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過(guò)流保護(hù)PTC熱敏電阻器選用指南

2009年11月28日 10:09 www.ttokpm.com 作者:佚名 用戶評(píng)論(0
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過(guò)流保護(hù)PTC熱敏電阻器選用指南

1.最大工作電壓

PTC熱敏電阻器串聯(lián)在電路中,正常工作時(shí)僅有一小部分電壓保持在PTC熱敏電阻器上,當(dāng)PTC熱敏電阻器啟動(dòng)呈高阻態(tài)時(shí),必須承受幾乎全部的電源電壓,因此選擇PTC熱敏電阻器時(shí),要有足夠高的最大工作電壓,同時(shí)還要考慮到電源電壓可能產(chǎn)生的波動(dòng)。

2.不動(dòng)作電流和動(dòng)作電流

為得到可靠的開關(guān)功能,動(dòng)作電流至少要超過(guò)不動(dòng)作電流的兩倍。

由于環(huán)境溫度對(duì)不動(dòng)作電流和動(dòng)作電流的影響極大(見下圖),因此要把最壞的情況考慮進(jìn)去,對(duì)不動(dòng)作電流來(lái)說(shuō),選應(yīng)用在允許的最高環(huán)境溫度時(shí)的值,對(duì)動(dòng)作電流來(lái)說(shuō),選應(yīng)用在較低環(huán)境溫度下的值。

3.在最大工作電壓時(shí)允許的最大電流

需要PTC熱敏電阻器執(zhí)行保護(hù)功能時(shí),要檢查電路中是否有產(chǎn)生超過(guò)允許的最大電流的條件,一般是指用戶存在產(chǎn)生短路可能性的情況。規(guī)格書已經(jīng)給出了最大電流值,超過(guò)這個(gè)值使用時(shí),可導(dǎo)致PTC熱敏電阻器破壞或早期失效。

4.開關(guān)溫度(居里溫度)

我們可提供居里溫度80 ℃、100 ℃、120 ℃、140 ℃的的過(guò)流保護(hù)元件,一方面,不動(dòng)作電流取決于居里溫度和PTC熱敏電阻器芯片的直徑,從降低成本方面考慮,應(yīng)選用高居里溫度和小尺寸元件;另一方面須考慮,這樣選擇的PTC熱敏電阻器會(huì)有較高的表面溫度,是否會(huì)在線路中導(dǎo)致不希望的副作用。一般情況下,居里溫度要超過(guò)最高使用環(huán)境溫度20 ~ 40 ℃。

5.使用環(huán)境的影響

在接觸化學(xué)試劑或在使用灌注料或填料時(shí),須特別小心鈦酸鋇陶瓷被還原導(dǎo)致PTC熱敏電阻器效應(yīng)下降,以及由于灌注造成的導(dǎo)熱條件變化,都可能導(dǎo)致PTC熱敏電阻器局部過(guò)熱而損壞。

附:電源變壓器過(guò)流保護(hù)PTC熱敏電阻的選用舉例

已知一電源變壓器初級(jí)電壓220V,次級(jí)電壓16V,次級(jí)電流1.5A,次級(jí)異常時(shí)的初級(jí)電流約300mA,10分鐘之內(nèi)應(yīng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài),變壓器工作環(huán)境溫度-10 ~ 40 ℃,正常工作時(shí)溫升15 ~ 20 ℃,PTC熱敏電阻器靠近變壓器安裝,請(qǐng)選定一PTC熱敏電阻器用于初級(jí)保護(hù)。
1.確定最大工作電壓
已知變壓器工作電壓220V,考慮電源波動(dòng)的因素,最大工作電壓應(yīng)達(dá)到220V×(1+20%)=264V
PTC熱敏電阻器的最大工作電壓選265V。
2.確定不動(dòng)作電流
經(jīng)計(jì)算和實(shí)際測(cè)量,變壓器正常工作時(shí)初級(jí)電流125mA,考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫最高可達(dá)60 ℃,可確定不動(dòng)作電流在60 ℃時(shí)應(yīng)為130~ 140mA。
3.確定動(dòng)作電流
考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫度最低可達(dá)到-10 ℃或25℃,可確定動(dòng)作電流在-10 ℃或25℃時(shí)應(yīng)為340~ 350mA,動(dòng)作時(shí)間約5分鐘。
4.確定額定零功率電阻R25
PTC熱敏電阻器串聯(lián)在初級(jí)中,產(chǎn)生的電壓降應(yīng)盡量小,PTC熱敏電阻器自身的發(fā)熱功率也應(yīng)盡量小,一般PTC熱敏電阻器的壓降應(yīng)小于總電源的1%,R25經(jīng)計(jì)算:
220V × 1% ÷0.125A=17.6 Ω
5.確定最大電流
經(jīng)實(shí)際測(cè)量,變壓器次級(jí)短路時(shí),初級(jí)電流可達(dá)到500mA,如果考慮到初級(jí)線圈發(fā)生部分短路時(shí)有更大的電流通過(guò),PTC熱敏電阻器的最大電流確定在1A以上。
6. 確定居里溫度和外形尺寸
考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫最高可達(dá)60 ℃,選擇居里溫度時(shí)在此基礎(chǔ)上增加40 ℃,居里溫度為100 ℃,但考慮到低成本,以及PTC熱敏電阻器未安裝在變壓器線包內(nèi),其較高的表面溫度不會(huì)對(duì)變壓器產(chǎn)生不良作用,故居里溫度可選擇120 ℃,這樣PTC熱敏電阻器的直徑可減小一檔,成本可以下降。
7.確定PTC熱敏電阻器型號(hào)
根據(jù)以上要求,查閱我們公司的規(guī)格表,
即: 最大工作電壓265V,額定零功率電阻值15Ω± 20%,不動(dòng)作電流150 mA,動(dòng)作電流300 mA,最大電流1.2A,居里溫度120 ℃,最大尺寸為?11.0mm。



