PPTC सुरक्षा उपकरण और अनुप्रयोग

PPTC बहुलक सकारात्मक तापमान गुणांक का संक्षिप्त नाम है। PPTC डिवाइस एक बहुलक सकारात्मक तापमान गुणांक उपकरण है। यह उपकरण सर्किट की रक्षा कर सकता है जब वर्तमान वृद्धि बहुत बड़ी होती है और तापमान बहुत अधिक होता है। जब उपयोग किया जाता है, तो इसे सर्किट में श्रृंखला में कनेक्ट करें। सामान्य परिस्थितियों में, इसका प्रतिरोध बहुत छोटा है और इसका नुकसान भी बहुत छोटा है, जो सर्किट के सामान्य संचालन को प्रभावित नहीं करता है; लेकिन अगर ओवरक्रैक (जैसे शॉर्ट सर्किट) होता है, तो इसका तापमान बढ़ जाता है और यह प्रतिरोध तेजी से बढ़ता है, वर्तमान को सीमित करता है और सर्किट में घटकों को नुकसान से बचता है। जब दोष समाप्त हो जाता है, तो PPTC डिवाइस का तापमान स्वचालित रूप से गिरता है और कम प्रतिरोध स्थिति में लौटता है। इसलिए, PPTC डिवाइस को एक रीसेटेबल फ्यूज भी कहा जाता है।

निम्नलिखित वायरलेस इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों, बैटरी पैक, चार्जर, पावर कन्वर्टर्स और ट्रांसफार्मर में पीपीटीसी उपकरणों के अनुप्रयोगों का वर्णन करता है।

वायरलेस इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में सर्किट की रक्षा करना

वायरलेस इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद (जैसे कि मोबाइल फोन, पीडीए), चाहे वे सीधे संचालित हों या चार्ज किए गए हों, ग्रिड वोल्टेज या अनियमित डीसी वोल्टेज को निम्न स्तर के डीसी वोल्टेज में बदलने के लिए एसी/डीसी पावर कनवर्टर की आवश्यकता होती है। चूंकि एसी/डीसी पावर कनवर्टर एक्सेसरीज और विभिन्न सार्वभौमिक चार्जर्स ने बाजार में प्रवेश किया है, अगर एक अनुचित एसी/डीसी पावर कनवर्टर का चयन किया जाता है, तो इसका आउटपुट वोल्टेज, करंट और पोलरिटी इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद के आंतरिक सर्किट से अधिक हो सकती है या उसका उल्लंघन कर सकती है। विनिर्देशों, इसलिए यह सर्किट को नुकसान पहुंचा सकता है या यहां तक ​​कि सुरक्षा के मुद्दों का कारण बन सकता है। इसके मद्देनजर, सर्किट संरक्षण और भी महत्वपूर्ण है।

आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सर्किट सुरक्षा विधियाँ डिस्पोजेबल फ़्यूज़ या विशेष कनेक्टर का उपयोग करने के लिए हैं। यद्यपि डिस्पोजेबल फ़्यूज़ अपेक्षाकृत सस्ते हैं, लेकिन उन्हें केवल एक बार उपयोग किया जा सकता है और खराबी के लिए प्रवण होते हैं। यदि विशेष कनेक्टर्स का उपयोग किया जाता है, तो आमतौर पर अन्य गौण निर्माताओं को एक ही उत्पाद की नकल करने में केवल कुछ दिन लगते हैं। संभोग त्रुटियां अभी भी घटित होंगी और गंभीर क्षति का कारण हो सकती हैं, उदाहरण के लिए, घटक के ब्रेकडाउन वोल्टेज को बढ़ाकर। आउटपुट करंट का कारण डिवाइस की बिजली की खपत बहुत अधिक होगी। विश्वसनीय प्रदर्शन के साथ माइक्रो पीपीटीसी उपकरणों का उद्भव छोटे, हल्के वायरलेस पोर्टेबल उत्पादों के सर्किट संरक्षण के लिए एक अच्छा समाधान प्रदान करता है। इसके अलावा, वायरलेस उपकरणों में अधिकांश विफलताएं अस्थायी हैं, और पुनर्प्राप्त करने योग्य पीपीटीसी सुरक्षा उपकरणों का उपयोग करने से भी महंगा उत्पाद वारंटी लागत से बच सकते हैं। पावर इंटरफ़ेस में श्रृंखला में PPTC डिवाइस को कनेक्ट करें, या समानांतर में वोल्टेज-सीमित डिवाइस को कनेक्ट करें, जैसे कि ए ज़ेनर डायोड, क्षणिक वोल्टेज दमन डायोड या वोल्टेज अधिभार रक्षक, बेमेल पावर कन्वर्टर्स के कारण होने वाली समस्याओं से बचने के लिए।

