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過流保護PTC熱敏電阻器選用指南

2009年10月01日 12:50 本站整理 作者:佚名 用戶評論(0
關(guān)鍵字:熱敏電阻(101473)

過流保護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熱敏電阻器啟動呈高阻態(tài)時,必須承受幾乎全部的電源電壓,因此選擇PTC熱敏電阻器時,要有足夠高的最大工作電壓,同時還要考慮到電源電壓可能產(chǎn)生的波動。

??? 2.不動作電流和動作電流

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

??? 由于環(huán)境溫度對不動作電流和動作電流的影響極大(見下圖),因此要把最壞的情況考慮進去, 不動作電流應(yīng)選用在允許的最高環(huán)境溫度時的值,對動作電流來說,選應(yīng)用在較低環(huán)境溫度下的值。

?3.在最大工作電壓時允許的最大電流

??? 需要PTC熱敏電阻器執(zhí)行保護功能時,要檢查電路中是否有產(chǎn)生超過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,超過這個值使用時,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 ℃的的過流保護元件,一方面,不動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熱敏電阻器會有較高的表面溫度,是否會在線路中導(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,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熱敏電阻器局部過熱而損壞。

??? 附:電源變壓器過流保護PTC熱敏電阻的選用舉例

??? 已知一電源變壓器初級電壓220V,次級電壓16V,次級電流1.5A, 次級異常時的初級電流約350mA,10分鐘之內(nèi)應(yīng)進入保護狀態(tài),變壓器工作環(huán)境溫度-10 ~ 40 ℃,正常工作時溫升15 ~ 20 ℃, PTC熱敏電阻器靠近變壓器安裝,請選定一PTC熱敏電阻器用于初級保護。
??? 1.確定最大工作電壓
??? 已知變壓器工作電壓220V,考慮電源波動的因素,最大工作電壓應(yīng)達到220V×(1+20%)=264V
??? PTC熱敏電阻器的最大工作電壓選265V。
??? 2.確定不動作電流
??? 經(jīng)計算和實際測量,變壓器正常工作時初級電流125mA,考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫最高達60 ℃,可確定不動作電流在60 ℃時應(yīng)為130~ 140mA。
??? 3.確定動作電流
??? 考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫度最低可達到-10 ℃或25℃,? 可確定動作電流在-10 ℃或25℃時應(yīng)為340~ 350mA,動作時間約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)計算:
???????????????????????????????????????? 220V × 1% ÷0.125A=17.6 Ω
??? 5.確定最大電流
??? 經(jīng)實際測量, 變壓器次級短路時, 初級電流可達到500mA,如果考慮到初級線圈發(fā)生部分短路時有更大的電流通過,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60 ℃, 選擇居里溫度時在此基礎(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對變壓器產(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
??? 根據(jù)以上要求,查閱我們公司的規(guī)格表,選定MZ11-10P15RH265
??? 即: 最大工作電壓265V,額定零功率電阻值15Ω± 25%,不動作電流140 mA, 動作電流350 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主要指標(biāo):

??? A.耐電壓能力----超過規(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)。長期(一般大于1000小時)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200℃的PTC發(fā)熱元件相對要明顯。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熱敏電阻器動作動過程中,PTC瓷片內(nèi)溫度、電阻率、電場、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

??? 1、焊接
??? 在焊接時要注意,PTC熱敏電阻器不能由于過分的加熱而受到損害。必須遵守下列的最高的溫度,最長的時間和最小的距離:
                ????????? 浸焊       烙鐵焊
??? 溶池溫度           ????? max. 260 ℃    max. 360℃
??? 釬焊時間           ????? 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,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)機械應(yīng)力。請謹(jǐn)慎使用灌注材料或填料。在固化時不允許超過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引起在PTC熱敏電阻器上局部的過熱而導(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損害熱敏電阻的性能,清洗前最好進行試驗或到我公司咨詢。

??? 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)在沒有侵蝕性的氣氛中進行貯藏,同時要注意空氣濕度,溫度以及容器材料。元件應(yīng)盡可能的在原包裝中進行貯藏。對未焊接的PTC熱敏電阻器的金屬覆層的觸碰可能會導(dǎo)致可焊性能降低。暴露在過潮或過高溫度下,一些規(guī)格產(chǎn)品性能可能會改變,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期保存。

??? 5、注意事項
??? 為避免PTC熱敏電阻器發(fā)生失效/短路/燒毀等事故,使用(測試)PTC熱敏電阻器時應(yīng)特別注意如下事項:
??? 不要在油中或水中或易燃易爆氣體中使用(測試)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(測試)PTC熱敏電阻器。

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