Pārstrāvas aizsardzība PTC termistors

Pārstrāvas aizsardzība PTC termistors

Produkta pārskats
Pārstrāvas aizsardzība PTC termistori ir aizsargkomponenti, kas automātiski aizsargā pret neparastām temperatūrām un strāvām, un ir plaši pazīstami kā “atiestatāmi drošinātāji” vai “10,000-laika drošinātāji.” Tie aizstāj tradicionālos drošinātājus un tiek plaši izmantoti motoru aizsardzībai pret pārslodzi un pārkaršanu, transformatori, barošanas avotu maiņa, elektroniskās shēmas, un citas lietojumprogrammas. Pārstrāvas aizsardzība PTC termistori samazina atlikušo strāvu, ierobežojot jaudas izkliedi visā ķēdē ar pēkšņām pretestības izmaiņām. Lai gan tradicionālie drošinātāji nevar automātiski atiestatīt pēc ķēdes pārdegšanas, pārstrāvas aizsardzība PTC termistori atgriežas iepriekšējā aizsardzības stāvoklī, tiklīdz defekts ir novērsts. Ja kļūme atkārtojas, tie var atsākt pārslodzes un pārkaršanas aizsardzības funkciju.

Izvēloties pārstrāvas aizsardzības PTC termistoru kā pārstrāvas un pārkaršanas aizsardzības sastāvdaļu, vispirms nosaka ķēdes maksimālo normālo darba strāvu (PTC termistora nedarbojošā strāva) un maksimālo apkārtējās vides temperatūru PTC termistora uzstādīšanas vietā (normālas darbības laikā). Tālāk, apsveriet aizsardzības strāvu (T.i., pārstrāvas aizsardzības PTC termistora izslēgšanas strāva), maksimālais darba spriegums, un nominālā nulles jaudas pretestība. Jāņem vērā arī tādi faktori kā komponenta izmēri. Nākamajā attēlā parādīta sakarība starp apkārtējās vides darba temperatūru, strāva bez atvienošanas, un izslēgšanas strāva.

PTC termistors aizsardzībai pret pārslodzi

PTC termistora pārsprieguma aizsardzības disks 0R30 24V 1.8A 120C aizstāj Siemens

1000V PTC termistors MZ8, 100 200R 75 Grādi, 1KV, Pārmērīga aizsardzība, Izturīga keramika

Pielietošanas princips
Kad ķēde darbojas normāli, strāva, kas plūst caur pārstrāvas aizsardzības PTC termistoru, ir mazāka par nominālo strāvu. PTC termistors uztur zemu pretestību un neietekmē normālu aizsargātās ķēdes darbību. Kad rodas ķēdes bojājums un strāva ievērojami pārsniedz nominālo strāvu, PTC termistors pēkšņi uzsilst, pieņemot augstas pretestības stāvokli, ievietojot ķēdi relatīvā “izslēgts” stāvokli un tādējādi pasargājot to no bojājumiem. Kad kļūme ir novērsta, PTC termistors automātiski atgriežas zemas pretestības stāvoklī, un ķēde atsāk normālu darbību.

attēls 2 parāda voltu-ampēru raksturlīkni un slodzes līkni ķēdei normālas darbības laikā. No punkta A uz punktu B, PTC termistoram pievadītais spriegums pakāpeniski palielinās, un caur to plūstošā strāva arī lineāri palielinās, norādot, ka PTC termistora pretestība būtībā paliek nemainīga, paliekot zemas pretestības stāvoklī. No punkta B uz punktu E, spriegums pakāpeniski palielinās, un PTC termistora pretestība strauji palielinās siltuma ģenerēšanas dēļ. Strauji samazinās arī caur to plūstošā strāva, kas norāda, ka PTC termistors ir nonācis aizsardzības stāvoklī. Ja parastā slodzes līkne ir zem punkta B, PTC termistors neieslēgsies aizsardzības stāvoklī.

Vispārīgi, ir trīs pārstrāvas un pārkaršanas aizsardzības veidi:

1. Strāvas pārstrāva (attēls 3): RL1 ir slodzes līkne normālas darbības laikā. Kad slodzes pretestība samazinās, piemēram, kad notiek transformatora līnijas īssavienojumi, slodzes līkne mainās no RL1 uz RL2, pārsniedz punktu B, un PTC termistors nonāk aizsardzības stāvoklī.

2. Sprieguma pārstrāva (attēls 4): Kad barošanas spriegums palielinās, piemēram, kad 220V elektrolīnija pēkšņi paaugstinās līdz 380V, slodzes līkne mainās no RL1 uz RL2, pārsniedz punktu B, un PTC termistors nonāk aizsardzības stāvoklī.