चित्रा 1 एक विशिष्ट बैटरी चार्जर सर्किट है। इस सर्किट में, पावर कनवर्टर के अनियमित डीसी आउटपुट वोल्टेज को वोल्टेज स्टैबिलाइजिंग सर्किट द्वारा संशोधित किया जाता है और बैटरी को चार्ज करने के लिए एक उपयुक्त वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है। PPTC डिवाइस और वोल्टेज अधिभार सुरक्षा उपकरण निम्नलिखित दोषों से बचाने के लिए एक साथ काम करते हैं:

(1) ओवरक्रेक्ट: ओवरकंट्रेंट पावर एफईटी या बैटरी पैक को नुकसान पहुंचा सकता है।

(२) रिवर्स पोलरिटी: इस समय, डायोड चालू हो गया है और पीपीटीसी डिवाइस वर्तमान सीमित सुरक्षा के लिए एक उच्च प्रतिबाधा स्थिति में प्रवेश करता है।

(3) ओवरवॉल्टेज: इस समय, वोल्टेज अधिभार संरक्षण डिवाइस काम करता है, और पीपीटीसी डिवाइस वर्तमान को सीमित करता है।

(4) PPTC डिवाइस को सुरक्षा की एक परत जोड़ने के लिए बैटरी पैक के इनपुट अंत में भी स्थापित किया जा सकता है। यदि डिवाइस का उपयोग हेडफ़ोन और कार के हाथों से मुक्त उपकरण जैसे सक्रिय सामान को बिजली देने के लिए किया जाता है, तो पावर आउटपुट अंत को भी सुरक्षा की आवश्यकता होती है।

बैटरी पैक को सुरक्षित रखें

ओवरचार्जिंग के कारण होने वाली बैटरी ओवरहीटिंग बैटरी पैक डिजाइनरों के लिए एक प्रमुख चिंता का विषय है। यद्यपि लिथियम बैटरी पैक में ओवरवॉल्टेज और ओवरक्रेन्ट डिटेक्शन सेफ्टी प्रोटेक्शन सर्किट (एकीकृत सर्किट और MOSFETs सहित) हैं, लेकिन PPTC डिवाइस को अभी भी श्रृंखला में कनेक्ट करने की आवश्यकता है। क्योंकि सेमीकंडक्टर सर्किट तब खराबी कर सकते हैं जब अत्यधिक इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज, अत्यधिक तापमान या शॉर्ट सर्किट होता है। जब वोल्टेज प्रोटेक्शन सर्किट विफल हो जाता है और तापमान सुरक्षा नहीं होती है, तो बैटरी ओवरचार्ज होने या ओवरचार्ज होने पर अत्यधिक गर्मी उत्पन्न करेगी, जिससे बैटरी टूटना, रिसाव, धुआं, या यहां तक ​​कि जलाएगा।

इसके अलावा, पोर्टेबल उत्पादों के काम के समय के विस्तार ने लोगों को छोटे और हल्के लिथियम-आयन और लिथियम-पॉलीमर बैटरी विकसित करने के लिए प्रेरित किया है। इन नए बैटरी सुरक्षा सर्किट की आवश्यकताओं के अनुकूल होने के लिए, पीपीटीसी सुरक्षा उपकरण निर्माता भी डिवाइस की खपत को कम करने के लिए निरंतर प्रयास कर रहे हैं।

