Överströmsskydd PTC termistor

Överströmsskydd PTC-termistor

Produktöversikt
Överströmsskydd PTC-termistorer är skyddskomponenter som automatiskt skyddar mot onormala temperaturer och strömmar, och är allmänt kända som “återställbara säkringar” eller “10,000-tiden slår ihop.” De ersätter traditionella säkringar och används ofta för överströms- och överhettningsskydd i motorer, transformatorer, byta strömförsörjning, elektroniska kretsar, och andra applikationer. Överströmsskydd PTC-termistorer minskar restströmmen genom att begränsa effektförlusten i hela kretsen genom en plötslig förändring i motståndet. Medan traditionella säkringar inte kan återställas automatiskt efter att en krets har gått, överströmsskydd PTC-termistorer återgår till sitt förskyddstillstånd när felet har åtgärdats. Om ett fel uppstår igen, de kan återuppta sin överströms- och överhettningsskyddsfunktion.

Vid val av överströmsskydd PTC-termistor som överströms- och överhettningsskyddskomponent, bestäm först den maximala normala driftsströmmen för kretsen (den icke-arbetande strömmen för PTC-termistorn) och den maximala omgivande temperaturen vid PTC-termistorns installationsplats (under normal drift). Nästa, beakta skyddsströmmen (Dvs., utlösningsströmmen för PTC-termistorn för överströmsskydd), den maximala driftspänningen, och nolleffektmotståndet. Faktorer som komponentens dimensioner bör också beaktas. Följande bild visar förhållandet mellan den omgivande driftstemperaturen, icke-utlösande ström, och utlösningsström.

PTC termistor för överströmsskydd

PTC Thermistor Överströmsskydd Disk 0R30 24V 1,8A 120C ersätter Siemens

1000V PTC termistor MZ8, 100 200R 75 Grader, 1KV, Överströmsskydd, Slitstark keramik

Tillämpningsprincip
När kretsen fungerar normalt, strömmen som flyter genom överströmsskyddets PTC-termistor är mindre än märkströmmen. PTC-termistorn upprätthåller ett lågt motstånd och påverkar inte den skyddade kretsens normala funktion. När ett kretsfel uppstår och strömmen avsevärt överstiger märkströmmen, PTC-termistorn värms plötsligt upp, antar ett tillstånd med högt motstånd, placera kretsen i en relativt “av” staten och därmed skydda den från skada. När felet är åtgärdat, PTC-termistorn återgår automatiskt till ett lågresistanstillstånd, och kretsen återgår till normal drift.

Figur 2 visar volt-ampere karakteristikkurva och belastningskurva för kretsen under normal drift. Från punkt A till punkt B, spänningen som appliceras på PTC-termistorn ökar gradvis, och strömmen som flyter genom den ökar också linjärt, vilket indikerar att PTC-termistorns resistans förblir i huvudsak oförändrad, förbli i ett tillstånd med lågt motstånd. Från punkt B till punkt E, spänningen ökar gradvis, och PTC-termistorns motstånd ökar snabbt på grund av värmegenerering. Strömmen som flyter genom den minskar också snabbt, indikerar att PTC-termistorn har gått in i sitt skyddstillstånd. Om den normala belastningskurvan ligger under punkt B, PTC-termistorn går inte in i sitt skyddstillstånd.

I allmänhet, det finns tre typer av överströms- och övertemperaturskydd:

1. Ström överström (Figur 3): RL1 är belastningskurvan under normal drift. När belastningsmotståndet minskar, som när en transformatorledning kortsluter, belastningskurvan ändras från RL1 till RL2, överskrider punkt B, och PTC-termistorn går in i sitt skyddstillstånd.

2. Spänningsöverström (Figur 4): När matningsspänningen ökar, som när en 220V kraftledning plötsligt stiger till 380V, belastningskurvan ändras från RL1 till RL2, överskrider punkt B, och PTC-termistorn går in i sitt skyddstillstånd.

3. Överhettad (Figur 5): När den omgivande temperaturen stiger över en viss gräns, PTC-termistorns volt-ampere karakteristiska kurva ändras från A-B-E till A-B1-F. När belastningskurvan RL överstiger punkt B1, PTC-termistorn går in i skyddsläge.

Överströmsskyddskretsdiagram

Modellparametrar

Allmän PTC-termistor för överströmsskydd

PTC överströmsskydd kretsschema

Valguide för PTC-termistorer för överströmsskydd

Modellparametrar för PTC överströmsskyddstermistor

1. Maximal driftspänning
När en PTC-termistor är seriekopplad i en krets, endast en liten del av spänningen finns kvar över den under normal drift. När PTC-termistorn aktiveras och antar ett högresistanstillstånd, den måste tåla nästan hela nätspänningen. Därför, när du väljer en PTC-termistor, se till att den har en tillräckligt hög maximal driftspänning, samtidigt som man tar hänsyn till potentiella spänningsfluktuationer i strömförsörjningen.

2. Icke-driftström och Driftström
För att säkerställa tillförlitlig växling, driftströmmen måste vara minst dubbelt så stor som icke-driftström.
Eftersom omgivningstemperaturen avsevärt påverkar både de icke-fungerande och driftströmmarna (se figuren nedan), värsta scenarier måste övervägas. Strömmen som inte är i drift ska väljas vid högsta tillåtna omgivningstemperatur, medan driftströmmen ska väljas vid en lägre omgivningstemperatur.

3. Maximal tillåten ström vid maximal driftspänning
När en PTC-termistor krävs för att utföra en skyddsfunktion, kontrollera kretsen för förhållanden som kan generera strömmar som överstiger det högsta tillåtna värdet. Detta avser i allmänhet situationer där det finns risk för kortslutning. Databladet anger det maximala aktuella värdet. Om detta värde överskrids kan PTC-termistorn skadas eller gå sönder i förtid.

