Zabezpieczenie nadprądowe Termistor PTC

Zabezpieczenie nadprądowe Termistor PTC

Przegląd produktu
Zabezpieczenie nadprądowe Termistory PTC to elementy zabezpieczające, które automatycznie chronią przed nieprawidłowymi temperaturami i prądami, i są powszechnie znane jako “resetowalne bezpieczniki” Lub “10,000-bezpieczniki czasowe.” Zastępują tradycyjne bezpieczniki i są szeroko stosowane do ochrony przed przetężeniem i przegrzaniem silników, transformatory, przełączanie zasilaczy, obwody elektroniczne, i inne aplikacje. Zabezpieczenie nadprądowe Termistory PTC redukują prąd różnicowy, ograniczając straty mocy w całym obwodzie w wyniku nagłej zmiany rezystancji. Podczas gdy tradycyjne bezpieczniki nie mogą zostać automatycznie zresetowane po przepaleniu obwodu, zabezpieczenie nadprądowe. Termistory PTC powracają do stanu sprzed zabezpieczenia po usunięciu usterki. Jeśli usterka wystąpi ponownie, mogą wznowić funkcję zabezpieczenia przed przetężeniem i przegrzaniem.

Przy wyborze termistora PTC z zabezpieczeniem nadprądowym jako elementu zabezpieczającego przed przetężeniem i przegrzaniem, najpierw określ maksymalny normalny prąd roboczy obwodu (prąd spoczynkowy termistora PTC) oraz maksymalną temperaturę otoczenia w miejscu montażu termistora PTC (podczas normalnej pracy). Następny, weź pod uwagę prąd ochronny (TJ., prąd zadziałania termistora PTC zabezpieczenia nadprądowego), maksymalne napięcie robocze, i znamionową rezystancję przy zerowej mocy. Należy również wziąć pod uwagę takie czynniki, jak wymiary komponentu. Poniższy rysunek przedstawia zależność pomiędzy temperaturą roboczą otoczenia, prąd niezałączający, i prąd wyzwalający.

Termistor PTC do zabezpieczenia nadprądowego

Termistor PTC Zabezpieczenie nadprądowe 0R30 24V 1,8A 120C zastępuje Siemens

1000V Termistor PTC MZ8, 100 200R 75 Stopnie, 1KV, Ochrona nad nadmierną prądem, Trwała ceramika

Zasada stosowania
Gdy obwód działa normalnie, prąd przepływający przez termistor PTC zabezpieczenia nadprądowego jest mniejszy niż prąd znamionowy. Termistor PTC utrzymuje niską rezystancję i nie wpływa na normalną pracę zabezpieczanego obwodu. Gdy wystąpi awaria obwodu i prąd znacznie przekracza prąd znamionowy, termistor PTC nagle się nagrzewa, przy założeniu stanu wysokiego oporu, umieszczenie obwodu w stosunkowo “wyłączony” stanu i tym samym chroniąc go przed uszkodzeniem. Gdy usterka zostanie usunięta, termistor PTC automatycznie powraca do stanu o niskiej rezystancji, i obwód powraca do normalnej pracy.

Postać 2 pokazuje krzywą charakterystyki woltoampera i krzywą obciążenia obwodu podczas normalnej pracy. Z punktu A do punktu B, napięcie przyłożone do termistora PTC stopniowo wzrasta, a przepływający przez niego prąd również rośnie liniowo, wskazując, że rezystancja termistora PTC pozostaje zasadniczo niezmieniona, pozostając w stanie niskiego oporu. Z punktu B do punktu E, napięcie stopniowo wzrasta, a rezystancja termistora PTC szybko wzrasta w wyniku wytwarzania ciepła. Płynący przez niego prąd również gwałtownie maleje, wskazując, że termistor PTC przeszedł w stan ochrony. Jeśli normalna krzywa obciążenia znajduje się poniżej punktu B, termistor PTC nie przejdzie w stan ochrony.

Ogólnie, istnieją trzy rodzaje zabezpieczeń nadprądowych i nadtemperaturowych:

1. Aktualne przetężenie (Postać 3): RL1 to krzywa obciążenia podczas normalnej pracy. Gdy rezystancja obciążenia maleje, na przykład w przypadku zwarcia linii transformatora, krzywa obciążenia zmienia się z RL1 na RL2, przekroczenie punktu B, a termistor PTC przechodzi w stan ochrony.

