過流電路保護 保險絲與自恢復保險絲如何取捨

2022-10-06 07:00:35 字數 1619 閱讀 4472

只要是電子產品就不可避免的會有過流、過壓及靜電放電等問題,而電子工程師的存在就是在進行電路設計的時候將保護電路考慮進去。就電子產品的過流防護,電子工程師在保護電路設計過程中,就會面臨是選用保險絲還是選用ptc?碩凱電子認為其實這個問題往往見仁見智,儘管在常見應用領域中有時由於某些重要的考慮因素,使用其中一種可能比使用另一種更好。

使用傳統保險絲或是使用最新研發的自恢復ptc都可以實現過流電路保護。兩者都是通過對電路中過量電流產生的發熱現象做出反應從而實現保護功能。保險絲是靠熔斷來斷開電流的,而ptc則是依賴從低阻態變為高阻態來限制電流的大小。

充分理解兩種裝置的效能差異會使您在選擇最佳電路保護方案時做出更輕鬆的選擇。例如,led照明、電腦、周邊裝置以及便攜裝置(如智慧手機、平板電腦等)的很多設計都要求使用ptc,其原因在於ptc可以自行復位。如果使用保險絲,則每次發生過流都必須進行更換,這是使用者無法接受的。

ptc自恢復保險絲作用原理:

ptc的作用原理是將具有潛在危害的過載電流限制在安全範圍內。具體而言就是:通過裝置的過大電流會導致內部熱量增加(i2r),由此造成ptc的升溫,導致其電阻增加。

在出現過熱情況前,ptc電阻通常只佔電路總阻抗很小一部分。如下圖所示,聚合體ptc的電阻增大具有非線性特徵,這樣的相對較大的電阻會將電路中的電流降低或限制在安全的範圍內。從低電阻到高電阻的轉變點稱之為“跳變點”。

通過較高電阻的受限電流產生的熱量將使ptc的溫度維持在一個高水平,從而造成電阻居高不下。該熱平衡條件會始終保持,直到電路掉電,ptc逐漸降溫,阻值變小。ptc具有自恢復功能的基本作用原理是溫度升高會導致電阻增加,反之亦然。

ptc是通過從電路中去除電源,從而使裝置溫度降低而實現自恢復或返回低阻狀態的。在這之後,該元件就可隨時對未來過載做出響應。如果過流問題的根源被排除,電阻就會保持低阻態;但再次出現過流時,裝置將再次轉換至高阻態。

自恢復保險絲選型需要注意以下幾個細節:

1、確定電路的以下引數:

最大工作環境溫度 b 標準工作電流 c 最大工作電壓(umax) d 最大故障電流(imax)

2、選擇能適應電路最大環境溫度和標準工作電流的自恢復保險絲元件

使用溫度折減表並選擇與電路最大環境溫度最匹配的溫度。瀏覽該欄以查閱等於或大於電路標準工作電流值。

3、將所選元件的最大電氣額定值與電路最大工作電壓和故障電流作比較

使用電氣特性表來驗證您在第2步中所選的元件是否將採用電路的最大工作電壓和故障電流。查閱裝置的最大工作電壓和最大故障電流。確保umax和imax大於或等於電路的最大工作電壓和最大故障電流。

4、確定動作時間

動作時間是當故障電流出現在整臺裝置上時將此元件切換到高電阻狀態所用的時間量。為了提供預期的保護功能,明確自恢復保險絲元件的工作時間是很重要的。如果您選擇的元件動作過快,則會出現異常動作或有害的動作。

如果元件動作過慢,則受到保護的元件在元件切換到高電阻狀態之前可能損壞。

使用25℃的典型動作時間曲線來確定自恢復保險絲元件的動作時間對於電路來說是過快還是過慢。如果是則返回第2步重新選擇備用元件。

5、驗證環境工作溫度

確保應用場合的最小和最大環境溫度在自恢復保險絲元件的工作溫度範圍內。大多數自恢復保險絲元件的工作溫度範圍介於-40℃到85℃。

6、驗證自恢復保險絲元件的外形尺寸

使用外形尺寸表來將您選擇的自恢復保險絲的外形尺寸與應用場合的空間條件比較。