Заштита од прекуструјна PTC термистор

Заштита од прекуструјна PTC термистор

Преглед на производот
Заштита од прекумерна струја PTC термисторите се заштитни компоненти кои автоматски штитат од ненормални температури и струи, и се познати како “осигурувачи кои се ресетираат” или “10,000-временски осигурувачи.” Тие ги заменуваат традиционалните осигурувачи и широко се користат за заштита од прекумерна струја и прегревање кај моторите, трансформатори, прекинувачки напојувања, електронски кола, и други апликации. Заштита од прекуструјна PTC термисторите ја намалуваат преостанатата струја со ограничување на дисипацијата на моќноста во целото коло преку ненадејна промена на отпорот. Додека традиционалните осигурувачи не можат автоматски да се ресетираат по дува коло, Заштита од прекумерна струја PTC термисторите се враќаат во нивната претходна заштитна состојба откако ќе се отстрани дефектот. Доколку повторно се појави дефект, тие можат да ја продолжат својата функција за заштита од прекумерна струја и прегревање.

При изборот на PTC термистор за заштита од прекумерна струја како компонента за заштита од прекумерна струја и прегревање, прво се определи максималната нормална работна струја на колото (неработната струја на PTC термисторот) и максималната амбиентална температура на местото за инсталирање на PTC термисторот (при нормална работа). Следно, разгледајте ја заштитната струја (Т.е., струјата на исклучување на PTC термисторот за заштита од прекуструјна), максималниот работен напон, и номиналната отпорност на нулта моќност. Треба да се земат предвид и фактори како што се димензиите на компонентата. На следната слика е прикажана врската помеѓу работната температура на околината, струја што не се исклучува, и струја на исклучување.

PTC термистор за заштита од прекумерна струја

PTC термисторски диск за заштита од прекумерна струја 0R30 24V 1.8A 120C го заменува Siemens

1000V PTC Термистор MZ8, 100 200Р 75 Степени, 1КВ, Заштита од прекумерна струја, Издржлива керамика

Принцип на примена
Кога колото работи нормално, струјата што тече низ PTC термисторот за заштита од прекуструјна е помала од номиналната струја. Термисторот PTC одржува низок отпор и не влијае на нормалното функционирање на заштитеното коло. Кога ќе се појави дефект на колото и струјата значително ја надминува номиналната струја, термисторот PTC наеднаш се загрева, претпоставувајќи состојба на висок отпор, поставување на колото во релативно “исклучен” државата и со тоа го штити од оштетување. Откако ќе се реши дефектот, термисторот PTC автоматски се враќа во состојба со низок отпор, и колото продолжува со нормална работа.

Слика 2 ја покажува карактеристичната крива на волт-ампер и кривата на оптоварување за колото при нормална работа. Од точка А до точка Б, напонот што се применува на PTC термисторот постепено се зголемува, а струјата што тече низ него исто така се зголемува линеарно, што покажува дека отпорот на PTC термисторот останува суштински непроменет, останувајќи во состојба со низок отпор. Од точка Б до точка Е, напонот постепено се зголемува, а отпорот на PTC термисторот брзо се зголемува поради создавањето на топлина. Струјата што тече низ него исто така брзо се намалува, што укажува дека термисторот PTC влегол во својата заштитна состојба. Ако нормалната крива на оптоварување е под точката Б, термисторот PTC нема да влезе во својата заштитна состојба.

Општо земено, постојат три вида заштита од прекумерна струја и прекумерна температура:

1. Тековна прекумерна струја (Слика 3): RL1 е кривата на оптоварување при нормална работа. Кога отпорот на оптоварување се намалува, како на пример кога трансформаторската линија се кратки споеви, кривата на оптоварување се менува од RL1 во RL2, надминување на точката Б, и PTC термисторот влегува во својата заштитна состојба.

