Overstroombeveiliging PTC-thermistor

Overstroombeveiliging PTC-thermistor

Productoverzicht
Overstroombeveiliging PTC-thermistors zijn beschermende componenten die automatisch beschermen tegen abnormale temperaturen en stromen, en zijn algemeen bekend als “resetbare zekeringen” of “10,000-de tijd smelt.” Ze vervangen traditionele zekeringen en worden veel gebruikt voor overstroom- en oververhittingsbeveiliging in motoren, transformatoren, schakelende voedingen, elektronische circuits, en andere toepassingen. Overstroombeveiliging PTC-thermistors verminderen de reststroom door de vermogensdissipatie in het gehele circuit te beperken door een plotselinge verandering in de weerstand. Terwijl traditionele zekeringen niet automatisch kunnen worden gereset nadat een circuit is doorgebrand, overstroombeveiliging PTC-thermistors keren terug naar hun status van vóór de beveiliging zodra de fout is verholpen. Als er zich opnieuw een storing voordoet, ze kunnen hun overstroom- en oververhittingsbeveiligingsfunctie hervatten.

Bij het selecteren van een PTC-thermistor tegen overstroom als beschermingscomponent tegen overstroom en oververhitting, Bepaal eerst de maximale normale bedrijfsstroom van het circuit (de niet-bedrijfsstroom van de PTC-thermistor) en de maximale omgevingstemperatuur op de installatielocatie van de PTC-thermistor (tijdens normaal bedrijf). Volgende, houd rekening met de beveiligingsstroom (D.W.Z., de uitschakelstroom van de PTC-thermistor met overstroombeveiliging), de maximale bedrijfsspanning, en de nominale nulvermogenweerstand. Er moet ook rekening worden gehouden met factoren zoals de afmetingen van het onderdeel. De volgende afbeelding toont het verband tussen de omgevingstemperatuur en de bedrijfstemperatuur, niet-uitschakelstroom, en uitschakelstroom.

PTC-thermistor voor overstroombeveiliging

PTC Thermistor Overstroombeveiliging Schijf 0R30 24V 1.8A 120C vervangt Siemens

1000V PTC-thermistor MZ8, 100 200R 75 Graden, 1Kv, Overstroombeveiliging, Duurzaam keramiek

Toepassingsprincipe
Wanneer het circuit normaal werkt, de stroom die door de PTC-thermistor met overstroombeveiliging vloeit, is minder dan de nominale stroom. De PTC-thermistor heeft een lage weerstand en heeft geen invloed op de normale werking van het beveiligde circuit. Wanneer er een circuitfout optreedt en de stroom de nominale stroom aanzienlijk overschrijdt, de PTC-thermistor wordt plotseling heet, uitgaande van een toestand met hoge weerstand, het plaatsen van het circuit in een relatief “uit” staat en beschermt het zo tegen schade. Zodra de storing is opgelost, de PTC-thermistor keert automatisch terug naar een toestand met lage weerstand, en het circuit hervat de normale werking.

Figuur 2 toont de volt-ampère-karakteristiek en belastingscurve voor het circuit tijdens normaal bedrijf. Van punt A naar punt B, de spanning die op de PTC-thermistor wordt toegepast, neemt geleidelijk toe, en de stroom die er doorheen vloeit, neemt ook lineair toe, wat aangeeft dat de weerstand van de PTC-thermistor in wezen onveranderd blijft, in een toestand met lage weerstand blijven. Van punt B naar punt E, de spanning neemt geleidelijk toe, en de weerstand van de PTC-thermistor neemt snel toe als gevolg van de warmteontwikkeling. De stroom die er doorheen vloeit, neemt ook snel af, wat aangeeft dat de PTC-thermistor de beveiligingsstatus heeft bereikt. Als de normale belastingscurve onder punt B ligt, de PTC-thermistor komt niet in de beveiligingsstatus.

Algemeen, er zijn drie soorten overstroom- en overtemperatuurbeveiliging:

1. Huidige overstroom (Figuur 3): RL1 is de belastingscurve tijdens normaal bedrijf. Wanneer de belastingsweerstand afneemt, zoals wanneer een transformatorlijn kortsluit, de belastingscurve verandert van RL1 naar RL2, punt B overschrijden, en de PTC-thermistor gaat naar de beveiligingsstatus.

2. Overstroom van spanning (Figuur 4): Wanneer de voedingsspanning toeneemt, zoals wanneer een 220V-voedingslijn plotseling stijgt naar 380V, de belastingscurve verandert van RL1 naar RL2, punt B overschrijden, en de PTC-thermistor gaat naar de beveiligingsstatus.

