Termistor PTC de proteção contra sobrecorrente

Termistor PTC de proteção contra sobrecorrente

Visão geral do produto
Proteção contra sobrecorrente Os termistores PTC são componentes de proteção que protegem automaticamente contra temperaturas e correntes anormais, e são comumente conhecidos como “fusíveis reajustáveis” ou “10,000-o tempo se funde.” Eles substituem os fusíveis tradicionais e são amplamente utilizados para proteção contra sobrecorrente e superaquecimento em motores, transformadores, comutação de fontes de alimentação, circuitos eletrônicos, e outras aplicações. Os termistores PTC de proteção contra sobrecorrente reduzem a corrente residual, limitando a dissipação de energia em todo o circuito através de uma mudança repentina na resistência. Embora os fusíveis tradicionais não possam ser redefinidos automaticamente após a queima de um circuito, proteção contra sobrecorrente os termistores PTC retornam ao seu estado de pré-proteção assim que a falha for removida. Se uma falha ocorrer novamente, eles podem retomar sua função de proteção contra sobrecorrente e superaquecimento.

Ao selecionar um termistor PTC de proteção contra sobrecorrente como um componente de proteção contra sobrecorrente e superaquecimento, primeiro determine a corrente operacional normal máxima do circuito (a corrente não operacional do termistor PTC) e a temperatura ambiente máxima no local de instalação do termistor PTC (durante a operação normal). Próximo, considere a corrente de proteção (Ou seja,, a corrente de disparo do termistor PTC de proteção de sobrecorrente), a tensão máxima de operação, e a resistência nominal de potência zero. Fatores como as dimensões do componente também devem ser considerados. A figura a seguir mostra a relação entre a temperatura ambiente de operação, corrente sem disparo, e corrente de disparo.

Termistor PTC para proteção contra sobrecorrente

O disco 0R30 24V 1.8A 120C da proteção da sobrecorrente do termistor do PTC substitui Siemens

1000Termistor V PTC MZ8, 100 200R 75 Graus, 1KV, Proteção de sobrecorrente, Cerâmica Durável

Princípio de aplicação
Quando o circuito está operando normalmente, a corrente que flui através do termistor PTC de proteção contra sobrecorrente é menor que a corrente nominal. O termistor PTC mantém uma resistência baixa e não afeta a operação normal do circuito protegido. Quando ocorre uma falha no circuito e a corrente excede significativamente a corrente nominal, o termistor PTC aquece repentinamente, assumindo um estado de alta resistência, colocando o circuito em uma posição relativamente “desligado” estado e, assim, protegendo-o de danos. Assim que a falha for resolvida, o termistor PTC retorna automaticamente para um estado de baixa resistência, e o circuito retoma a operação normal.

Figura 2 mostra a curva característica volt-ampere e a curva de carga do circuito durante a operação normal. Do ponto A ao ponto B, a tensão aplicada ao termistor PTC aumenta gradualmente, e a corrente que flui através dele também aumenta linearmente, indicando que a resistência do termistor PTC permanece essencialmente inalterada, permanecendo em um estado de baixa resistência. Do ponto B ao ponto E, a tensão aumenta gradualmente, e a resistência do termistor PTC aumenta rapidamente devido à geração de calor. A corrente que flui através dele também diminui rapidamente, indicando que o termistor PTC entrou em seu estado de proteção. Se a curva de carga normal estiver abaixo do ponto B, o termistor PTC não entrará em seu estado de proteção.

Geralmente, existem três tipos de proteção contra sobrecorrente e sobretemperatura:

1. Sobrecorrente atual (Figura 3): RL1 é a curva de carga durante a operação normal. Quando a resistência da carga diminui, como quando uma linha de transformador entra em curto-circuito, a curva de carga muda de RL1 para RL2, ultrapassando o ponto B, e o termistor PTC entra em seu estado de proteção.

