Overstrømsbeskyttelse PTC termistor

Overstrømsbeskyttelse PTC termistor

Produktoversikt
Overstrømsbeskyttelse PTC-termistorer er beskyttende komponenter som automatisk beskytter mot unormale temperaturer og strømmer, og er vanligvis kjent som “tilbakestillbare sikringer” eller “10,000-tid sikringer.” De erstatter tradisjonelle sikringer og er mye brukt til overstrøms- og overopphetingsbeskyttelse i motorer, transformatorer, bytte strømforsyning, elektroniske kretser, og andre applikasjoner. Overstrømsbeskyttelse PTC-termistorer reduserer reststrøm ved å begrense effekttap i hele kretsen gjennom en plutselig endring i motstand. Mens tradisjonelle sikringer ikke kan tilbakestilles automatisk etter at en krets har gått, overstrømsbeskyttelse PTC-termistorer går tilbake til sin forhåndsbeskyttelsestilstand når feilen er fjernet. Hvis en feil oppstår igjen, de kan gjenoppta sin overstrøm- og overopphetingsbeskyttelsesfunksjon.

Når du velger en overstrømsbeskyttelse PTC termistor som en overstrøms- og overopphetingsbeskyttelseskomponent, Bestem først den maksimale normale driftsstrømmen til kretsen (den ikke-operative strømmen til PTC-termistoren) og den maksimale omgivelsestemperaturen på PTC-termistorens installasjonssted (under normal drift). NESTE, vurdere beskyttelsesstrømmen (Dvs., utløsestrømmen til PTC-termistoren for overstrømsbeskyttelse), maksimal driftsspenning, og nominell nulleffektmotstand. Faktorer som komponentens dimensjoner bør også vurderes. Følgende figur viser forholdet mellom omgivelsestemperaturen, ikke-utløse strøm, og utløsestrøm.

PTC termistor for overstrømsbeskyttelse

PTC Thermistor Overcurrent Protection Disk 0R30 24V 1.8A 120C erstatter Siemens

1000V PTC termistor MZ8, 100 200R 75 grader, 1KV, Overstrømsbeskyttelse, Slitesterk keramikk

Søknadsprinsipp
Når kretsen fungerer normalt, strømmen som går gjennom PTC-termistoren for overstrømsbeskyttelse er mindre enn merkestrømmen. PTC-termistoren opprettholder en lav motstand og påvirker ikke normal drift av den beskyttede kretsen. Når en kretsfeil oppstår og strømmen betydelig overstiger merkestrømmen, PTC-termistoren varmes plutselig opp, antar en tilstand med høy motstand, plassere kretsen i en relativt “av” tilstand og dermed beskytte den mot skade. Når feilen er løst, PTC-termistoren går automatisk tilbake til en tilstand med lav motstand, og kretsen gjenopptar normal drift.

Figur 2 viser volt-ampere karakteristikk og lastkurve for kretsen under normal drift. Fra punkt A til punkt B, spenningen som påføres PTC-termistoren øker gradvis, og strømmen som flyter gjennom den øker også lineært, som indikerer at PTC-termistorens motstand forblir i det vesentlige uendret, forbli i en tilstand med lav motstand. Fra punkt B til punkt E, spenningen øker gradvis, og PTC-termistorens motstand øker raskt på grunn av varmeutvikling. Strømmen som strømmer gjennom den avtar også raskt, som indikerer at PTC-termistoren har gått inn i sin beskyttelsestilstand. Hvis normal belastningskurve er under punkt B, PTC-termistoren vil ikke gå inn i sin beskyttelsestilstand.

Generelt, det finnes tre typer overstrøms- og overtemperaturbeskyttelse:

1. Strøm overstrøm (Figur 3): RL1 er lastkurven under normal drift. Når belastningsmotstanden avtar, for eksempel når en transformatorledning kortslutter, lastkurven endres fra RL1 til RL2, overskrider punkt B, og PTC-termistoren går inn i sin beskyttelsestilstand.

