Termistor PTC de protecție la supracurent

Termistor PTC de protecție la supracurent

Prezentare generală a produsului
Protecție la supracurent Termistorii PTC sunt componente de protecție care protejează automat împotriva temperaturilor și curenților anormali, și sunt cunoscute în mod obișnuit ca “sigurante resetabile” sau “10,000-sigurante de timp.” Ele înlocuiesc siguranțele tradiționale și sunt utilizate pe scară largă pentru protecția la supracurent și supraîncălzire în motoare, transformatoare, Surse de alimentare de comutare, circuite electronice, și alte aplicații. Protecția la supracurent termistorii PTC reduc curentul rezidual limitând disiparea puterii în întregul circuit printr-o schimbare bruscă a rezistenței. În timp ce siguranțele tradiționale nu se pot reseta automat după ce un circuit se arde, protecție la supracurent Termistorii PTC revin la starea lor de pre-protecție odată ce defecțiunea este eliminată. Dacă o defecțiune reapare, își pot relua funcția de protecție la supracurent și supraîncălzire.

Când selectați un termistor PTC de protecție la supracurent ca componentă de protecție la supracurent și supraîncălzire, mai întâi determinați curentul maxim normal de funcționare al circuitului (curentul de nefuncționare al termistorului PTC) și temperatura ambientală maximă la locul de instalare a termistorului PTC (în timpul funcționării normale). Următorul, luați în considerare curentul de protecție (Adică, curentul de declanșare al termistorului PTC de protecție la supracurent), tensiunea maximă de funcționare, și rezistența nominală de putere zero. Ar trebui luați în considerare și factori precum dimensiunile componentei. Figura următoare arată relația dintre temperatura ambiantă de funcționare, curent de nedeclanșare, și curent de declanșare.

Termistor PTC pentru protecție la supracurent

Disc de protecție la supracurent termistor PTC 0R30 24V 1.8A 120C înlocuiește Siemens

1000V termistor PTC MZ8, 100 200R 75 Grade, 1KV, Protecția supracurentului, Ceramica durabila

Principiul de aplicare
Când circuitul funcționează normal, curentul care circulă prin termistorul PTC de protecție la supracurent este mai mic decât curentul nominal. Termistorul PTC menține o rezistență scăzută și nu afectează funcționarea normală a circuitului protejat. Când apare o defecțiune a circuitului și curentul depășește semnificativ curentul nominal, termistorul PTC se încălzește brusc, presupunând o stare de înaltă rezistență, plasând circuitul într-un relativ “oprit” stare și protejându-l astfel de daune. Odată rezolvată defecțiunea, termistorul PTC revine automat la o stare de rezistență scăzută, iar circuitul reia funcționarea normală.

Figura 2 arată curba caracteristică volt-amperi și curba de sarcină pentru circuit în timpul funcționării normale. De la punctul A la punctul B, tensiunea aplicată la termistorul PTC crește treptat, iar curentul care circulă prin el crește și el liniar, indicând faptul că rezistența termistorului PTC rămâne în esență neschimbată, rămânând într-o stare de rezistență scăzută. De la punctul B la punctul E, tensiunea crește treptat, iar rezistența termistorului PTC crește rapid datorită generării de căldură. De asemenea, curentul care trece prin el scade rapid, indicând faptul că termistorul PTC a intrat în starea sa de protecție. Dacă curba normală de sarcină este sub punctul B, termistorul PTC nu va intra în starea sa de protecție.

În general, există trei tipuri de protecție la supracurent și supratemperatură:

1. Supracurent curent (Figura 3): RL1 este curba de sarcină în timpul funcționării normale. Când rezistența la sarcină scade, cum ar fi atunci când o linie de transformator scurtcircuita, curba de sarcină se modifică de la RL1 la RL2, depășind punctul B, iar termistorul PTC intră în starea de protecție.

2. Supracurent de tensiune (Figura 4): Când tensiunea de alimentare crește, cum ar fi atunci când o linie de alimentare de 220 V crește brusc la 380 V, curba de sarcină se modifică de la RL1 la RL2, depășind punctul B, iar termistorul PTC intră în starea de protecție.