पीपीटीसी बैटरी प्रोटेक्शन डिवाइस और सीरीज़ में बैटरी पैक में मूल कोशिकाओं को कनेक्ट करके, चाहे तापमान वृद्धि शॉर्ट सर्किट या ओवरचार्जिंग के कारण हो, डिवाइस थर्मल फ़्यूज़ या बाईमेटल सर्किट ब्रेकर की आवश्यकता के बिना एक सुरक्षात्मक भूमिका निभा सकता है। यह स्ट्रिप के आकार का PPTC डिवाइस पिन के रूप में निकल का उपयोग करता है, छोटा और पतला होता है, और इसे सीधे मूल बैटरी में वेल्डेड किया जा सकता है, अंतरिक्ष की बचत और स्थापना लागत को कम किया जा सकता है।

सुरक्षित सीएलए सर्किट

सिगरेट लाइटर पावर कनवर्टर (सीएलए) की कामकाजी तापमान रेंज बहुत चौड़ी है, जिससे चार्जिंग वातावरण बहुत भिन्न होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि जिस वातावरण में कार स्थित है, वह बहुत कठोर है और विद्युत आवश्यकताएं बहुत सख्त हैं। तीन मुख्य प्रकार के दोष हैं जो अक्सर सीएलए में होते हैं:

(1) अत्यधिक वर्तमान: चार्जर या कार सर्किट को नुकसान पहुंचाएगा।

(2) चार्जर सर्किट विफलता: यह चार्जर में फ्यूज को उड़ा देगा या कार के इलेक्ट्रिकल सर्किट को नुकसान पहुंचाएगा।

(3) रिवर्स पोलरिटी: मोबाइल फोन चार्जर का सर्किट क्षतिग्रस्त हो जाएगा।

सीएलए के इनपुट छोर पर एक वर्तमान सुरक्षा उपकरण स्थापित करना उपरोक्त दोषों से बच सकता है। टर्मिनल उपकरणों का लोड करंट और सीएलए के पावर रूपांतरण सर्किट की संवेदनशीलता स्वयं दोषों के लिए मुख्य कारक हैं जो सुरक्षा आवश्यकताओं को निर्धारित करते हैं। सामान्यतया, सीएलए के इनपुट पक्ष में, ओवरक्रेन्ट प्रोटेक्शन डिवाइस का उपयोग वोल्टेज ओवरलोड सुरक्षा उपकरणों जैसे क्षणिक वोल्टेज दमन डायोड के साथ किया जाता है।

एसी/डीसी पावर कन्वर्टर्स की रक्षा करना

एसी/डीसी पावर कन्वर्टर्स में सुरक्षा और विश्वसनीयता के लिए विशिष्ट आवश्यकताएं हैं, शॉर्ट-सर्किट करंट की सीमा से संबंधित और ट्रांसफार्मर वाइंडिंग के ओवरहीटिंग से आवश्यक तापमान सुरक्षा। यदि घुमावदार का तापमान इंसुलेटिंग सामग्री के स्वीकार्य तापमान सीमा से अधिक हो जाता है, तो इन्सुलेशन परत क्षतिग्रस्त हो जाएगी और टूट जाएगी, जिससे ट्रांसफार्मर या आग में आंतरिक शॉर्ट सर्किट होगा। अत्यधिक घुमावदार तापमान के संभावित कारणों में शामिल हैं: इनपुट बिजली की आपूर्ति में अत्यधिक परिवेश का तापमान, बाहरी शॉर्ट सर्किट, या उतार -चढ़ाव।

थर्मल फ्यूज का उपयोग ट्रांसफार्मर घुमावदार में सुरक्षा के लिए किया जाता है। यह एक प्राथमिक घटक है और जब एक क्षणिक दोष होता है, जैसे कि आउटपुट शॉर्ट सर्किट या इनपुट वोल्टेज में उतार -चढ़ाव के रूप में उचित रूप से कार्य नहीं करता है। अन्य को CPTC (सिरेमिक पॉजिटिव तापमान गुणांक) उपकरणों का चयन करना है, जिनमें बड़े कम तापमान प्रतिरोध का नुकसान होता है, जो सामान्य संचालन के दौरान बिजली की खपत को बढ़ाता है। इसके अलावा, सुरक्षात्मक उपकरणों के बिना इन्सुलेशन के उच्च स्तर का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इससे लागत में वृद्धि होगी।

