Термистор PTC защиты от перегрузки по току

Термистор PTC защиты от перегрузки по току

Обзор продукта
Защита от перегрузки по току Термисторы PTC представляют собой защитные компоненты, которые автоматически защищают от аномальных температур и токов., и широко известны как “самовосстанавливающиеся предохранители” или “10,000-временные предохранители.” Они заменяют традиционные предохранители и широко используются для защиты двигателей от перегрузки по току и перегрева., трансформаторы, импульсные источники питания, электронные схемы, и другие приложения. Защита от перегрузки по току Термисторы PTC уменьшают остаточный ток, ограничивая рассеиваемую мощность во всей цепи за счет внезапного изменения сопротивления.. Традиционные предохранители не могут автоматически сбросить настройки после перегорания цепи., защита от перегрузки по току. Термисторы PTC возвращаются в состояние предварительной защиты после устранения неисправности.. Если неисправность повторится, они могут возобновить свою функцию защиты от перегрузки по току и перегрева..

При выборе термистора PTC для защиты от перегрузки по току в качестве компонента защиты от перегрузки по току и перегрева., сначала определите максимальный нормальный рабочий ток цепи (нерабочий ток термистора PTC) and the maximum ambient temperature at the PTC thermistor’s installation location (during normal operation). Следующий, consider the protection current (Т.е., the tripping current of the overcurrent protection PTC thermistor), the maximum operating voltage, and the rated zero-power resistance. Factors such as the component’s dimensions should also be considered. The following figure shows the relationship between ambient operating temperature, non-tripping current, and tripping current.

PTC-термистор для защиты от перегрузки по току

Диск защиты от перегрузки по току термистора PTC 0R30 24 В 1,8 А 120C заменяет Siemens

1000В ПТК-термистор MZ8, 100 200Р 75 Степени, 1КВ, Защита над тока, Прочная керамика

Application Principle
When the circuit is operating normally, the current flowing through the overcurrent protection PTC thermistor is less than the rated current. The PTC thermistor maintains a low resistance and does not affect the normal operation of the protected circuit. When a circuit fault occurs and the current significantly exceeds the rated current, термистор PTC внезапно нагревается, переход в состояние высокого сопротивления, размещение схемы в относительном “выключенный” государство и тем самым защищая его от ущерба. Как только неисправность будет устранена, термистор PTC автоматически возвращается в состояние низкого сопротивления, и схема возобновляет нормальную работу.

Фигура 2 показывает вольт-амперную характеристику и кривую нагрузки для цепи во время нормальной работы.. Из точки А в точку Б, напряжение, подаваемое на термистор PTC, постепенно увеличивается, и ток, протекающий через него, также возрастает линейно, что указывает на то, что сопротивление термистора PTC остается практически неизменным., оставаясь в состоянии низкого сопротивления. Из точки Б в точку Е, напряжение постепенно увеличивается, и сопротивление термистора PTC быстро увеличивается из-за выделения тепла.. Ток, протекающий через него, также быстро убывает., указывая, что термистор PTC перешел в состояние защиты. Если кривая нормальной нагрузки находится ниже точки B, термистор PTC не перейдет в состояние защиты.

В целом, Существует три типа защиты от перегрузки по току и перегрева.:

1. Ток сверхтока (Фигура 3): RL1 — кривая нагрузки при нормальной работе.. Когда сопротивление нагрузки уменьшается, например, при коротком замыкании в линии трансформатора, кривая нагрузки меняется с RL1 на RL2, превышение точки Б, и термистор PTC переходит в состояние защиты.

2. Сверхток по напряжению (Фигура 4): Когда напряжение источника питания увеличивается, например, когда напряжение в линии электропередачи 220 В внезапно поднимается до 380 В., кривая нагрузки меняется с RL1 на RL2, превышение точки Б, и термистор PTC переходит в состояние защиты.

3. Перегрев (Фигура 5): Когда температура окружающей среды превышает определенный предел, Вольт-амперная характеристика термистора PTC изменяется с A-B-E на A-B1-F.. Когда кривая нагрузки RL превышает точку B1, термистор PTC переходит в режим защиты.

Схема защиты от перегрузки по току

Параметры модели

Термистор PTC общего назначения для защиты от перегрузки по току

Схема защиты от перегрузки по току PTC

Руководство по выбору термисторов PTC для защиты от перегрузки по току

Параметры модели термистора защиты от перегрузки по току PTC

1. Максимальное рабочее напряжение
Когда термистор PTC включен последовательно в цепь, во время нормальной работы на нем остается только небольшая часть напряжения. Когда термистор PTC активируется и переходит в состояние высокого сопротивления., он должен выдерживать почти все напряжение источника питания. Поэтому, при выборе термистора PTC, убедитесь, что он имеет достаточно высокое максимальное рабочее напряжение, принимая во внимание потенциальные колебания напряжения источника питания.

2. Ток покоя и ток срабатывания
Чтобы обеспечить надежное переключение, ток срабатывания должен быть как минимум в два раза больше тока покоя.
Поскольку температура окружающей среды существенно влияет как на ток покоя, так и на ток срабатывания. (см. рисунок ниже), необходимо учитывать худшие сценарии. Ток покоя следует выбирать при максимально допустимой температуре окружающей среды., при этом рабочий ток следует выбирать при более низкой температуре окружающей среды.

3. Максимально допустимый ток при максимальном рабочем напряжении
Когда термистор PTC необходим для выполнения защитной функции, проверьте цепь на наличие условий, которые могут генерировать токи, превышающие максимально допустимое значение. Обычно это относится к ситуациям, когда существует риск короткого замыкания.. В паспорте указано максимальное значение тока.. Превышение этого значения может привести к повреждению или преждевременному выходу из строя термистора PTC..