2. Sobrecorrente de tensão (Figura 4): Quando a tensão da fonte de alimentação aumenta, como quando uma linha de energia de 220 V sobe repentinamente para 380 V, a curva de carga muda de RL1 para RL2, ultrapassando o ponto B, e o termistor PTC entra em seu estado de proteção.

3. Superaquecimento (Figura 5): Quando a temperatura ambiente sobe acima de um certo limite, a curva característica volt-ampere do termistor PTC muda de ABE para AB1-F. Quando a curva de carga RL excede o ponto B1, o termistor PTC entra no modo de proteção.

Diagrama do circuito de proteção contra sobrecorrente

Parâmetros do modelo

Termistor PTC de uso geral para proteção contra sobrecorrente

Diagrama do circuito de proteção contra sobrecorrente PTC

Guia de seleção de termistores PTC para proteção contra sobrecorrente

Parâmetros do modelo do termistor de proteção de sobrecorrente PTC

1. Tensão máxima de operação
Quando um termistor PTC é conectado em série em um circuito, apenas uma pequena porção da tensão permanece durante a operação normal. Quando o termistor PTC é ativado e assume um estado de alta resistência, deve suportar quase toda a tensão da fonte de alimentação. Portanto, ao selecionar um termistor PTC, certifique-se de que tenha uma tensão operacional máxima suficientemente alta, ao mesmo tempo que leva em consideração possíveis flutuações de tensão da fonte de alimentação.

2. Corrente não operacional e corrente operacional
Para garantir uma comutação confiável, a corrente de operação deve ser pelo menos duas vezes a corrente não operacional.
Como a temperatura ambiente afeta significativamente as correntes não operacionais e de operação (veja a figura abaixo), os piores cenários devem ser considerados. A corrente não operacional deve ser selecionada na temperatura ambiente máxima permitida, enquanto a corrente de operação deve ser selecionada em uma temperatura ambiente mais baixa.

3. Corrente máxima permitida na tensão operacional máxima
Quando um termistor PTC é necessário para executar uma função de proteção, verifique o circuito em busca de condições que possam gerar correntes que excedam o valor máximo permitido. Isso geralmente se refere a situações em que há risco de curto-circuito. A folha de dados especifica o valor atual máximo. Exceder este valor pode danificar ou falhar prematuramente o termistor PTC.

4. Temperatura de comutação (Curie Temperatura)
Oferecemos componentes de proteção contra sobrecorrente com temperaturas Curie de 80°C, 100°C, 120°C, e 140°C. A corrente não operacional depende da temperatura Curie e do diâmetro do chip termistor PTC. Para reduzir custos, componentes com altas temperaturas Curie e pequenas dimensões devem ser selecionados. Além disso, deve-se considerar se a alta temperatura da superfície de tal termistor PTC pode causar efeitos colaterais indesejáveis ​​no circuito. Geralmente, a temperatura Curie deve exceder a temperatura ambiente máxima de operação em 20 a 40°C.

5. Impacto Ambiental

Quando exposto a produtos químicos ou ao usar compostos para vasos ou enchimentos, extrema cautela deve ser exercida. Isto pode reduzir a eficácia do termistor PTC devido à redução da cerâmica de titanato de bário. Mudanças na condutividade térmica causadas pelo envasamento também podem levar a superaquecimento localizado e danos.

Apêndice: Exemplo de seleção de um termistor PTC para proteção contra sobrecorrente de transformador de potência

Um transformador de potência tem uma tensão primária de 220 V, uma tensão secundária de 16V, e uma corrente secundária de 1,5A. Durante uma condição de sobrecorrente secundária, a corrente primária é de aproximadamente 350mA, e a proteção deve ser ativada dentro 10 minutos. A temperatura operacional do transformador varia de -10°C a 40°C, com um aumento de temperatura de 15°C a 20°C durante a operação normal. O termistor PTC é instalado próximo ao transformador. Selecione um termistor PTC para proteção primária.

