过流保护用PTC热敏电阻应用原理及相关电路

2022-01-26 10:28分类：电子元器件阅读：

过电流保护用PTC温度传感器运用机理及有关电源电路

商品简述

过电流保护用PTC温度传感器是一种对出现异常溫度及出现异常电流量全自动维护、全自动修复的防护元器件，别名"自复熔断丝""千次熔断丝"。它替代传统式的熔断丝，可普遍用以电机、变电器、开关电源电路、电子电路等的过电流超温维护，过电流保护用PTC温度传感器根据其电阻基因突变限定全部路线中的耗费来减小残留电流。传统式的保险片在路线融断后不能自动修复，而过电流保护用PTC温度传感器在常见故障拆除后就能恢复正常到预维护情况，当再次发生常见故障时又可以完成其过流超温维护作用。

采用过电流保护用PTC温度传感器做为过电流超温维护元器件，最先确定路线较大一切正常工作中电流量（便是过电流保护用PTC温度传感器的不姿势电流量）和过电流保护用PTC温度传感器安裝部位（一切正常运行时）最大工作温度、次之是维护电流量（便是过电流保护用PTC温度传感器的姿势电流量）、较大工作标准电压、额定值零输出功率电阻器，与此同时也应考虑到元器件的尺寸等要素。如下图所显示：应用工作温度，不姿势电流量及姿势电流量三者中间的关联。

运用基本原理

当电源电路处在一切正常模式时，根据过电流保护用PTC温度传感器的工作电流低于额定电压，过电流保护用PTC温度传感器处在常态化，电阻值不大，不容易影响到被维护控制电路的常规工作中。当电源电路发生常见故障，电流量大大的超出额定电压时，过电流保护用PTC温度传感器骤然发烫，呈高阻态，使电源电路处在相对性"断掉"情况，进而维护电源电路不会受到毁坏。当常见故障消除后，过电流保护用PTC温度传感器亦自动回复至低阻态，电源电路恢复过来工作中。

图2为电源电路正常的运行时的伏-安特点曲线图和负荷曲线图平面图，由A点到B点，增加在PTC温度传感器上的工作电压逐渐上升，穿过PTC温度传感器的交流电也线形提升，说明PTC温度传感器的阻值基本上不会改变，即维持在低电阻器态；由B点至E点，工作电压逐渐上升，PTC温度传感器因为发烫而电阻器快速扩大，穿过PTC温度传感器的电流量的也快速减少，说明PTC温度传感器进到维护情况。一切正常的负荷曲线图小于B点，PTC温度传感器就不易进到维护情况。

一般来讲有三种过电流超温防护的种类：

1、电流量负载（图3）：RL1为常规运行时的负荷曲线图，当负荷电阻值降低，如变电器路线短路故障，负荷曲线图由RL1变成RL2，超出B点， PTC热敏电阻进到维护情况；

2、工作电压负载（图4）：电源电压提升，如220V电源插头忽然升至380V，负荷曲线图由RL1变成RL2，超出B点， PTC热敏电阻进到维护情况；

3、溫度超温（图5）：当工作温度上升超出一定程度，PTC热敏电阻伏-安特点曲线图由A-B-E变为A-B1-F，负荷曲线图RL超出B1点，PTC热敏电阻进到维护情况；

过电流保护原理图

型号规格主要参数

过电流保护PTC热敏电阻采用手册

1.较大工作标准电压

PTC热敏电阻串连在线路中，一切正常运行时仅有一小部分工作电压始终保持在PTC热敏电阻上，当PTC热敏电阻运行呈高阻态时，务必承担基本上所有的电源电压，因而挑选PTC热敏电阻时，要有非常高的最高工作标准电压，与此同时也要充分考虑电源电压很有可能造成的起伏。

2.不姿势电流量和姿势电流量

为获得靠谱的电源开关作用，姿势电流量最少要超出不姿势电流量的二倍。

因为工作温度对不姿势电流量和姿势电流量的危害巨大(见下面的图)，因而要把最坏的情形考虑到进来，对不姿势电流量而言，选运用在容许的最大工作温度时的值，对姿势电流量而言，选运用在较低工作温度下的值。

3.在较大工作标准电压时可以的最大的电流量

必须 PTC热敏电阻实行维护作用时，要查验电源电路中能否有造成超出容许的最大的工作电流的标准，一般就是指客户存有造成短路故障概率的状况。说明书早已得出了较大电流，超出这一值应用时，可造成 PTC热敏电阻毁坏或初期无效。

4.电源开关溫度（居里温度）

大家可给予居里温度80 ℃、100 ℃、120 ℃、140 ℃的的过电流保护元器件，一方面，不姿势电流量在于居里温度和PTC热敏电阻集成ic的直徑，从控制成本层面考虑到，应取用高居里温度和小规格元器件；另一方面须考虑到，那样挑选的PTC热敏电阻会出现较高的外表温度，是不是会在配电线路中造成不期望的不良反应。一般状况下，居里温度要超出最大应用工作温度20 ~ 40 ℃。

5.应用条件的危害

在触碰化学药品或在应用注浆料或填充料时，须尤其当心钛酸钡瓷器被复原造成 PTC热敏电阻效用降低，及其因为注浆导致的传热标准转变，都有可能造成 PTC热敏电阻部分温度过高而毁坏。