4. Växlingstemperatur (Curie temperatur)
Vi erbjuder överströmsskyddskomponenter med Curie-temperaturer på 80°C, 100°C, 120°C, och 140°C. Den icke-arbetande strömmen beror på Curie-temperaturen och diametern på PTC-termistorchippet. För att minska kostnaderna, komponenter med höga Curie-temperaturer och små dimensioner bör väljas. Dessutom, man bör överväga om en sådan PTC-termistors höga yttemperatur kan orsaka oönskade biverkningar i kretsen. I allmänhet, Curie-temperaturen bör överstiga den maximala omgivande driftstemperaturen med 20 till 40°C.

5. Miljöpåverkan

Vid exponering för kemikalier eller vid användning av krukmassa eller fyllmedel, extrem försiktighet måste iakttas. Detta kan minska effektiviteten hos PTC-termistorn på grund av minskningen av bariumtitanatkeramen. Förändringar i värmeledningsförmåga orsakad av ingjutning kan också leda till lokal överhettning och skador.

Bilaga: Exempel på val av en PTC-termistor för överströmsskydd för krafttransformatorer

En krafttransformator har en primärspänning på 220V, en sekundärspänning på 16V, och en sekundärström på 1,5A. Under ett sekundärt överströmstillstånd, primärströmmen är cirka 350mA, och skyddet bör aktiveras inom 10 minuter. Transformatorns driftstemperatur sträcker sig från -10°C till 40°C, med en temperaturhöjning på 15°C till 20°C under normal drift. PTC-termistorn installeras nära transformatorn. Välj en PTC-termistor för primärt skydd.

1. Bestäm den maximala driftspänningen

Transformatorns driftspänning är 220V. Med tanke på strömförsörjningsfluktuationer, den maximala driftspänningen bör vara 220V x (1 + 20%) = 264V.

Den maximala driftspänningen för PTC-termistorn är 265V.

2. Bestäm den icke-operativa strömmen

Beräkningar och mätningar visar att transformatorns primärström är 125mA vid normal drift. Med tanke på att omgivningstemperaturen vid PTC-termistorns installationsplats kan nå upp till 60°C, icke-driftströmmen vid 60°C bör vara 130-140mA.

3. Bestämma driftström

Med tanke på att omgivningstemperaturen vid PTC-termistorns installationsplats kan nå så lågt som -10°C eller 25°C, Driftströmmen bör vara 340-350mA vid -10°C eller 25°C, med en drifttid på ca 5 minuter.

4. Fastställande av nolleffektmotstånd R25

När en PTC-termistor är ansluten i serie med den primära, spänningsfallet som genereras bör minimeras. PTC-termistorns egen värmealstring bör också minimeras. I allmänhet, spänningsfallet för en PTC-termistor bör vara mindre än 1% av den totala strömförsörjningen. R25 beräknas enligt följande:

220V × 1% ÷ 0,125A = 17,6Ω

5. Bestämma den maximala strömmen

Enligt faktiska mått, när transformatorns sekundär är kortsluten, primärströmmen kan nå 500mA. Med tanke på den ökade strömmen som flyter genom primärspolen när en partiell kortslutning inträffar, PTC-termistorns maximala ström bör vara över 1A.

6. Bestäm Curie-temperaturen och dimensionerna
Med tanke på att omgivningstemperaturen vid PTC-termistorns installationsplats kan nå upp till 60°C, lägg till 40°C till detta värde när du väljer Curie-temperatur, vilket resulterar i en Curie-temperatur på 100°C. Dock, med tanke på kostnaden och det faktum att PTC-termistorn inte är installerad i transformatorlindningen, dess högre yttemperatur kommer inte att påverka transformatorn negativt, så en Curie-temperatur på 120°C kan väljas. Detta gör att PTC-termistorns diameter kan minskas, minska kostnaderna.

7. Bestäm PTC-termistormodellen
Baserat på ovanstående krav, efter att ha konsulterat vårt företags specifikationsblad, vi valde MZ11-10P15RH265. Som är: maximal driftspänning 265V, nolleffektmotstånd 15Ω ± 25%, icke fungerande ström 140 mA, driftström 350 mA, maximal ström 1,2A, Curie temperatur 120°C, och maxstorlek ø11,0 mm.

PTC-fellägen
Det finns två huvudindikatorer för att mäta PTC-termistors tillförlitlighet:

A. Spänningsmotståndskapacitet: Om den specificerade spänningen överskrids kan en PTC-termistor kortslutas och gå sönder. Att applicera en hög spänning eliminerar produkter med lågspänningsmotståndskapacitet, se till att PTC-termistorer är säkra under den maximala driftspänningen (Vmax).
B. Nuvarande tåla kapacitet: Om den specificerade strömmen eller antalet kopplingscykler överskrids kan en PTC-termistor uppvisa ett irreversibelt högresistanstillstånd och misslyckas. Cyklisk på-av-testning kan inte helt eliminera förtida misslyckanden.

Under specificerade driftsförhållanden, en PTC-termistor uppvisar ett högresistanstillstånd efter fel. Långvarig spänningstillämpning på en PTC-termistor (i allmänhet större än 1000 timmar) resulterar i en minimal ökning av dess motstånd vid rumstemperatur. Denna ökning är mer uttalad i PTC-värmeelement med en Curie-temperatur som överstiger 200°C. Förutom PTC värmeelement, den primära orsaken till PTC-fel är spänningssprickor i mitten av keramen under byte. Under drift av en PTC-termistor, ojämna temperaturfördelningar, resistivitet, elektriskt fält, och effekttäthet inom PTC-keramen leder till hög spänning i mitten, vilket resulterar i delaminering och sprickbildning.