2. Przetężenie napięcia (Postać 4): Gdy napięcie zasilania wzrasta, na przykład wtedy, gdy napięcie w linii energetycznej 220 V nagle wzrośnie do 380 V, krzywa obciążenia zmienia się z RL1 na RL2, przekroczenie punktu B, a termistor PTC przechodzi w stan ochrony.

3. Przegrzać (Postać 5): Gdy temperatura otoczenia wzrośnie powyżej pewnego limitu, krzywa charakterystyki woltoampera termistora PTC zmienia się z A-B-E na A-B1-F. Gdy krzywa obciążenia RL przekracza punkt B1, termistor PTC przechodzi w tryb ochronny.

Schemat obwodu zabezpieczenia nadprądowego

Parametry modelu

Termistor PTC ogólnego przeznaczenia do zabezpieczenia nadprądowego

Schemat obwodu zabezpieczenia nadprądowego PTC

Poradnik doboru termistorów PTC do zabezpieczenia nadprądowego

Parametry modelu termistora zabezpieczenia nadprądowego PTC

1. Maksymalne napięcie robocze
Gdy termistor PTC jest podłączony szeregowo w obwodzie, podczas normalnej pracy pozostaje na nim tylko niewielka część napięcia. Gdy termistor PTC aktywuje się i przyjmuje stan o wysokiej rezystancji, musi wytrzymać prawie całe napięcie zasilania. Dlatego, przy wyborze termistora PTC, upewnić się, że ma ono wystarczająco wysokie maksymalne napięcie robocze, biorąc jednocześnie pod uwagę potencjalne wahania napięcia zasilania.

2. Prąd nieoperacyjny i prąd operacyjny
Aby zapewnić niezawodne przełączanie, prąd roboczy musi być co najmniej dwukrotnie większy od prądu roboczego.
Ponieważ temperatura otoczenia znacząco wpływa zarówno na prądy robocze, jak i robocze (spójrz na rysunek poniżej), należy wziąć pod uwagę najgorsze scenariusze. Prąd jałowy należy dobierać przy maksymalnej dopuszczalnej temperaturze otoczenia, natomiast prąd zadziałania należy dobierać przy niższej temperaturze otoczenia.

3. Maksymalny dopuszczalny prąd przy maksymalnym napięciu roboczym
Gdy termistor PTC jest wymagany do pełnienia funkcji ochronnej, sprawdź obwód pod kątem warunków, które mogą generować prądy przekraczające maksymalną dopuszczalną wartość. Ogólnie odnosi się to do sytuacji, w których istnieje ryzyko zwarcia. W karcie katalogowej podana jest maksymalna wartość prądu. Przekroczenie tej wartości może spowodować uszkodzenie lub przedwczesną awarię termistora PTC.

4. Temperatura przełączania (Temperatura Curie’go)
Oferujemy elementy zabezpieczeń nadprądowych o temperaturze Curie 80°C, 100°C, 120°C, i 140°C. Prąd spoczynkowy zależy od temperatury Curie i średnicy chipa termistora PTC. Aby obniżyć koszty, należy wybierać elementy o wysokich temperaturach Curie i małych wymiarach. Ponadto, należy rozważyć, czy wysoka temperatura powierzchni takiego termistora PTC może spowodować niepożądane skutki uboczne w obwodzie. Ogólnie, temperatura Curie powinna przekraczać maksymalną roboczą temperaturę otoczenia o 20 do 40°C.

5. Wpływ na środowisko

W przypadku narażenia na działanie środków chemicznych lub podczas stosowania środków do zalewania lub wypełniaczy, należy zachować szczególną ostrożność. Może to zmniejszyć skuteczność termistora PTC ze względu na redukcję zawartości ceramiki z tytanianu baru. Zmiany przewodności cieplnej spowodowane zalewaniem mogą również prowadzić do miejscowego przegrzania i uszkodzenia.

Załącznik: Przykład doboru termistora PTC do zabezpieczenia nadprądowego transformatora mocy

Transformator mocy ma napięcie pierwotne 220 V, napięcie wtórne 16 V, i prąd wtórny 1,5A. Podczas wtórnego stanu nadprądowego, prąd pierwotny wynosi około 350 mA, i ochrona powinna zostać aktywowana wewnątrz 10 protokół. Temperatura pracy transformatora mieści się w zakresie od -10°C do 40°C, przy wzroście temperatury od 15°C do 20°C podczas normalnej pracy. Termistor PTC jest zainstalowany w pobliżu transformatora. Jako zabezpieczenie podstawowe wybierz termistor PTC.

1. Określ maksymalne napięcie robocze

Napięcie robocze transformatora wynosi 220V. Biorąc pod uwagę wahania zasilania, maksymalne napięcie robocze powinno wynosić 220V x (1 + 20%) = 264 V.

