過電流保護PTCサーミスタ

過電流保護PTCサーミスタ

製品概要
過電流保護 PTC サーミスタは、異常な温度と電流から自動的に保護する保護部品です。, 一般にとして知られています “リセッタブルヒューズ” または “10,000-時間のヒューズ。” 従来のヒューズに代わるもので、モーターの過電流および過熱保護に広く使用されています。, 変圧器, スイッチング電源, 電子回路, およびその他のアプリケーション. 過電流保護 PTC サーミスタは、抵抗の急激な変化によって回路全体の電力消費を制限し、残留電流を低減します。. 従来のヒューズは回路が切れた後に自動的にリセットできませんが、, 過電流保護 PTC サーミスタは、障害が解消されると保護前の状態に戻ります。. 障害が再発した場合, 過電流および過熱保護機能を再開できます。.

過電流・過熱保護部品として過電流保護PTCサーミスタを選択する場合, 最初に回路の最大通常動作電流を決定します。 (PTCサーミスタの非動作電流) PTCサーミスタの設置場所の最高周囲温度 (通常動作時). 次, 保護電流を考慮する (すなわち, 過電流保護PTCサーミスタのトリップ電流), 最大動作電圧, および定格ゼロ電力抵抗. コンポーネントの寸法などの要素も考慮する必要があります. 使用周囲温度との関係を下図に示します。, 非トリップ電流, およびトリップ電流.

過電流保護用のPTCサーミスタ

PTC サーミスタ過電流保護ディスク 0R30 24V 1.8A 120C はシーメンスを置き換えます

1000V PTC サーミスタ MZ8, 100 200R 75 学位, 1KV, 過電流保護, 耐久性のあるセラミック

適用原理
回路が正常に動作している場合, 過電流保護PTCサーミスタに流れる電流が定格電流より小さい. PTC サーミスタは低い抵抗を維持し、保護された回路の通常の動作に影響を与えません。. 回路故障が発生し、定格電流を大幅に超える電流が流れた場合, PTCサーミスタが突然発熱する, 高抵抗状態を想定した場合, 回路を相対的に配置する “オフ” 状態を維持し、損傷から保護します. 障害が解決したら, PTC サーミスタは自動的に低抵抗状態に戻ります, そして回路は通常の動作を再開します.

形 2 通常動作時の回路の電圧-電流特性曲線と負荷曲線を示します。. A点からB点へ, PTCサーミスタにかかる電圧が徐々に上昇, そこを流れる電流も直線的に増加します, PTC サーミスタの抵抗が本質的に変化していないことを示しています, 低抵抗状態を維持する. 点Bから点Eまで, 電圧は徐々に上昇します, 発熱によりPTCサーミスタの抵抗が急激に増加します. 流れる電流も急激に減少します, PTC サーミスタが保護状態に入ったことを示します. 通常の荷重曲線が点 B を下回っている場合, PTC サーミスタは保護状態になりません.

一般的に, 過電流および過熱保護には 3 つのタイプがあります:

1. 過電流 (形 3): RL1 は通常動作時の負荷曲線です。. 負荷抵抗が低下した場合, 変圧器線が短絡した場合など, 負荷曲線は RL1 から RL2 に変化します, 点Bを超える, PTC サーミスタは保護状態に入ります。.

2. 電圧過電流 (形 4): 電源電圧が上昇した場合, 220Vの電力線が突然380Vに上昇した場合など, 負荷曲線は RL1 から RL2 に変化します, 点Bを超える, PTC サーミスタは保護状態に入ります。.

3. オーバーヒート (形 5): 周囲温度が一定の限度を超えて上昇した場合, PTC サーミスタの電圧 - アンペア特性曲線は A-B-E から A-B1-F に変化します. 荷重曲線RLがB1点を超える場合, PTC サーミスタが保護モードに入ります.