2. Spenningsoverstrøm (Figur 4): Når strømforsyningsspenningen øker, som når en 220V strømledning plutselig stiger til 380V, lastkurven endres fra RL1 til RL2, overskrider punkt B, og PTC-termistoren går inn i sin beskyttelsestilstand.

3. Overoppheting (Figur 5): Når omgivelsestemperaturen stiger over en viss grense, PTC-termistorens volt-ampere karakteristiske kurve endres fra A-B-E til A-B1-F. Når lastkurven RL overstiger punkt B1, PTC-termistoren går inn i beskyttelsesmodus.

Overstrømsbeskyttelseskretsdiagram

Modellparametere

Generell PTC-termistor for overstrømsbeskyttelse

PTC overstrømbeskyttelse kretsskjema

Valgveiledning for PTC-termistorer for overstrømsbeskyttelse

Modellparametere for PTC-overstrømbeskyttelsestermistor

1. Maksimal driftsspenning
Når en PTC termistor er koblet i serie i en krets, bare en liten del av spenningen forblir over den under normal drift. Når PTC-termistoren aktiveres og antar en tilstand med høy motstand, den må tåle nesten hele strømforsyningsspenningen. Derfor, når du velger en PTC-termistor, sørge for at den har en tilstrekkelig høy maksimal driftsspenning, samtidig som det tas hensyn til potensielle strømforsyningsspenningssvingninger.

2. Ikke-driftsstrøm og driftsstrøm
For å sikre pålitelig veksling, driftsstrømmen må være minst det dobbelte av ikke-driftsstrømmen.
Fordi omgivelsestemperaturen i betydelig grad påvirker både ikke-drifts- og driftsstrømmen (se figuren nedenfor), worst-case scenarier må vurderes. Strømmen som ikke er i drift bør velges ved den maksimalt tillatte omgivelsestemperaturen, mens driftsstrømmen bør velges ved en lavere omgivelsestemperatur.

3. Maksimal tillatt strøm ved maksimal driftsspenning
Når en PTC-termistor er nødvendig for å utføre en beskyttende funksjon, sjekk kretsen for forhold som kan generere strømmer som overskrider den maksimalt tillatte verdien. Dette refererer generelt til situasjoner der det er fare for kortslutning. Databladet spesifiserer maksimal strømverdi. Overskridelse av denne verdien kan skade eller for tidlig svikte PTC-termistoren.

4. Bytte temperatur (Curie temperatur)
Vi tilbyr overstrømsbeskyttelseskomponenter med Curie-temperaturer på 80°C, 100° C., 120° C., og 140°C. Den ikke-operative strømmen avhenger av Curie-temperaturen og diameteren til PTC-termistorbrikken. For å redusere kostnadene, komponenter med høye Curie-temperaturer og små dimensjoner bør velges. Videre, Det bør vurderes om en slik PTC-termistors høye overflatetemperatur kan forårsake uønskede bivirkninger i kretsen. Generelt, Curie-temperaturen bør overstige den maksimale omgivelsestemperaturen med 20 til 40°C.

5. Miljøpåvirkning

Ved eksponering for kjemikalier eller ved bruk av pottemasser eller fyllstoffer, ekstrem forsiktighet må utvises. Dette kan redusere effektiviteten til PTC-termistoren på grunn av reduksjon av bariumtitanatkeramikken. Endringer i varmeledningsevne forårsaket av potting kan også føre til lokal overoppheting og skade.

Vedlegg: Eksempel på valg av en PTC-termistor for overstrømsbeskyttelse for krafttransformatorer

En krafttransformator har en primærspenning på 220V, en sekundærspenning på 16V, og en sekundærstrøm på 1,5A. Under en sekundær overstrømstilstand, primærstrømmen er omtrent 350mA, og beskyttelse bør aktiveres innenfor 10 minutter. Transformatorens driftstemperatur varierer fra -10°C til 40°C, med en temperaturøkning på 15°C til 20°C under normal drift. PTC-termistoren er installert nær transformatoren. Velg en PTC-termistor for primær beskyttelse.

