto anche delle potenziali fluttuazioni della tensione di alimentazione.

2. Corrente non operativa e corrente operativa
Per garantire una commutazione affidabile, la corrente operativa deve essere almeno il doppio della corrente non operativa.
Perché la temperatura ambiente influisce in modo significativo sia sulla corrente non operativa che su quella operativa (vedere la figura qui sotto), bisogna considerare gli scenari peggiori. La corrente non operativa deve essere selezionata alla temperatura ambiente massima consentita, mentre la corrente operativa dovrebbe essere selezionata a una temperatura ambiente inferiore.

3. Corrente massima consentita alla massima tensione operativa
Quando è necessario un termistore PTC per eseguire una funzione protettiva, verificare che non vi siano condizioni nel circuito che potrebbero generare correnti superiori al valore massimo consentito. Questo si riferisce generalmente a situazioni in cui esiste il rischio di cortocircuito. La scheda tecnica specifica il valore di corrente massimo. Il superamento di questo valore potrebbe danneggiare o guastare prematuramente il termistore PTC.

4. Temperatura di commutazione (Temperatura di Curie)
Offriamo componenti di protezione da sovracorrente con temperature Curie di 80°C, 100°C, 120°C, e 140°C. La corrente non operativa dipende dalla temperatura Curie e dal diametro del chip del termistore PTC. Per ridurre i costi, dovrebbero essere selezionati componenti con temperature Curie elevate e dimensioni ridotte. Inoltre, è necessario considerare se l'elevata temperatura superficiale di un termistore PTC possa causare effetti collaterali indesiderati nel circuito. Generalmente, la temperatura Curie dovrebbe superare la temperatura operativa massima dell'ambiente di 20 a 40°C.

5. Impatto ambientale

In caso di esposizione a sostanze chimiche o quando si utilizzano composti o riempitivi per impregnazione, è necessario esercitare la massima cautela. Ciò può ridurre l'efficacia del termistore PTC a causa della riduzione della ceramica di titanato di bario. I cambiamenti nella conduttività termica causati dall'invasatura possono anche portare a surriscaldamento e danni localizzati.

Appendice: Esempio di selezione di un termistore PTC per la protezione da sovracorrente del trasformatore di potenza

Un trasformatore di alimentazione ha una tensione primaria di 220 V, una tensione secondaria di 16V, e una corrente secondaria di 1,5 A. Durante una condizione di sovracorrente secondaria, la corrente primaria è di circa 350mA, e la protezione dovrebbe essere attivata all'interno 10 minuti. La temperatura operativa del trasformatore varia da -10°C a 40°C, con un aumento della temperatura da 15°C a 20°C durante il funzionamento normale. Il termistore PTC è installato vicino al trasformatore. Selezionare un termistore PTC per la protezione primaria.

1. Determinare la tensione operativa massima

La tensione operativa del trasformatore è 220V. Considerando le fluttuazioni dell'alimentazione, la tensione operativa massima deve essere 220 V x (1 + 20%) = 264 V.

La tensione operativa massima del termistore PTC è 265 V.

2. Determinare la corrente non operativa

Calcoli e misurazioni mostrano che la corrente primaria del trasformatore è di 125 mA durante il normale funzionamento. Considerare che la temperatura ambiente nel luogo di installazione del termistore PTC può raggiungere fino a 60°C, la corrente non operativa a 60°C dovrebbe essere 130-140mA.

3. Determinazione della corrente operativa

Considerando che la temperatura ambiente nel luogo di installazione del termistore PTC può raggiungere i -10°C o i 25°C, la corrente operativa dovrebbe essere 340-350 mA a -10°C o 25°C, con un tempo di funzionamento di circa 5 minuti.

4. Determinazione del resistore a potenza zero nominale R25

Quando un termistore PTC è collegato in serie al primario, la caduta di tensione generata dovrebbe essere ridotta al minimo. Anche la generazione di calore del termistore PTC dovrebbe essere ridotta al minimo. Generalmente, la caduta di tensione di un termistore PTC dovrebbe essere inferiore a 1% dell'energia elettrica totale. R25 è calcolato come segue:

220V× 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Determinazione della corrente massima

Secondo misurazioni effettive, quando il secondario del trasformatore è in cortocircuito, la corrente primaria può raggiungere 500mA. Considerando l'aumento della corrente che scorre attraverso la bobina primaria quando si verifica un cortocircuito parziale, la corrente massima del termistore PTC deve essere superiore a 1 A.

6. Determinare la temperatura e le dimensioni di Curie
Considerare che la temperatura ambiente nel luogo di installazione del termistore PTC può raggiungere fino a 60°C, aggiungere 40°C a questo valore quando si seleziona la temperatura Curie, risultante in una temperatura Curie di 100°C. Tuttavia, considerando il costo e il fatto che il termistore PTC non è installato all'interno dell'avvolgimento del trasformatore, la sua temperatura superficiale più elevata non influirà negativamente sul trasformatore, è quindi possibile selezionare una temperatura Curie di 120°C. Ciò consente di ridurre il diametro del termistore PTC, riducendo i costi.

7. Determinare il modello del termistore PTC
In base ai requisiti di cui sopra, previa consultazione della scheda tecnica della nostra azienda, abbiamo selezionato MZ11-10P15RH265. Questo è: tensione massima di funzionamento 265V, resistenza nominale a potenza zero 15Ω ± 25%, corrente non operativa 140 mA, corrente operativa 350 mA, corrente massima 1,2 A, Temperatura di curie 120°C, e dimensione massima ø11,0 mm.

Modalità di guasto PTC
Esistono due indicatori principali per misurare l'affidabilità dei termistori PTC:

UN. Capacità di resistenza alla tensione: Il superamento della tensione specificata può causare il cortocircuito e la rottura del termistore PTC. L'applicazione di un'alta tensione elimina i prodotti con capacità di resistenza a bassa tensione, garantendo che i termistori PTC siano sicuri al di sotto della tensione operativa massima (Vmax).
B. Capacità di resistenza alla corrente: Il superamento della corrente o del numero di cicli di commutazione specificati può far sì che un termistore PTC mostri uno stato irreversibile di alta resistenza e si guasti. I test ciclici on-off non possono eliminare completamente i guasti prematuri.

Nelle condizioni operative specificate, un termistore PTC mostra uno stato ad alta resistenza dopo il guasto. Applicazione di tensione a lungo termine a un termistore PTC (generalmente maggiore di 1000 ore) comporta un aumento minimo della sua resistenza a temperatura ambiente. Questo aumento è più pronunciato negli elementi riscaldanti PTC con temperatura Curie superiore a 200°C. Oltre agli elementi riscaldanti PTC, la causa principale del guasto del PTC è la rottura da stress al centro della ceramica durante la commutazione. Durante il funzionamento di un termistore PTC, distribuzioni irregolari della temperatura, resistività, campo elettrico, e la densità di potenza all'interno della ceramica PTC portano a un elevato stress al centro, con conseguente delaminazione e fessurazione.