3. Supraîncălzi (Figura 5): Când temperatura ambiantă crește peste o anumită limită, curba caracteristică volt-ampere a termistorului PTC se modifică de la A-B-E la A-B1-F. Când curba de sarcină RL depășește punctul B1, termistorul PTC intră în modul de protecție.

Diagrama circuitului de protecție la supracurent

Parametrii modelului

Termistor PTC de uz general pentru protecție la supracurent

Schema circuitului de protecție la supracurent PTC

Ghid de selecție pentru termistori PTC pentru protecție la supracurent

Parametrii modelului termistorului de protecție la supracurent PTC

1. Tensiune maximă de funcționare
Când un termistor PTC este conectat în serie într-un circuit, doar o mică parte a tensiunii rămâne pe ea în timpul funcționării normale. Când termistorul PTC se activează și își asumă o stare de rezistență ridicată, trebuie să reziste aproape la întreaga tensiune de alimentare. Prin urmare, atunci când selectați un termistor PTC, asigurați-vă că are o tensiune maximă de funcționare suficient de mare, ținând cont și de potențialele fluctuații ale tensiunii de alimentare.

2. Curent de nefuncționare și curent de funcționare
Pentru a asigura o comutare fiabilă, curentul de funcționare trebuie să fie de cel puțin două ori curentul de nefuncționare.
Deoarece temperatura ambientală afectează în mod semnificativ atât curenții de nefuncționare, cât și curenții de funcționare (vezi figura de mai jos), trebuie luate în considerare scenariile cele mai defavorabile. Curentul de nefuncționare trebuie selectat la temperatura ambientală maximă admisă, în timp ce curentul de funcționare trebuie selectat la o temperatură ambientală mai scăzută.

3. Curent maxim admisibil la tensiunea maximă de funcționare
Când este necesar un termistor PTC pentru a îndeplini o funcție de protecție, verificați circuitul pentru condiții care ar putea genera curenți care depășesc valoarea maximă admisă. Aceasta se referă în general la situații în care există riscul unui scurtcircuit. Fișa de date specifică valoarea maximă a curentului. Depășirea acestei valori poate deteriora sau defecta prematur termistorul PTC.

4. Temperatura de comutare (Temperatura Curie)
Oferim componente de protectie la supracurent cu temperaturi Curie de 80°C, 100°C, 120°C, și 140°C. Curentul de nefuncționare depinde de temperatura Curie și de diametrul cipul termistor PTC. Pentru a reduce costurile, trebuie selectate componente cu temperaturi Curie ridicate și dimensiuni mici. În plus, trebuie luat în considerare dacă temperatura ridicată a suprafeței unui astfel de termistor PTC poate provoca efecte secundare nedorite în circuit. În general, temperatura Curie ar trebui să depășească temperatura maximă ambiantă de funcționare cu 20 la 40°C.

5. Impactul asupra mediului

Când sunt expuse la substanțe chimice sau când utilizați compuși sau materiale de umplutură, trebuie luată o precauție extremă. Acest lucru poate reduce eficacitatea termistorului PTC datorită reducerii ceramicii de titanat de bariu. Modificările conductivității termice cauzate de ghiveci pot duce, de asemenea, la supraîncălzire și deteriorare localizată.

Apendice: Exemplu de selectare a unui termistor PTC pentru protecția la supracurent a transformatorului de putere

Un transformator de putere are o tensiune primară de 220V, o tensiune secundară de 16V, și un curent secundar de 1,5A. În timpul unei stări secundare de supracurent, curentul primar este de aproximativ 350mA, iar protecția ar trebui activată în interior 10 minute. Temperatura de funcționare a transformatorului variază de la -10°C la 40°C, cu o creștere a temperaturii de la 15°C la 20°C în timpul funcționării normale. Termistorul PTC este instalat aproape de transformator. Vă rugăm să selectați un termistor PTC pentru protecție primară.

1. Determinați tensiunea maximă de funcționare

Tensiunea de funcționare a transformatorului este de 220 V. Luând în considerare fluctuațiile sursei de alimentare, tensiunea maximă de funcționare ar trebui să fie de 220V x (1 + 20%) = 264V.