2. Прекумерна струја на напон (Слика 4): Кога се зголемува напонот на напојувањето, како на пример кога далноводот од 220V одеднаш се искачи на 380V, кривата на оптоварување се менува од RL1 во RL2, надминување на точката Б, и PTC термисторот влегува во својата заштитна состојба.

3. Прегрејте (Слика 5): Кога температурата на околината ќе се издигне над одредена граница, карактеристичната крива на волт-ампер на PTC термисторот се менува од A-B-E во A-B1-F. Кога кривата на оптоварување RL ја надминува точката B1, термисторот PTC влегува во режим на заштита.

Дијаграм на кола за заштита од прекумерна струја

Параметри на моделот

Општа намена PTC термистор за заштита од прекумерна струја

Дијаграм на коло за заштита од прекуструјна PTC

Водич за избор на PTC термистори за заштита од прекумерна струја

Моделски параметри на PTC термистор за заштита од прекуструјна струја

1. Максимален работен напон
Кога PTC термистор е поврзан во серија во коло, само мал дел од напонот останува преку него при нормална работа. Кога PTC термисторот ќе се активира и ќе добие состојба на висока отпорност, мора да го издржи речиси целиот напон на напојувањето. Затоа, при избор на PTC термистор, осигурајте се дека има доволно висок максимален работен напон, притоа земајќи ги предвид и потенцијалните флуктуации на напонот на напојувањето.

2. Неоперативна струја и оперативна струја
За да се обезбеди сигурно префрлување, работната струја мора да биде најмалку двојно поголема од неработната струја.
Бидејќи температурата на околината значително влијае и на неработните и на работните струи (видете ја сликата подолу), мора да се разгледаат најлошите сценарија. Неработната струја треба да се избере на максималната дозволена амбиентална температура, додека работната струја треба да се избере на пониска амбиентална температура.

3. Максимална дозволена струја при максимален работен напон
Кога е потребен PTC термистор за извршување на заштитна функција, проверете го колото за услови кои би можеле да генерираат струи што ја надминуваат максималната дозволена вредност. Ова генерално се однесува на ситуации каде што постои ризик од краток спој. Листот со податоци ја одредува максималната тековна вредност. Надминувањето на оваа вредност може да го оштети или предвремено да го расипе PTC термисторот.

4. Температура на префрлување (Кири температура)
Нудиме компоненти за заштита од прекумерна струја со температури Кири од 80°C, 100° C., 120° C., и 140°C. Неработната струја зависи од температурата на Кири и дијаметарот на чипот на термисторот PTC. За да се намалат трошоците, треба да се изберат компоненти со високи температури на Кири и мали димензии. Понатаму, треба да се разгледа дали високата температура на површината на таков PTC термистор може да предизвика несакани несакани ефекти во колото. Општо земено, температурата на Кири треба да ја надмине максималната работна температура на околината за 20 до 40°C.

5. Влијание врз животната средина

Кога се изложени на хемикалии или кога се користат соединенија за саксии или полнила, мора да се покаже голема претпазливост. Ова може да ја намали ефикасноста на PTC термисторот поради намалување на керамиката на бариум титанат. Промените во топлинската спроводливост предизвикани од саксии, исто така, може да доведат до локализирано прегревање и оштетување.

Додаток: Пример за избор на PTC термистор за заштита од прекуструјна заштита од енергетски трансформатор

Енергетскиот трансформатор има примарен напон од 220V, секундарен напон од 16V, и секундарна струја од 1,5А. За време на секундарна прекумерна состојба, примарната струја е приближно 350 mA, а заштитата треба да се активира во рамките 10 минути. Работната температура на трансформаторот се движи од -10°C до 40°C, со пораст на температурата од 15°C до 20°C при нормална работа. Термисторот PTC е инсталиран блиску до трансформаторот. Изберете PTC термистор за примарна заштита.