PTC的失效模式

衡量PTC熱敏電阻器可靠性有兩個(gè)主要指標(biāo):

A.耐電壓能力----超過(guò)規(guī)定的電壓可導(dǎo)致PTC熱敏電阻器短路擊穿,施加高電壓可淘汰耐壓低的產(chǎn)品,確保PTC熱敏電阻器在最大工作電壓(Vmax)以下是安全的;
B、耐電流能力----超過(guò)規(guī)定的電流或開關(guān)次數(shù)可導(dǎo)致PTC熱敏電阻器呈現(xiàn)不可恢復(fù)的高阻態(tài)而失效,循環(huán)通斷試驗(yàn)不能全部淘汰早期失效的產(chǎn)品。

在規(guī)定的使用條件下,PTC失效后呈現(xiàn)高電阻態(tài)。長(zhǎng)期(一般大于1000小時(shí))施加在PTC熱敏電阻器上的電壓導(dǎo)致其常溫電阻升高的幅度極小,居里溫度超過(guò)200℃的PTC發(fā)熱元件相對(duì)要明顯。除PTC發(fā)熱元件外,PTC失效的主要原因是由于開關(guān)操作中陶瓷體中心產(chǎn)生應(yīng)力開裂。在PTC熱敏電阻器動(dòng)作動(dòng)過(guò)程中,PTC瓷片內(nèi)溫度、電阻率、電場(chǎng)、和功率密度的分布不均勻?qū)е轮行膽?yīng)力大而分層裂開。


使用注意事項(xiàng)

1、焊接
在焊接時(shí)要注意,PTC熱敏電阻器不能由于過(guò)分的加熱而受到損害。必須遵守下列的最高的溫度,最長(zhǎng)的時(shí)間和最小的距離:
                ?????? 浸焊       烙鐵焊
溶池溫度           ????? max. 260 ℃    max. 360℃
釬焊時(shí)間           ????? max. 10s      max. 5 s
距PTC熱敏電阻器最小的距離   ????? min. 6mm      min. 6mm
在較惡劣的釬焊條件下將會(huì)引起電阻值的變化。

2、涂層和灌注
在PTC熱敏電阻器上加涂層和灌注時(shí),不允許在固化和以后的處理中由于不同的熱膨脹而出現(xiàn)機(jī)械應(yīng)力。請(qǐng)謹(jǐn)慎使用灌注材料或填料。在固化時(shí)不允許超過(guò)PTC熱敏電阻器的上限溫度。此外,要注意到,灌注材料必須是化學(xué)中性的。在PTC熱敏電阻器中鈦酸鹽陶瓷的還原可能會(huì)導(dǎo)致電阻降低和電性能的喪失;由于灌注而引起熱散熱條件的變化可能會(huì)引起在PTC熱敏電阻器上局部的過(guò)熱而導(dǎo)致其被毀壞。

3、清洗
氟利昂,三氯乙烷或四氯乙烯等溫和的清洗劑均適用于清洗,同樣可以使用超聲波清洗的方法,但是一些清洗劑可能會(huì)損害熱敏電阻的性能,清洗前最好進(jìn)行試驗(yàn)或到我公司咨詢。

4、貯藏條件與期限
如果存貯得當(dāng),PTC熱敏電阻器的存貯期沒(méi)有什么期限限制。為了保持PTC熱敏電阻器的可焊性,應(yīng)在沒(méi)有侵蝕性的氣氛中進(jìn)行貯藏,同時(shí)要注意空氣濕度,溫度以及容器材料。元件應(yīng)盡可能的在原包裝中進(jìn)行貯藏。對(duì)未焊接的PTC熱敏電阻器的金屬覆層的觸碰可能會(huì)導(dǎo)致可焊性能降低。暴露在過(guò)潮或過(guò)高溫度下,一些規(guī)格產(chǎn)品性能可能會(huì)改變,比如錫鉛的可焊性等,但是在正常的電器元件保存條件下可以長(zhǎng)期保存。

5、注意事項(xiàng)
為避免PTC熱敏電阻器發(fā)生失效/短路/燒毀等事故,使用(測(cè)試)PTC熱敏電阻器時(shí)應(yīng)特別注意如下事項(xiàng):
不要在油中或水中或易燃易爆氣體中使用(測(cè)試)PTC熱敏電阻器;
不要在超出"最大工作電流"或"最大工作電壓"條件下使用(測(cè)試)PTC熱敏電阻器。


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