附:环形变压器过电流保护PTC温度传感器的采用举例说明

已经知道一环形变压器初中级工作电压220V，次级线圈工作电压16V，次级线圈电流量1.5A，次级线圈出现异常时的初中级电流量约300mA，10分鐘以内应进到维护情况，变电器工作中工作温度-10 ~ 40 ℃，一切正常运行时升温15 ~ 20 ℃，PTC热敏电阻挨近变电器安裝，请选中一PTC热敏电阻用以初中级维护。
1.明确较大工作标准电压
已经知道变电器工作标准电压220V，考虑到开关电源起伏的要素，较大工作标准电压应做到220V×（1 20%）=264V
PTC热敏电阻的最高工作标准电压选265V。
2.明确不姿势电流量
经测算和具体精确测量，变电器一切正常运行时初中级电流量125mA，充分考虑PTC热敏电阻的组装部位的自然环境温最大可以达到60 ℃，可明确不姿势电流量在60 ℃时应是130~ 140mA。
3.明确姿势电流量
充分考虑PTC热敏电阻的组装部位的工作温度最少可做到-10 ℃或25℃，可明确姿势电流量在-10 ℃或25℃时应是340~ 350mA，姿势時间约5分鐘。
4.明确额定值零输出功率电阻器R25
PTC热敏电阻串连在初中级中，造成的电流应尽可能小，PTC热敏电阻本身的发烫效率也应尽可能小，一般PTC热敏电阻的损耗应低于总开关电源的1%，R25经测算：
220V × 1% ÷0.125A=17.6 Ω
5.明确较大电流量
经具体精确测量，变电器次级线圈短路故障时，初中级电流量可实现500mA，假如充分考虑原线圈产生一部分短路故障时有更高的交流电根据，PTC热敏电阻的最大的电流量明确在1A之上。
6. 明确居里温度和尺寸
充分考虑PTC热敏电阻的组装部位的自然环境温最大可以达到60 ℃，挑选居里温度时在这个基础上提升40 ℃，居里温度为100 ℃，但充分考虑成本低，及其PTC热敏电阻未组装在变电器线包内，其较高的外表温度不容易对变电器造成不好功效，故居里温度可挑选120 ℃，那样PTC热敏电阻的直徑可减少一档，成本费还可以降低。
7.明确PTC热敏电阻型号规格
依据上述规定，查看大家企业的尺寸表，
即: 较大工作标准电压265V，额定值零输出功率阻值15Ω± 20%，不姿势电流量150 mA，姿势电流量300 mA，较大电流量1.2A，居里温度120 ℃，较大规格为ø11.0mm。

PTC的失效模式

考量PTC热敏电阻稳定性有两个关键指标值：

A.耐工作电压工作能力----超出要求的工作电压可造成 PTC热敏电阻短路故障穿透，增加高电压可取代抗压低的商品，保证 PTC热敏电阻在较大工作标准电压（Vmax）下列是安全可靠的；
B、耐电流量工作能力----超出要求的交流电或电源开关频次可造成 PTC热敏电阻展现不能修复的高阻态而无效，循环系统导通实验不可以所有取代初期失灵的商品。

在要求的运用情况下，PTC无效后展现高电阻器态。长期性（一般超过1000钟头）增加在PTC热敏电阻上的工作电压造成其常温下电阻器上升的力度很小，居里温度超出200℃的PTC发烫元器件相对性要显著。除PTC发烫元器件外，PTC无效的首要因素是因为电源开关实际操作中瓷器体核心造成内应力裂开。在PTC热敏电阻姿势动全过程中，PTC瓷砖内溫度、电阻、静电场、和功率的划分不均衡造成核心地应力大而分层次开裂。

应用常见问题

1、电焊焊接
在电焊时要留意，PTC热敏电阻不可以因为过度的升温而遭受危害。务必遵循以下的最大的溫度，最多的时长和较小的间距：
　　　　　　　　　　　　　　　　浸焊　　　　　　　电烙铁焊
熔池溫度　　　　　　　　　　　 max. 260 ℃　　　　max. 360℃
纤焊時间　　　　　　　　　　　 max. 10s 　　　　　max. 5 s
距PTC热敏电阻最少的间距　　 min. 6mm 　　　　　min. 6mm
在较极端的纤焊标准下可能造成阻值的转变。

2、镀层和注浆
在PTC热敏电阻上添镀层和注浆时，不允许在干固和日后的处置中因为不一样的热变形而发生机械设备地应力。请慎重应用注浆原材料或填充料。在干固时不允许超出PTC热敏电阻的限制溫度。除此之外，要注意到，注浆原材料一定是有机化学中性化的。在PTC热敏电阻中钛酸盐瓷器的复原很有可能会致使电阻器减少和电气性能的缺失；因为注浆而造成热排热标准的改变也许会导致在PTC热敏电阻上部分的超温而致使其被损坏。

3、清理
空调氟利昂，三氯乙烷或四氯乙烯等温柔的清洁剂均适用清理，一样还可以应用超声波清洗的方式，可是一些清洁剂很有可能会危害温度传感器的特性，清理前最好是开展实验或到我企业资询。

4、储藏标准与限期
假如存储恰当，PTC热敏电阻的存储期没什么限期限定。为了更好地维持PTC热敏电阻的可锻性，应在沒有黏附性的氛围中开展储藏，与此同时要留意空气相对湿度，溫度及其器皿原材料。元器件应尽量避免的在原包裝中开展储藏。对未电焊焊接的PTC热敏电阻的金属材料覆层的碰触很有可能会造成可锻性能减少。曝露在过潮或过高气温下，一些规格型号商品特性有可能会更改，例如锡铅的可锻性等，可是在一切正常的电气元器件储存标准下能够长久储存。

5、常见问题
为防止PTC热敏电阻产生无效／短路故障／损坏等安全事故，应用（检测）PTC热敏电阻时要注意以下事宜：
不要在油中或水里或易燃易爆物品汽体中应用（检测）PTC热敏电阻；
不要在超过"较大运行电流量"或"较大工作标准电压"标准下应用（检测）PTC热敏电阻。