3. Pārkarst (attēls 5): Kad apkārtējā temperatūra paaugstinās virs noteiktas robežas, PTC termistora volta-ampēra raksturlīkne mainās no A-B-E uz A-B1-F. Kad slodzes līkne RL pārsniedz punktu B1, PTC termistors pāriet aizsardzības režīmā.

Pārstrāvas aizsardzības shēmas shēma

Modeļa parametri

Universāls PTC termistors aizsardzībai pret pārslodzi

PTC pārstrāvas aizsardzības shēmas shēma

Atlases rokasgrāmata PTC termistori aizsardzībai pret pārspriegumu

PTC pārstrāvas aizsardzības termistora modeļa parametri

1. Maksimālais darba spriegums
Kad PTC termistors ir pievienots virknē ķēdē, normālas darbības laikā pāri tai paliek tikai neliela sprieguma daļa. Kad PTC termistors aktivizējas un pārņem augstas pretestības stāvokli, tam ir jāiztur gandrīz viss barošanas spriegums. Tāpēc, izvēloties PTC termistoru, nodrošināt, lai tam būtu pietiekami augsts maksimālais darba spriegums, vienlaikus ņemot vērā arī iespējamās barošanas avota sprieguma svārstības.

2. Nedarbības strāva un darbības strāva
Lai nodrošinātu uzticamu pārslēgšanu, darba strāvai jābūt vismaz divas reizes lielākai par nedarba strāvu.
Tā kā apkārtējās vides temperatūra būtiski ietekmē gan nedarba, gan darba strāvu (skatiet attēlu zemāk), jāņem vērā sliktākie scenāriji. Nedarbojošā strāva jāizvēlas maksimāli pieļaujamā apkārtējās vides temperatūrā, savukārt darba strāva jāizvēlas zemākā apkārtējā temperatūrā.

3. Maksimālā pieļaujamā strāva pie maksimālā darba sprieguma
Kad PTC termistors ir nepieciešams, lai veiktu aizsargfunkciju, pārbaudiet, vai ķēdē nav apstākļu, kas varētu radīt strāvas, kas pārsniedz maksimāli pieļaujamo vērtību. Tas parasti attiecas uz situācijām, kad pastāv īssavienojuma risks. Datu lapā ir norādīta maksimālā strāvas vērtība. Šīs vērtības pārsniegšana var sabojāt vai priekšlaicīgi sabojāt PTC termistoru.

4. Pārslēgšanas temperatūra (Kirī temperatūra)
Mēs piedāvājam pārslodzes aizsardzības komponentus ar Curie temperatūru 80°C, 100° C, 120° C, un 140°C. Nedarbojošā strāva ir atkarīga no Kirī temperatūras un PTC termistora mikroshēmas diametra. Lai samazinātu izmaksas, jāizvēlas komponenti ar augstu Kirī temperatūru un maziem izmēriem. Turklāt, jāapsver, vai šāda PTC termistora augstā virsmas temperatūra var izraisīt ķēdē nevēlamas blakusparādības. Vispārīgi, Kirī temperatūrai vajadzētu pārsniegt maksimālo apkārtējās vides temperatūru par 20 līdz 40°C.

5. Ietekme uz vidi

Saskaroties ar ķimikālijām vai izmantojot augu maisījumus vai pildvielas, jāievēro īpaša piesardzība. Tas var samazināt PTC termistora efektivitāti bārija titanāta keramikas samazināšanās dēļ. Podiņu radītās siltumvadītspējas izmaiņas var izraisīt arī lokālu pārkaršanu un bojājumus.

Pielikums: PTC termistora izvēles piemērs strāvas transformatora aizsardzībai pret pārspriegumu

Strāvas transformatora primārais spriegums ir 220 V, sekundārais spriegums 16 V, un sekundāro strāvu 1,5 A. Sekundārā pārstrāvas stāvoklī, primārā strāva ir aptuveni 350 mA, un aizsardzība ir jāaktivizē 10 minūtes. Transformatora darba temperatūra svārstās no -10°C līdz 40°C, ar temperatūras paaugstināšanos no 15°C līdz 20°C normālas darbības laikā. PTC termistors ir uzstādīts tuvu transformatoram. Lūdzu, izvēlieties PTC termistoru primārajai aizsardzībai.

1. Nosakiet maksimālo darba spriegumu

Transformatora darba spriegums ir 220 V. Ņemot vērā strāvas padeves svārstības, maksimālajam darba spriegumam jābūt 220 V x (1 + 20%) = 264 V.