Maksymalne napięcie robocze termistora PTC wynosi 265 V.

2. Określ prąd spoczynkowy

Z obliczeń i pomiarów wynika, że ​​prąd pierwotny transformatora w czasie normalnej pracy wynosi 125mA. Biorąc pod uwagę, że temperatura otoczenia w miejscu montażu termistora PTC może sięgać nawet 60°C, prąd spoczynkowy w temperaturze 60°C powinien wynosić 130-140mA.

3. Określanie prądu roboczego

Biorąc pod uwagę, że temperatura otoczenia w miejscu instalacji termistora PTC może sięgać nawet -10°C lub 25°C, prąd roboczy powinien wynosić 340-350 mA w temperaturze -10°C lub 25°C, z czasem pracy ok 5 protokół.

4. Określanie znamionowego rezystora zerowej mocy R25

Gdy termistor PTC jest podłączony szeregowo z uzwojeniem pierwotnym, generowany spadek napięcia powinien być zminimalizowany. Należy również zminimalizować wytwarzanie ciepła przez termistor PTC. Ogólnie, spadek napięcia termistora PTC powinien być mniejszy niż 1% całkowitego źródła zasilania. R25 oblicza się w następujący sposób:

220V× 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Określanie maksymalnego prądu

Według rzeczywistych pomiarów, gdy uzwojenie wtórne transformatora jest zwarte, prąd pierwotny może osiągnąć 500 mA. Biorąc pod uwagę zwiększony prąd przepływający przez cewkę pierwotną, gdy wystąpi częściowe zwarcie, maksymalny prąd termistora PTC powinien wynosić powyżej 1A.

6. Określ temperaturę i wymiary Curie
Biorąc pod uwagę, że temperatura otoczenia w miejscu montażu termistora PTC może sięgać nawet 60°C, wybierając temperaturę Curie, do tej wartości należy dodać 40°C, co daje temperaturę Curie wynoszącą 100°C. Jednakże, biorąc pod uwagę koszt i fakt, że termistor PTC nie jest zainstalowany w uzwojeniu transformatora, wyższa temperatura powierzchni nie będzie miała negatywnego wpływu na transformator, tak więc można wybrać temperaturę Curie wynoszącą 120°C. Umożliwia to zmniejszenie średnicy termistora PTC, zmniejszenie kosztów.

7. Określ model termistora PTC
W oparciu o powyższe wymagania, po zapoznaniu się z arkuszem specyfikacji naszej firmy, wybraliśmy MZ11-10P15RH265. To jest: maksymalne napięcie robocze 265V, znamionowa rezystancja przy zerowej mocy 15 Ω ± 25%, prąd nieoperacyjny 140 mama, prąd roboczy 350 mama, maksymalny prąd 1,2A, Temperatura Curie'go 120°C, i maksymalny rozmiar ø11,0 mm.

Tryby awarii PTC
Istnieją dwa główne wskaźniki pomiaru niezawodności termistorów PTC:

A. Wytrzymałość napięciowa: Przekroczenie określonego napięcia może spowodować zwarcie i uszkodzenie termistora PTC. Zastosowanie wysokiego napięcia eliminuje produkty o wytrzymałości na niskie napięcie, zapewnienie, że termistory PTC są bezpieczne poniżej maksymalnego napięcia roboczego (Vmax).
B. Aktualna zdolność wytrzymywania: Przekroczenie określonego prądu lub liczby cykli przełączania może spowodować, że termistor PTC wykaże nieodwracalny stan wysokiej rezystancji i ulegnie awarii. Cykliczne testy włączania i wyłączania nie mogą całkowicie wyeliminować przedwczesnych awarii.

W określonych warunkach pracy, termistor PTC po awarii wykazuje stan wysokiej rezystancji. Długotrwałe podanie napięcia do termistora PTC (ogólnie większy niż 1000 godziny) powoduje minimalny wzrost jego rezystancji w temperaturze pokojowej. Wzrost ten jest bardziej wyraźny w przypadku elementów grzejnych PTC o temperaturze Curie przekraczającej 200°C. Oprócz elementów grzejnych PTC, Główną przyczyną awarii PTC jest pękanie naprężeniowe w środku ceramiki podczas przełączania. Podczas działania termistora PTC, nierówny rozkład temperatur, oporność, pole elektryczne, i gęstość mocy w ceramice PTC prowadzą do dużych naprężeń w środku, co powoduje rozwarstwianie i pękanie.