Tensiunea maximă de funcționare a termistorului PTC este de 265V.

2. Determinați curentul de nefuncționare

Calculele și măsurătorile arată că curentul primar al transformatorului este de 125mA în timpul funcționării normale. Având în vedere că temperatura ambientală la locul de instalare a termistorului PTC poate ajunge până la 60°C, curentul de nefuncționare la 60°C ar trebui să fie 130-140mA.

3. Determinarea curentului de funcționare

Având în vedere că temperatura ambientală la locul de instalare a termistorului PTC poate ajunge până la -10°C sau 25°C, curentul de funcționare ar trebui să fie 340-350mA la -10°C sau 25°C, cu un timp de funcţionare de aproximativ 5 minute.

4. Determinarea rezistenței nominale de putere zero R25

Când un termistor PTC este conectat în serie cu primarul, căderea de tensiune generată trebuie redusă la minimum. Generarea de căldură proprie a termistorului PTC ar trebui, de asemenea, redusă la minimum. În general, căderea de tensiune a unui termistor PTC ar trebui să fie mai mică decât 1% din totalul sursei de alimentare. R25 se calculează după cum urmează:

220V × 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Determinarea curentului maxim

Conform măsurătorilor efective, când secundarul transformatorului este scurtcircuitat, curentul primar poate ajunge la 500mA. Luând în considerare curentul crescut care curge prin bobina primară atunci când are loc un scurtcircuit parțial, curentul maxim al termistorului PTC ar trebui să fie peste 1A.

6. Determinați temperatura și dimensiunile Curie
Având în vedere că temperatura ambientală la locul de instalare a termistorului PTC poate ajunge până la 60°C, adăugați 40°C la această valoare atunci când selectați temperatura Curie, rezultând o temperatură Curie de 100°C. Cu toate acestea, luând în considerare costul și faptul că termistorul PTC nu este instalat în înfășurarea transformatorului, temperatura sa mai mare a suprafeței nu va afecta negativ transformatorul, deci poate fi selectată o temperatură Curie de 120°C. Acest lucru permite reducerea diametrului termistorului PTC, reducerea costurilor.

7. Determinați modelul termistorului PTC
Pe baza cerințelor de mai sus, după consultarea fișei de specificații a companiei noastre, am selectat MZ11-10P15RH265. Adică: tensiune maxima de functionare 265V, rezistență de putere nominală zero 15Ω ± 25%, curent de nefuncționare 140 MA, curent de funcționare 350 MA, curent maxim 1,2A, Temperatura Curie 120°C, și dimensiune maximă ø11.0mm.

Moduri de eroare PTC
Există doi indicatori principali pentru măsurarea fiabilității termistorilor PTC:

A. Capacitate de rezistență la tensiune: Depășirea tensiunii specificate poate cauza scurtcircuitarea și defectarea unui termistor PTC. Aplicarea unei tensiuni înalte elimină produsele cu capacitate de rezistență la tensiune joasă, asigurând că termistorii PTC sunt în siguranță sub tensiunea maximă de funcționare (Vmax).
B. Capacitate de rezistență la curent: Depășirea curentului specificat sau a numărului de cicluri de comutare poate face ca un termistor PTC să prezinte o stare ireversibilă de înaltă rezistență și să eșueze. Testarea ciclică on-off nu poate elimina complet defecțiunile premature.

În condiții de funcționare specificate, un termistor PTC prezintă o stare de rezistență ridicată după defecțiune. Aplicarea tensiunii pe termen lung la un termistor PTC (în general mai mare decât 1000 ore) are ca rezultat o creștere minimă a rezistenței sale la temperatura camerei. Această creștere este mai pronunțată la elementele de încălzire PTC cu o temperatură Curie care depășește 200°C. Pe langa elementele de incalzire PTC, cauza principală a defectării PTC este fisurarea prin tensiune în centrul ceramicii în timpul comutării. În timpul funcționării unui termistor PTC, distribuții neuniforme ale temperaturii, rezistivitate, câmp electric, și densitatea de putere din ceramica PTC duc la stres ridicat la centru, rezultând delaminare și crăpare.