3. Oververhitting (Figuur 5): Wanneer de omgevingstemperatuur boven een bepaalde grens stijgt, De volt-ampère-karakteristieke curve van de PTC-thermistor verandert van A-B-E naar A-B1-F. Wanneer de belastingscurve RL punt B1 overschrijdt, de PTC-thermistor gaat naar de beveiligingsmodus.

Schakelschema voor overstroombeveiliging

Modelparameters

PTC-thermistor voor algemeen gebruik voor overstroombeveiliging

PTC-overstroombeveiliging schakelschema

Selectiegids voor PTC-thermistors voor overstroombeveiliging

Modelparameters van PTC-overstroombeveiligingsthermistor

1. Maximale bedrijfsspanning
Wanneer een PTC-thermistor in serie is geschakeld in een circuit, tijdens normaal bedrijf blijft er slechts een klein deel van de spanning over. Wanneer de PTC-thermistor wordt geactiveerd en een toestand met hoge weerstand aanneemt, het moet bestand zijn tegen vrijwel de gehele voedingsspanning. Daarom, bij het selecteren van een PTC-thermistor, Zorg ervoor dat de maximale bedrijfsspanning voldoende hoog is, waarbij ook rekening wordt gehouden met mogelijke schommelingen in de voedingsspanning.

2. Niet-bedrijfsstroom en bedrijfsstroom
Om betrouwbaar schakelen te garanderen, de bedrijfsstroom moet minimaal tweemaal de niet-bedrijfsstroom zijn.
Omdat de omgevingstemperatuur zowel de niet-bedrijfs- als de bedrijfsstroom aanzienlijk beïnvloedt (zie onderstaande figuur), Er moet rekening worden gehouden met worstcasescenario's. De niet-bedrijfsstroom moet worden geselecteerd bij de maximaal toegestane omgevingstemperatuur, terwijl de bedrijfsstroom moet worden geselecteerd bij een lagere omgevingstemperatuur.

3. Maximaal toegestane stroom bij maximale bedrijfsspanning
Wanneer een PTC-thermistor vereist is om een ​​beschermende functie uit te voeren, controleer het circuit op omstandigheden die stromen kunnen genereren die de maximaal toegestane waarde overschrijden. Meestal gaat het om situaties waarbij er kans is op kortsluiting. Het gegevensblad vermeldt de maximale stroomwaarde. Als deze waarde wordt overschreden, kan de PTC-thermistor beschadigd raken of voortijdig defect raken.

4. Temperatuur schakelen (Curie-temperatuur)
Wij bieden overstroombeveiligingscomponenten met Curie-temperaturen van 80°C, 100°C, 120°C, en 140°C. De niet-bedrijfsstroom is afhankelijk van de Curietemperatuur en de diameter van de PTC-thermistorchip. Om de kosten te verlagen, Er moeten componenten met hoge Curie-temperaturen en kleine afmetingen worden geselecteerd. Verder, Er moet worden overwogen of de hoge oppervlaktetemperatuur van een dergelijke PTC-thermistor ongewenste bijwerkingen in het circuit kan veroorzaken. Algemeen, de Curietemperatuur moet de maximale omgevingstemperatuur bij gebruik overschrijden 20 tot 40°C.

5. Milieu-impact

Bij blootstelling aan chemicaliën of bij gebruik van potgrond of vulstoffen, uiterste voorzichtigheid moet worden betracht. Dit kan de effectiviteit van de PTC-thermistor verminderen als gevolg van de reductie van het bariumtitanaatkeramiek. Veranderingen in de thermische geleidbaarheid veroorzaakt door oppotten kunnen ook leiden tot plaatselijke oververhitting en schade.

Bijlage: Voorbeeld van het selecteren van een PTC-thermistor voor overstroombeveiliging van een stroomtransformator

Een transformator heeft een primaire spanning van 220V, een secundaire spanning van 16V, en een secundaire stroom van 1,5A. Tijdens een secundaire overstroomtoestand, de primaire stroom bedraagt ​​ongeveer 350mA, en bescherming moet binnenin worden geactiveerd 10 notulen. De bedrijfstemperatuur van de transformator varieert van -10°C tot 40°C, met een temperatuurstijging van 15°C tot 20°C tijdens normaal bedrijf. De PTC-thermistor wordt dichtbij de transformator geïnstalleerd. Selecteer een PTC-thermistor voor primaire bescherming.

1. Bepaal de maximale bedrijfsspanning

De bedrijfsspanning van de transformator bedraagt ​​220V. Rekening houdend met schommelingen in de stroomvoorziening, de maximale bedrijfsspanning moet 220V x zijn (1 + 20%) = 264V.