過電流保護回路図

モデル	定格抵抗 R25(おお) ±25%	非動作時電流内部(ミリアンペア)		動作電流 @25℃ それ(ミリアンペア)	最大動作電圧 Vmax(あ)	最大電流 imax(あ)	キュリー温度 Tc(℃)	寸法 (んん)
モデル	定格抵抗 R25(おお) ±25%	@25℃	@60℃	動作電流 @25℃ それ(ミリアンペア)	最大動作電圧 Vmax(あ)	最大電流 imax(あ)	キュリー温度 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

モデル	定格抵抗 R25(おお) ±25%	非動作時電流内部(ミリアンペア)		動作電流 @25℃ それ(ミリアンペア)	最大動作電圧 Vmax(あ)	最大電流 imax(あ)	キュリー温度 Tc(℃)	寸法 (んん)
モデル	定格抵抗 R25(おお) ±25%	@25℃	@60℃	動作電流 @25℃ それ(ミリアンペア)	最大動作電圧 Vmax(あ)	最大電流 imax(あ)	キュリー温度 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

モデル	定格抵抗 R25(おお) ±25%	非動作時電流内部(ミリアンペア)		動作電流 @25℃ それ(ミリアンペア)	最大動作電圧 Vmax(あ)	最大電流 imax(あ)	キュリー温度 Tc(℃)	寸法 (んん)
モデル	定格抵抗 R25(おお) ±25%	@25℃	@60℃	動作電流 @25℃ それ(ミリアンペア)	最大動作電圧 Vmax(あ)	最大電流 imax(あ)	キュリー温度 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

モデル	定格抵抗 R25(おお) ±25%	非動作時電流内部(ミリアンペア)		動作電流 @25℃ それ(ミリアンペア)	最大動作電圧 Vmax(あ)	最大電流 imax(あ)	キュリー温度 Tc(℃)	寸法 (んん)
モデル	定格抵抗 R25(おお) ±25%	@25℃	@60℃	動作電流 @25℃ それ(ミリアンペア)	最大動作電圧 Vmax(あ)	最大電流 imax(あ)	キュリー温度 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

モデルパラメータ

過電流保護用の汎用PTCサーミスタ

PTC過電流保護回路図

過電流保護用PTCサーミスタのセレクションガイド

PTC過電流保護サーミスタのモデルパラメータ

1. 最大動作電圧
PTCサーミスタを回路内で直列に接続した場合, 通常動作中は、電圧のごく一部だけが両端に残ります。. PTCサーミスタが作動して高抵抗状態になるとき, ほぼ全電源電圧に耐える必要があります. したがって, PTCサーミスタを選択する場合, 十分に高い最大動作電圧を持っていることを確認してください, 潜在的な電源電圧の変動も考慮しながら.

2. 非動作電流と動作電流
確実なスイッチングを実現するために, 動作電流は非動作電流の少なくとも2倍でなければなりません.
周囲温度は非動作電流と動作電流の両方に大きな影響を与えるため、 (下の図を参照してください), 最悪のシナリオを考慮する必要がある. 非動作電流は、最大許容周囲温度で選択する必要があります。, 一方、動作電流は周囲温度が低いときに選択する必要があります。.

3. 最大動作電圧時の最大許容電流
PTCサーミスタによる保護機能が必要な場合, 最大許容値を超える電流を生成する可能性のある条件が回路にないか確認してください。. これは通常、短絡の危険性がある状況を指します。. データシートには最大電流値が指定されています. この値を超えると、PTC サーミスタが損傷したり、早期に故障したりする可能性があります。.

4. スイッチング温度 (キュリー温度)
キュリー温度 80°C の過電流保護コンポーネントを提供しています, 100℃, 120℃, 140℃. 非動作電流はキュリー温度とPTCサーミスタチップの直径によって異なります。. コストを削減するには, キュリー温度が高く、寸法が小さいコンポーネントを選択する必要があります. さらに, このような PTC サーミスタの高い表面温度が回路に望ましくない副作用を引き起こす可能性があるかどうかを考慮する必要があります。. 一般的に, キュリー温度は最大周囲動作温度を超える必要があります。 20 40℃まで.

5. 環境への影響

化学物質にさらされた場合、またはポッティングコンパウンドやフィラーを使用した場合, 細心の注意を払う必要があります. チタン酸バリウムセラミックの減少により、PTC サーミスタの効率が低下する可能性があります。. ポッティングによる熱伝導率の変化も、局所的な過熱や損傷を引き起こす可能性があります。.