PTC termistora maksimālais darba spriegums ir 265 V.

2. Nosakiet nedarbojošo strāvu

Aprēķini un mērījumi liecina, ka transformatora primārā strāva normālas darbības laikā ir 125mA. Ņemot vērā, ka apkārtējās vides temperatūra PTC termistora uzstādīšanas vietā var sasniegt pat 60°C, nedarbošanās strāvai 60°C temperatūrā jābūt 130-140mA.

3. Darba strāvas noteikšana

Ņemot vērā, ka apkārtējās vides temperatūra PTC termistora uzstādīšanas vietā var sasniegt pat -10°C vai 25°C, darba strāvai jābūt 340-350mA pie -10°C vai 25°C, ar aptuveni darbības laiku 5 minūtes.

4. Nominālās nulles jaudas rezistora R25 noteikšana

Kad PTC termistors ir savienots virknē ar primāro, radītais sprieguma kritums ir jāsamazina līdz minimumam. Arī paša PTC termistora siltuma ražošana ir jāsamazina. Vispārīgi, PTC termistora sprieguma kritumam jābūt mazākam par 1% no kopējā barošanas avota. R25 aprēķina šādi:

220V × 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Maksimālās strāvas noteikšana

Pēc faktiskajiem mērījumiem, kad transformatora sekundārais ir īssavienojums, primārā strāva var sasniegt 500mA. Ņemot vērā palielināto strāvu, kas plūst caur primāro spoli, kad notiek daļējs īssavienojums, PTC termistora maksimālajai strāvai jābūt virs 1A.

6. Nosakiet Kirī temperatūru un izmērus
Ņemot vērā, ka apkārtējās vides temperatūra PTC termistora uzstādīšanas vietā var sasniegt pat 60°C, pievienojot šai vērtībai 40°C, izvēloties Kirī temperatūru, kā rezultātā Kirī temperatūra ir 100°C. Lai arī, ņemot vērā izmaksas un to, ka PTC termistors nav uzstādīts transformatora tinumā, tā augstākā virsmas temperatūra negatīvi neietekmēs transformatoru, tāpēc var izvēlēties Kirī temperatūru 120°C. Tas ļauj samazināt PTC termistora diametru, samazinot izmaksas.

7. Nosakiet PTC termistora modeli
Pamatojoties uz iepriekš minētajām prasībām, pēc iepazīšanās ar mūsu uzņēmuma specifikāciju lapu, mēs izvēlējāmies MZ11-10P15RH265. Tas ir: maksimālais darba spriegums 265V, nominālā nulles jaudas pretestība 15Ω ± 25%, nedarbojoša strāva 140 maiņa, darba strāva 350 maiņa, maksimālā strāva 1,2A, Kirī temperatūra 120°C, un maksimālais izmērs ø11.0mm.

PTC kļūmes režīmi
PTC termistoru uzticamības mērīšanai ir divi galvenie rādītāji:

Izšķirt. Sprieguma izturības jauda: Norādītā sprieguma pārsniegšana var izraisīt PTC termistora īssavienojumu un sabojāšanos. Augsta sprieguma izmantošana novērš produktus ar zema sprieguma izturīgumu, nodrošinot, ka PTC termistori ir droši zem maksimālā darba sprieguma (Vmaks).
Bārts. Strāvas izturības jauda: Norādītās strāvas vai pārslēgšanas ciklu skaita pārsniegšana var izraisīt PTC termistora neatgriezenisku augstas pretestības stāvokli un atteici. Cikliskā ieslēgšanas un izslēgšanas pārbaude nevar pilnībā novērst priekšlaicīgas kļūmes.

Noteiktos ekspluatācijas apstākļos, PTC termistoram pēc atteices ir augstas pretestības stāvoklis. Ilgtermiņa sprieguma pielietošana PTC termistoram (parasti lielāks par 1000 stundas) rada minimālu tā pretestības pieaugumu istabas temperatūrā. Šis pieaugums ir izteiktāks PTC sildelementos, kuru Kirī temperatūra pārsniedz 200°C. Papildus PTC sildelementiem, galvenais PTC atteices cēlonis ir sprieguma plaisāšana keramikas centrā pārslēgšanas laikā. PTC termistora darbības laikā, nevienmērīgs temperatūras sadalījums, pretestība, elektriskais lauks, un jaudas blīvums PTC keramikā izraisa augstu spriegumu centrā, kā rezultātā veidojas atslāņošanās un plaisāšana.