4. Температура переключения (Температура Кюри)
Мы предлагаем компоненты защиты от сверхтоков с температурой Кюри 80°C., 100°С, 120°С, и 140°С. Ток в нерабочем состоянии зависит от температуры Кюри и диаметра микросхемы термистора PTC.. Чтобы сократить расходы, следует выбирать компоненты с высокими температурами Кюри и небольшими размерами.. Более того, следует уделить внимание тому, может ли высокая температура поверхности такого термистора PTC вызвать нежелательные побочные эффекты в цепи.. В целом, Температура Кюри должна превышать максимальную рабочую температуру окружающей среды на 20 до 40°С.

5. Воздействие на окружающую среду

При воздействии химикатов или при использовании заливочных масс или наполнителей., необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Это может снизить эффективность термистора PTC из-за уменьшения содержания керамики из титаната бария.. Изменения теплопроводности, вызванные заливкой, также могут привести к локальному перегреву и повреждению..

Приложение: Пример выбора термистора PTC для защиты от перегрузки по току силового трансформатора

Силовой трансформатор имеет первичное напряжение 220В., вторичное напряжение 16В, и вторичный ток 1,5А. Во время вторичной перегрузки по току, первичный ток составляет примерно 350 мА, и защита должна быть активирована в течение 10 минуты. Рабочая температура трансформатора колеблется от -10°C до 40°C., при повышении температуры от 15°C до 20°C при нормальной эксплуатации. Термистор PTC установлен рядом с трансформатором.. Пожалуйста, выберите термистор PTC для первичной защиты..

1. Определите максимальное рабочее напряжение

Рабочее напряжение трансформатора 220В.. Учет колебаний электропитания, максимальное рабочее напряжение должно составлять 220 В х (1 + 20%) = 264 В.

Максимальное рабочее напряжение термистора PTC составляет 265 В..

2. Определить ток нерабочего состояния

Расчеты и измерения показывают, что первичный ток трансформатора при нормальной работе составляет 125 мА.. Учитывая, что температура окружающей среды в месте установки термистора PTC может достигать 60°C., ток покоя при 60°C должен составлять 130-140 мА..

3. Определение рабочего тока

Учитывая, что температура окружающей среды в месте установки термистора PTC может достигать -10°C или 25°C., рабочий ток должен составлять 340–350 мА при температуре -10°C или 25°C., со временем работы около 5 минуты.

4. Определение номинального резистора нулевой мощности R25

Когда термистор PTC подключен последовательно с первичной обмоткой, возникающее падение напряжения должно быть сведено к минимуму. Выделение тепла термистором PTC также должно быть сведено к минимуму.. В целом, падение напряжения на термисторе PTC должно быть меньше, чем 1% от общего объема электропитания. R25 рассчитывается следующим образом:

220В × 1% ÷ 0,125 А = 17,6 Ом

5. Определение максимального тока

По реальным измерениям, когда вторичная обмотка трансформатора закорочена, первичный ток может достигать 500 мА. Учитывая увеличение тока, протекающего через первичную катушку при частичном коротком замыкании., максимальный ток термистора PTC должен быть выше 1 А..

6. Определить температуру Кюри и размеры.
Учитывая, что температура окружающей среды в месте установки термистора PTC может достигать 60°C., прибавьте к этому значению 40°C при выборе температуры Кюри, в результате температура Кюри равна 100°C.. Однако, учитывая стоимость и тот факт, что термистор PTC не установлен внутри обмотки трансформатора., более высокая температура поверхности не окажет отрицательного воздействия на трансформатор, поэтому можно выбрать температуру Кюри 120°C.. Это позволяет уменьшить диаметр термистора PTC., сокращение затрат.

7. Определите модель термистора PTC
На основании вышеуказанных требований, после ознакомления со спецификациями нашей компании, мы выбрали MZ11-10P15RH265. То есть: максимальное рабочее напряжение 265В, номинальное сопротивление нулевой мощности 15 Ом ± 25%, ток покоя 140 мА, рабочий ток 350 мА, максимальный ток 1,2А, Температура Кюри 120°C, и максимальный размер ø11,0 мм..

Режимы отказа PTC
Существует два основных показателя для измерения надежности PTC-термисторов.:

А. Выдерживаемое напряжение: Превышение указанного напряжения может привести к короткому замыканию и выходу из строя термистора PTC.. Применение высокого напряжения исключает изделия с низкой выдерживаемой способностью к напряжению., обеспечение безопасности термисторов PTC ниже максимального рабочего напряжения (Вмакс).
Б. Текущая выдерживаемая мощность: Превышение указанного тока или количества циклов переключения может привести к тому, что термистор PTC перейдет в необратимое состояние с высоким сопротивлением и выйдет из строя.. Циклическое тестирование включением-выключением не может полностью исключить преждевременные отказы..

При определенных условиях эксплуатации, термистор PTC после отказа находится в состоянии высокого сопротивления. Длительное приложение напряжения к термистору PTC (обычно больше, чем 1000 часы) приводит к минимальному увеличению его сопротивления при комнатной температуре.. Это увеличение более выражено у нагревательных элементов PTC с температурой Кюри более 200°C.. Кроме нагревательных элементов PTC, Основной причиной выхода из строя ПТК является растрескивание под напряжением в центре керамики во время переключения.. Во время работы термистора PTC, неравномерное распределение температуры, удельное сопротивление, электрическое поле, и плотность мощности внутри керамики PTC приводят к высокому напряжению в центре, что приводит к расслоению и растрескиванию.