付録: 電源トランスの過電流保護用PTCサーミスタの選定例

電源トランスの一次電圧は220Vです, 二次電圧16V, 二次電流1.5A. 二次過電流状態時, 一次電流は約350mAです, 保護は次の期間内に有効化する必要があります 10 分. 変圧器の動作温度範囲は-10°C～40°Cです。, 通常動作時の温度上昇は 15°C ～ 20°C. PTCサーミスタは変圧器の近くに設置されています. 一次保護にはPTCサーミスタを選択してください.

1. 最大動作電圧の決定

変圧器の動作電圧は220Vです. 電源変動を考慮して, 最大動作電圧は 220V x である必要があります。 (1 + 20%) = 264V.

PTCサーミスタの最大動作電圧は265Vです。.

2. 非動作電流の決定

計算と測定により、通常動作時の変圧器の一次電流は 125mA であることがわかります。. PTCサーミスタの設置場所の周囲温度が60℃に達する可能性があることを考慮すると、, 60℃での非動作電流は130～140mAである必要があります.

3. 動作電流の決定

PTCサーミスタの設置場所の周囲温度が-10℃または25℃に達する可能性があることを考慮すると、, 動作電流は-10°Cまたは25°Cで340～350mAである必要があります。, 動作時間は約 5 分.

4. 定格ゼロ電力抵抗器 R25 の決定

PTCサーミスタを1次側に直列に接続した場合, 発生する電圧降下は最小限に抑える必要があります. PTC サーミスタ自体の発熱も最小限に抑える必要があります。. 一般的に, PTC サーミスタの電圧降下は以下でなければなりません。 1% 総電源のうち. R25 は次のように計算されます。:

220V× 1% ÷ 0.125A = 17.6Ω

5. 最大電流の決定

実際の測定によると, 変圧器の二次側が短絡した場合, 一次電流は500mAに達する可能性があります. 部分短絡時の1次コイルに流れる電流増加を考慮, PTC サーミスタの最大電流は 1A 以上でなければなりません.

6. キュリー温度と寸法の決定
PTCサーミスタの設置場所の周囲温度が60℃に達する可能性があることを考慮すると、, キュリー温度を選択する場合は、この値に 40°C を加えます。, キュリー温度は100℃になります. しかし, コストと、変圧器巻線内に PTC サーミスタが取り付けられていないという事実を考慮して, 表面温度が高くても変圧器に悪影響を与えることはありません。, したがって、120℃のキュリー温度を選択できます. これにより、PTCサーミスタの直径を小さくすることができます。, コストを削減する.

7. PTC サーミスタのモデルを決定する
上記の要件に基づいて, 当社仕様書をご確認の上、, MZ11-10P15RH265を選択しました. つまり: 最大動作電圧 265V, 定格ゼロ電力抵抗 15Ω ± 25%, 非動作電流 140 ミリアンペア, 動作電流 350 ミリアンペア, 最大電流1.2A, キュリー温度 120℃, 最大サイズø11.0mm.

PTC の故障モード
PTC サーミスタの信頼性を測定するための主な指標は 2 つあります。:

あ. 耐電圧容量: 規定の電圧を超えると、PTCサーミスタがショートして故障する可能性があります。. 高電圧を印加することで耐電圧の低い製品を排除, PTC サーミスタが最大動作電圧以下で安全であることを保証する (Vmax).
B. 電流耐量: 指定された電流またはスイッチングサイクル数を超えると、PTC サーミスタが不可逆的な高抵抗状態を示し、故障する可能性があります。. 周期的なオン/オフテストでは早期故障を完全に排除することはできません.

指定された動作条件下で, PTC サーミスタは故障後に高抵抗状態を示します. PTCサーミスタへの長期電圧印加 (一般にそれよりも大きい 1000 時間) 室温での抵抗の増加は最小限に抑えられます。. この増加は、キュリー温度が 200°C を超える PTC 発熱体でより顕著になります。. PTC 発熱体以外にも, PTC 故障の主な原因は、スイッチング中にセラミックの中心に生じる応力亀裂です。. PTCサーミスタ動作時, 温度の不均一な分布, 抵抗率, 電界, PTC セラミック内の出力密度により、中心部に高い応力が発生します。, 層間剥離やひび割れの原因となる.