1. Determine a tensão operacional máxima

A tensão de operação do transformador é 220V. Considerando as flutuações da fonte de alimentação, a tensão máxima de operação deve ser 220V x (1 + 20%) = 264 V.

A tensão operacional máxima do termistor PTC é 265V.

2. Determine a corrente não operacional

Cálculos e medições mostram que a corrente primária do transformador é 125mA durante a operação normal. Considerando que a temperatura ambiente no local de instalação do termistor PTC pode atingir até 60°C, a corrente não operacional a 60°C deve ser 130-140mA.

3. Determinando a corrente de operação

Considerando que a temperatura ambiente no local de instalação do termistor PTC pode chegar a -10°C ou 25°C, a corrente operacional deve ser 340-350mA a -10°C ou 25°C, com um tempo de operação de aproximadamente 5 minutos.

4. Determinando o resistor nominal de potência zero R25

Quando um termistor PTC é conectado em série com o primário, a queda de tensão gerada deve ser minimizada. A geração de calor do próprio termistor PTC também deve ser minimizada. Geralmente, a queda de tensão de um termistor PTC deve ser menor que 1% da fonte de alimentação total. R25 é calculado da seguinte forma:

220V × 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Determinando a Corrente Máxima

De acordo com medições reais, quando o secundário do transformador está em curto-circuito, a corrente primária pode chegar a 500mA. Considerando o aumento da corrente que flui através da bobina primária quando ocorre um curto-circuito parcial, a corrente máxima do termistor PTC deve estar acima de 1A.

6. Determine a temperatura e as dimensões de Curie
Considerando que a temperatura ambiente no local de instalação do termistor PTC pode atingir até 60°C, adicione 40°C a este valor ao selecionar a temperatura Curie, resultando em uma temperatura Curie de 100°C. No entanto, considerando o custo e o fato de que o termistor PTC não está instalado dentro do enrolamento do transformador, sua temperatura superficial mais alta não afetará adversamente o transformador, então uma temperatura Curie de 120°C pode ser selecionada. Isto permite que o diâmetro do termistor PTC seja reduzido, reduzindo custos.

7. Determine o modelo do termistor PTC
Com base nos requisitos acima, depois de consultar a ficha técnica da nossa empresa, selecionamos o MZ11-10P15RH265. Aquilo é: tensão operacional máxima 265V, resistência nominal de potência zero 15Ω ± 25%, corrente não operacional 140 mA, corrente operacional 350 mA, corrente máxima 1,2A, Temperatura Curie 120°C, e tamanho máximo ø11,0mm.

Modos de falha PTC
Existem dois indicadores principais para medir a confiabilidade dos termistores PTC:

UM. Capacidade de resistência de tensão: Exceder a tensão especificada pode causar curto-circuito e quebra do termistor PTC. A aplicação de alta tensão elimina produtos com capacidade de suportar baixa tensão, garantindo que os termistores PTC estejam seguros abaixo da tensão operacional máxima (Vmax).
B. Capacidade de resistência atual: Exceder a corrente especificada ou o número de ciclos de comutação pode fazer com que um termistor PTC exiba um estado irreversível de alta resistência e falhe. Os testes on-off cíclicos não podem eliminar completamente as falhas prematuras.

Sob condições operacionais especificadas, um termistor PTC exibe um estado de alta resistência após falha. Aplicação de tensão de longo prazo a um termistor PTC (geralmente maior que 1000 horas) resulta em um aumento mínimo em sua resistência à temperatura ambiente. Este aumento é mais pronunciado em elementos de aquecimento PTC com temperatura Curie superior a 200°C.. Além dos elementos de aquecimento PTC, a principal causa da falha do PTC é a fissuração por tensão no centro da cerâmica durante a comutação. Durante a operação de um termistor PTC, distribuições desiguais de temperatura, resistividade, campo elétrico, e densidade de potência dentro da cerâmica PTC levam a alta tensão no centro, resultando em delaminação e rachaduras.