De maximale bedrijfsspanning van de PTC-thermistor is 265V.

2. Bepaal de niet-bedrijfsstroom

Uit berekeningen en metingen blijkt dat de primaire stroom van de transformator tijdens normaal bedrijf 125mA bedraagt. Houd er rekening mee dat de omgevingstemperatuur op de installatielocatie van de PTC-thermistor kan oplopen tot 60°C, de niet-bedrijfsstroom bij 60°C moet 130-140mA zijn.

3. Bepalen van de bedrijfsstroom

Gezien het feit dat de omgevingstemperatuur op de installatielocatie van de PTC-thermistor zo laag kan zijn als -10°C of 25°C, de bedrijfsstroom moet 340-350 mA zijn bij -10°C of 25°C, met een gebruiksduur van ca 5 notulen.

4. Bepaling van de nominale nulvermogenweerstand R25

Wanneer een PTC-thermistor in serie is aangesloten met de primaire, de gegenereerde spanningsval moet tot een minimum worden beperkt. De eigen warmteontwikkeling van de PTC-thermistor moet ook worden geminimaliseerd. Algemeen, de spanningsval van een PTC-thermistor moet kleiner zijn dan 1% van de totale energievoorziening. R25 wordt als volgt berekend:

220V × 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Het bepalen van de maximale stroom

Volgens werkelijke metingen, wanneer de secundaire van de transformator kortgesloten is, de primaire stroom kan 500mA bereiken. Rekening houdend met de verhoogde stroom die door de primaire spoel vloeit wanneer er een gedeeltelijke kortsluiting optreedt, de maximale stroom van de PTC-thermistor moet hoger zijn dan 1A.

6. Bepaal de Curietemperatuur en afmetingen
Houd er rekening mee dat de omgevingstemperatuur op de installatielocatie van de PTC-thermistor kan oplopen tot 60°C, voeg 40°C toe aan deze waarde bij het selecteren van de Curietemperatuur, Dit resulteert in een Curietemperatuur van 100°C. Echter, gezien de kosten en het feit dat de PTC-thermistor niet in de transformatorwikkeling is geïnstalleerd, de hogere oppervlaktetemperatuur heeft geen nadelige invloed op de transformator, Er kan dus een Curietemperatuur van 120°C worden gekozen. Hierdoor kan de diameter van de PTC-thermistor worden verkleind, het verlagen van de kosten.

7. Bepaal het PTC-thermistormodel
Op basis van bovenstaande eisen, na raadpleging van het specificatieblad van ons bedrijf, wij hebben gekozen voor de MZ11-10P15RH265. Dat is: maximale bedrijfsspanning 265V, nominale weerstand bij nulvermogen 15Ω ± 25%, niet-bedrijfsstroom 140 mA, bedrijfsstroom 350 mA, maximale stroom 1,2A, Curietemperatuur 120°C, en maximale maat ø11,0 mm.

PTC-foutmodi
Er zijn twee hoofdindicatoren voor het meten van de betrouwbaarheid van PTC-thermistors:

A. Spanningsbestendigheid: Het overschrijden van de gespecificeerde spanning kan ertoe leiden dat een PTC-thermistor kortsluit en kapot gaat. Het toepassen van een hoge spanning elimineert producten met een lage spanning die bestand zijn tegen capaciteit, ervoor te zorgen dat PTC-thermistors veilig zijn onder de maximale bedrijfsspanning (Vmax).
B. Huidige weerstandscapaciteit: Het overschrijden van de gespecificeerde stroom of het aantal schakelcycli kan ertoe leiden dat een PTC-thermistor een onomkeerbare toestand met hoge weerstand vertoont en defect raakt. Cyclisch aan/uit-testen kunnen voortijdige storingen niet volledig elimineren.

Onder gespecificeerde bedrijfsomstandigheden, een PTC-thermistor vertoont na een storing een toestand met hoge weerstand. Langdurige spanningstoepassing op een PTC-thermistor (over het algemeen groter dan 1000 uur) resulteert in een minimale toename van de weerstand bij kamertemperatuur. Deze toename is meer uitgesproken bij PTC-verwarmingselementen met een Curietemperatuur hoger dan 200°C. Naast PTC verwarmingselementen, de voornaamste oorzaak van PTC-falen zijn spanningsscheuren in het midden van het keramiek tijdens het schakelen. Tijdens de werking van een PTC-thermistor, ongelijkmatige temperatuurverdeling, weerstand, elektrisch veld, en vermogensdichtheid binnen het PTC-keramiek leiden tot hoge spanning in het midden, resulterend in delaminatie en barsten.