संरक्षण ट्रांसफार्मर

ट्रांसफार्मर को दो सामान्य प्रकार के नुकसान हैं: प्राथमिक ओवरवोल्टेज और सेकेंडरी शॉर्ट सर्किट। इन दो दोषों से ट्रांसफार्मर कॉइल के तापमान में वृद्धि होगी। यदि समय में संभाला नहीं जाता है, तो यह कॉइल के इन्सुलेशन को कम कर देगा, तापमान नियंत्रण से बाहर हो जाएगा, और यहां तक ​​कि ट्रांसफार्मर को जलाने के लिए।

ट्रांसफार्मर के प्राथमिक पक्ष के साथ श्रृंखला में एक थर्मल फ्यूज को जोड़ना और माध्यमिक पक्ष के साथ श्रृंखला में एक अति -फ्यूज सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला संरक्षण समाधान है। यद्यपि यह विधि ओवरटेम्परेचर और ओवरक्रैक से बचा सकती है, लेकिन इसके लिए दो घटकों की आवश्यकता होती है, जिससे लागत बढ़ जाती है। इसके अलावा, फ्यूज एक डिस्पोजेबल घटक है और इसे गलती होने के बाद प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। प्रयोगों ने पुष्टि की है कि जब ट्रांसफार्मर के द्वितीयक कॉइल का तापमान माध्यमिक पक्ष पर एक शॉर्ट सर्किट के कारण 200 डिग्री सेल्सियस से अधिक होता है, तो 115 डिग्री सेल्सियस के रेटेड तापमान के साथ थर्मल फ्यूज और कोर मेल्ट के केंद्र के पास स्थापित किया जाता है। इस समय, कॉइल का इन्सुलेशन पिघल गया है और ट्रांसफार्मर को नुकसान पहुंचा है। (तस्वीर देखने)।

ट्रांसफार्मर में PPTC सुरक्षा उपकरणों का उपयोग करना सरल और लागत प्रभावी है। ट्रांसफार्मर के प्राथमिक पक्ष पर स्थापित 240V (AC) के रेटेड वोल्टेज के साथ केवल एक PPTC डिवाइस, ओवर-तापमान और अधिक-वर्तमान सुरक्षा प्राप्त करने के लिए दो थर्मल फ़्यूज़ को बदल सकता है। जब कोई गलती होती है, तो कॉइल तापमान बढ़ने पर सर्किट प्रोटेक्शन घटक में ओवर-टेम्परेचर डिवाइस बहुत महत्वपूर्ण हो जाता है, लेकिन करंट में काफी वृद्धि नहीं होती है। कम पावर पावर ट्रांसफार्मर इस एप्लिकेशन का एक अच्छा उदाहरण है। यहां तक ​​कि अगर एक शॉर्ट सर्किट द्वितीयक पक्ष पर होता है, तो पीपीटीसी डिवाइस का प्रतिरोध बढ़ेगा और वर्तमान एक बहुत कम सीमा तक सीमित होगा, जो ट्रांसफार्मर की रक्षा करेगा और विनाशकारी दोषों से बचेगा जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। तालिका 1 एक थर्मल फ्यूज और एक पीपीटीसी डिवाइस द्वारा संरक्षित 120V एसी ट्रांसफार्मर के लिए तुलनात्मक डेटा दिखाता है।

सारांश

PPTC डिवाइस प्रभावी रूप से सर्किट की एक विस्तृत श्रृंखला की रक्षा कर सकते हैं और दुनिया भर में सुरक्षा एजेंसियों द्वारा मान्यता प्राप्त है। इसमें न केवल विश्वसनीय प्रदर्शन है, बल्कि इसमें स्व-पुनर्प्राप्ति गुण भी हैं, जो उत्पाद वारंटी, सेवा और मरम्मत की लागत को कम करता है, और उत्पाद के साथ उपयोगकर्ता की संतुष्टि भी बढ़ाता है।