1. Bestem maksimal driftsspenning

Transformatorens driftsspenning er 220V. Med tanke på svingninger i strømforsyningen, maksimal driftsspenning bør være 220V x (1 + 20%) = 264V.

Den maksimale driftsspenningen til PTC-termistoren er 265V.

2. Bestem ikke-driftsstrømmen

Beregninger og målinger viser at primærstrømmen til transformatoren er 125mA ved normal drift. Tatt i betraktning at omgivelsestemperaturen ved PTC-termistorens installasjonssted kan nå opp til 60°C, ikke-driftsstrømmen ved 60°C bør være 130-140mA.

3. Bestemme driftsstrømmen

Tatt i betraktning at omgivelsestemperaturen ved PTC-termistorens installasjonssted kan nå så lavt som -10°C eller 25°C, driftsstrømmen skal være 340-350mA ved -10°C eller 25°C, med en driftstid på ca 5 minutter.

4. Bestemmelse av nominell nulleffektmotstand R25

Når en PTC termistor er koblet i serie med primæren, spenningsfallet som genereres bør minimeres. PTC-termistorens egen varmeutvikling bør også minimeres. Generelt, spenningsfallet til en PTC termistor bør være mindre enn 1% av den totale strømforsyningen. R25 beregnes som følger:

220V × 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Bestemme maksimal strøm

I henhold til faktiske mål, når transformatorens sekundære er kortsluttet, primærstrømmen kan nå 500mA. Tatt i betraktning den økte strømmen som flyter gjennom primærspolen når det oppstår en delvis kortslutning, den maksimale strømmen til PTC-termistoren bør være over 1A.

6. Bestem Curie-temperaturen og dimensjonene
Tatt i betraktning at omgivelsestemperaturen ved PTC-termistorens installasjonssted kan nå opp til 60°C, legg til 40°C til denne verdien når du velger Curie-temperaturen, resulterer i en Curie-temperatur på 100°C. Imidlertid, med tanke på kostnad og det faktum at PTC-termistoren ikke er installert i transformatorviklingen, dens høyere overflatetemperatur vil ikke påvirke transformatoren negativt, slik at en Curie-temperatur på 120°C kan velges. Dette gjør at PTC-termistorens diameter kan reduseres, redusere kostnadene.

7. Bestem PTC-termistormodellen
Basert på kravene ovenfor, etter å ha konsultert vårt firmas spesifikasjonsark, vi valgte MZ11-10P15RH265. Det vil si: maksimal driftsspenning 265V, nominell null-effekt motstand 15Ω ± 25%, ikke-driftsstrøm 140 mA, driftsstrøm 350 mA, maksimal strøm 1,2A, Curie temperatur 120°C, og maksimal størrelse ø11,0mm.

PTC-feilmoduser
Det er to hovedindikatorer for å måle påliteligheten til PTC-termistorer:

EN. Spenningsmotstandskapasitet: Overskridelse av spesifisert spenning kan føre til at en PTC-termistor kortslutter og bryter sammen. Påføring av høyspenning eliminerer produkter med lavspenningsmotstandskapasitet, sikre at PTC-termistorer er sikre under maksimal driftsspenning (Vmax).
B. Nåværende tåle kapasitet: Overskridelse av spesifisert strøm eller antall svitsjesykluser kan føre til at en PTC-termistor viser en irreversibel høymotstandstilstand og svikter. Syklisk på-av-testing kan ikke fullstendig eliminere for tidlige feil.

Under spesifiserte driftsforhold, en PTC-termistor viser en høy motstandstilstand etter feil. Langsiktig spenningspåføring til en PTC-termistor (generelt større enn 1000 timer) resulterer i en minimal økning i motstanden ved romtemperatur. Denne økningen er mer uttalt i PTC-varmeelementer med en Curie-temperatur på over 200 °C. Foruten PTC varmeelementer, den primære årsaken til PTC-svikt er spenningssprekker i midten av keramikken under bytte. Under drift av en PTC-termistor, ujevn temperaturfordeling, resistivitet, elektrisk felt, og krafttetthet i PTC-keramikken fører til høy stress i senteret, resulterer i delaminering og sprekker.