1. Одреди го максималниот работен напон

Работниот напон на трансформаторот е 220 V. Имајќи ги предвид флуктуациите на напојувањето, максималниот работен напон треба да биде 220V x (1 + 20%) = 264 V.

Максималниот работен напон на PTC термисторот е 265V.

2. Определете ја неработната струја

Пресметките и мерењата покажуваат дека примарната струја на трансформаторот е 125 mA при нормална работа. Имајќи предвид дека температурата на околината на местото за инсталација на PTC термисторот може да достигне до 60°C, неработната струја на 60°C треба да биде 130-140 mA.

3. Одредување на оперативната струја

Имајќи предвид дека температурата на околината на местото за инсталирање на PTC термисторот може да достигне до -10°C или 25°C, работната струја треба да биде 340-350 mA на -10°C или 25°C, со време на работа од приближно 5 минути.

4. Одредување на номинален отпорник со нулта моќност R25

Кога PTC термистор е поврзан во серија со примарниот, генерираниот пад на напонот треба да се минимизира. Сопственото производство на топлина на PTC термисторот исто така треба да се минимизира. Општо земено, падот на напонот на PTC термистор треба да биде помал од 1% од вкупното напојување. R25 се пресметува на следниов начин:

220V × 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Одредување на максималната струја

Според вистинските мерења, кога секундарниот дел на трансформаторот е краток спој, примарната струја може да достигне 500 mA. Имајќи ја предвид зголемената струја што тече низ примарната намотка кога ќе се појави делумен краток спој, максималната струја на PTC термисторот треба да биде над 1А.

6. Определете ја температурата и димензиите на Кири
Имајќи предвид дека температурата на околината на местото за инсталација на PTC термисторот може да достигне до 60°C, додадете 40°C на оваа вредност кога ја избирате температурата на Кири, што резултира со Кири температура од 100°C. Сепак, земајќи ги предвид трошоците и фактот дека PTC термисторот не е инсталиран во намотката на трансформаторот, неговата повисока температура на површината нема негативно да влијае на трансформаторот, па може да се избере Кири температура од 120°C. Ова овозможува да се намали дијаметарот на термисторот PTC, намалување на трошоците.

7. Определете го моделот на термистор PTC
Врз основа на горенаведените барања, по консултација со листот со спецификации на нашата компанија, го избравме MZ11-10P15RH265. Тоа е: максимален работен напон 265V, номинален отпор на нулта моќност 15Ω ± 25%, неработна струја 140 Ма, работна струја 350 Ма, максимална струја 1,2А, Кири температура 120°C, и максимална големина ø11,0мм.

Режими на неуспех на PTC
Постојат два главни индикатори за мерење на доверливоста на PTC термисторите:

А. Капацитет за издржување на напон: Надминувањето на напонот може да предизвика краток спој и расипување на PTC термисторот. Примената на висок напон ги елиминира производите со нисконапонски отпорен капацитет, осигурувајќи дека PTC термисторите се безбедни под максималниот работен напон (Vmax).
Б. Тековен отпорен капацитет: Надминувањето на одредената струја или бројот на преклопни циклуси може да предизвика PTC термисторот да покаже неповратна состојба на висока отпорност и да не успее. Цикличното тестирање за вклучување-исклучување не може целосно да ги елиминира предвремените дефекти.

Под одредени работни услови, PTC термистор покажува состојба на висока отпорност по дефект. Долгорочна примена на напон на PTC термистор (генерално поголема од 1000 часови) резултира со минимално зголемување на неговата отпорност на собна температура. Ова зголемување е поизразено кај грејните елементи на PTC со Кири температура која надминува 200°C. Покрај грејните елементи на PTC, Примарната причина за дефект на PTC е напукнување на стрес во центарот на керамиката за време на префрлувањето. За време на работата на PTC термистор, нерамномерна распределба на температурата, отпорност, електрично поле, и густината на моќноста во рамките на PTC керамиката доведува до висок стрес во центарот, што резултира со раслојување и пукање.