應用注釋作為電流保護裝置的PTC熱敏電阻使用方法

PTC熱敏電阻的一個特性是當電流過大時，它們會自行產生熱量，產生很大的電阻。由于具有這種特性，它們被用作過電流保護裝置。

本文介紹了實現以下目的的應用。

? 限制勵磁涌流 ?

? 過電流保護 ?

? 電信用途 ?

PTC熱敏電阻的優點

PTC熱敏電阻是一種基于具有高正溫度系數(PTC)的特殊半導體陶瓷材料的溫度相關電阻。在室溫下，它們的電阻值相對較低。當電流流過PTC時，產生的熱量會提高PTC的溫度。一旦超過一定溫度(居里溫度)，PTC的電阻就會顯著增大。

這種效果可以用來保護電路或設備免受過電流的影響。在這種情況下，過電流使PTC達到一定的高溫，并由此產生大電阻，然后限制過電流。故障原因消除后，PTC會冷卻下來，像一個可重置熔斷器一樣再次發揮作用。由于具有這種特性，PTC熱敏電阻被用作過電流保護裝置。下面的示例應用說明了PTC熱敏電阻是如何用于過電流保護的。

目錄

PTC熱敏電阻在限制勵磁涌流中的應用

應用：開關電源和車載充電器(OBC)的勵磁涌流限制

應用：工業逆變器中的勵磁涌流限制

PTC熱敏電阻在過電流保護中的應用

應用：直流電機的過電流保護

應用：螺線管的過電流保護

PTC熱敏電阻在電信過電流保護中的應用

應用：安全系統浪涌保護裝置(SPD)中的過電流保護

PTC熱敏電阻在限制勵磁涌流中的應用

應用：車載充電器(OBC)的勵磁涌流限制

開關電源(SMPS)的體積小、重量輕、性能優良，常用作電子設備的電源。當SMPS開啟時(例如，當平滑電容器開始充電時)，會有一個高峰值勵磁涌流流過裝置。這種勵磁涌流可能會對平滑電容器的使用壽命產生負面影響，損壞電源開關的觸點或破壞整流二極管。因此，需要限制SMPS的勵磁涌流。

下面的電路圖是勵磁涌流限制器(ICL)電路的一個例子，其中的PTC熱敏電阻和晶閘管(或機械繼電器)組合在一起使用。

當電源開關關閉、充電過程開始時，沒有充電的電容器像一個短路的電路，因此會產生很大的勵磁涌流。由于這時晶閘管處于高歐姆狀態(機械繼電器將處于打開狀態)，與平滑電容器串聯的PTC將浪涌電流(電容器的充電電流)限制在期望的較低水平。一旦電容器充電，晶閘管就會使PTC短路，施加電負載。

在某些情況下，晶閘管(或機械繼電器)可能發生故障，不會使PTC短路。發生這種情況時，負載被加到電路上，大工作電流將使PTC升溫。PTC隨后進入高歐姆狀態，從而將故障電流降低到一個不危險的較低水平。PTC熱敏電阻能承受這種負載，不會損壞。

如果像過去一般采取的方式一樣，用固定電阻器來限制勵磁涌流，大工作電流會使電阻器熱應力過大，甚至破壞電阻器或導致火災發生。

圖1開關電源中的勵磁涌流限制

浪涌電流限制器PTC 產品門戶

應用：工業逆變器的勵磁涌流限制

感應電機常用于工廠的風機、水泵、空調和其他設備。感應電機結構簡單、結實，其速度取決于電源的頻率。逆變器用于控制感應電機的轉速。這種變頻驅動(VFD)提高了電機的效率，從而降低了能耗。

逆變系統由轉換器部分和逆變器部分組成。直流鏈路電容器(平滑電容器)放在轉換器部分之后。當系統電源開啟時，直流鏈路電容器充電，這時的勵磁涌流的峰值是給電容器充電時所需的穩定電流的幾倍。這種勵磁涌流會對電容器的使用壽命產生不利影響或者破壞暴露于電流的半導體器件。

勵磁涌流限制器(ICL)中的PTC熱敏電阻和晶閘管(或繼電器)相互結合在一起使用，使用它能很好地限制勵磁涌流。

PTC ICL的功能與在車載充電器應用中描述的相同。同樣，PTC具有自保護特性(在電路故障時電阻增大)。

圖2工業逆變器中的勵磁涌流限制

浪涌電流限制器PTC 產品門戶

PTC熱敏電阻在過電流保護中的應用

應用：車載直流電機的過電流保護

當電機超載或電機停止旋轉(鎖定)時，會有過電流流過電機。這會導致線圈的熱應力過大。PTC熱敏電阻可以有效地保護電機免受過電流的影響。

例如，汽車的側鏡被物體擋住，駕駛員試圖設置或收回它時，電機會鎖定。這將導致過電流通過電機繞組。為了防止熱應力過大，采用PTC熱敏電阻。大電流會使PTC升溫。PTC的電阻隨后大幅增加，這反過來又將大電流降低到一個不會使系統熱應力過大的水平。例如，這種過電流保護熱敏電阻還用于驅動電動鎖定和電動座椅的電機。

圖3車載直流電機保護的示例

過電流保護PTC 產品門戶

應用：螺線管過的電流保護

螺線管通過線圈的磁力使電樞運動，是一種簡單方便的執行器，用于打印機、電子鎖等辦公自動化設備中。螺線管有直接作用類型、旋轉類型和其他類型。

電磁線圈因某種機械性障礙等上鎖時，驅動電路會因過電流狀態持續而發生破損。

當此類過電流持續流過時，PTC熱敏電阻會通過自身發熱提升電阻值來降低輸出電流，從而防止驅動電路破損。

圖4螺線管中的勵磁涌流保護

過電流保護PTC 產品門戶

PTC熱敏電阻在電信過電流保護中的應用

應用：安全系統浪涌保護裝置(SPD)中的過電流保護

用于電信應用的PTC熱敏電阻還可用于工廠和辦公樓的各種安全系統。例如，因為用于連接多個地點的火災警報系統、監視攝像頭系統和其他網絡系統的信號電纜可能會被雷擊破壞，所以在這些系統的重要位置安裝浪涌保護裝置(SPD)。

下圖是一個使用可替換插入式SPD的保護電路的例子。插頭側由用于過電壓保護的避雷器和電阻器組成。插座側是一個用于過電流保護的PTC熱敏電阻。

TDK為電信應用提供了一全套PTC熱敏電阻。電信對保護器(TPP)通常用于SPD，每一個都包含兩個封裝在塑料外殼中的PTC熱敏電阻。

PTC的功能與上一節中描述的非常相似。

圖5插入式浪涌保護裝置(SPD)保護電路的實例

通訊保護用PTC 產品門戶

審核編輯：湯梓紅