Quan điểm: 0 Tác giả: Trình chỉnh sửa trang web xuất bản Thời gian: 2024-03-14 Nguồn gốc: Địa điểm
PPTC là viết tắt của hệ số nhiệt độ dương tính polymer. Thiết bị PPTC là một thiết bị hệ số nhiệt độ dương tính polymer. Thiết bị này có thể bảo vệ mạch khi dòng điện hiện tại quá lớn và nhiệt độ quá cao. Khi được sử dụng, kết nối nó theo loạt trong mạch. Trong trường hợp bình thường, điện trở của nó rất nhỏ và tổn thất của nó cũng rất nhỏ, không ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của mạch; Nhưng nếu xảy ra quá dòng (chẳng hạn như ngắn mạch), nhiệt độ của nó tăng và điện trở tăng mạnh, hạn chế dòng điện và tránh thiệt hại cho các thành phần trong mạch. Khi lỗi bị loại bỏ, nhiệt độ của thiết bị PPTC sẽ tự động giảm và trở về trạng thái điện trở thấp. Do đó, thiết bị PPTC còn được gọi là cầu chì có thể đặt lại.
Sau đây mô tả các ứng dụng của các thiết bị PPTC trong các sản phẩm điện tử không dây, bộ pin, bộ sạc, bộ chuyển đổi điện và máy biến áp.
Bảo vệ mạch trong các sản phẩm điện tử không dây
Các sản phẩm điện tử không dây (như điện thoại di động, PDA), cho dù chúng được cung cấp trực tiếp hay sạc, yêu cầu bộ chuyển đổi nguồn AC/DC để chuyển đổi điện áp lưới hoặc điện áp DC không được kiểm soát thành điện áp DC ở mức thấp hơn. Vì các phụ kiện chuyển đổi nguồn AC/DC và các bộ sạc phổ quát khác nhau đã tham gia vào thị trường, nếu một bộ chuyển đổi công suất AC/DC không phù hợp được chọn, điện áp đầu ra, dòng điện và phân cực của nó có thể vượt quá hoặc vi phạm mạch nội bộ của chính sản phẩm điện tử. Thông số kỹ thuật, vì vậy nó có thể làm hỏng mạch hoặc thậm chí gây ra các vấn đề an toàn. Theo quan điểm này, bảo vệ mạch thậm chí còn quan trọng hơn.
Các phương pháp bảo vệ mạch thường được sử dụng là sử dụng cầu chì dùng một lần hoặc đầu nối đặc biệt. Mặc dù cầu chì dùng một lần tương đối rẻ, nhưng chúng chỉ có thể được sử dụng một lần và dễ bị trục trặc. Nếu các đầu nối đặc biệt được sử dụng, thường chỉ mất vài ngày để các nhà sản xuất phụ kiện khác sao chép cùng một sản phẩm. Các lỗi giao phối vẫn sẽ xảy ra và có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng, ví dụ, bằng cách tăng điện áp phân hủy của thành phần. Dòng điện đầu ra sẽ khiến mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị quá cao. Sự xuất hiện của các thiết bị Micro PPTC với hiệu suất đáng tin cậy cung cấp một giải pháp tốt để bảo vệ mạch các sản phẩm di động không dây nhỏ, nhẹ. Ngoài ra, hầu hết các lỗi trong các thiết bị không dây là tạm thời và sử dụng các thiết bị bảo vệ PPTC có thể phục hồi cũng có thể tránh chi phí bảo hành sản phẩm tốn kém. Kết nối thiết bị PPTC theo chuỗi tại giao diện nguồn hoặc kết nối song song một thiết bị giới hạn điện áp, chẳng hạn như Diode Zener, Diode triệt để điện áp thoáng qua hoặc bảo vệ quá tải điện áp, để tránh các vấn đề gây ra bởi các bộ chuyển đổi công suất không khớp.
Hình 1 là một mạch bộ sạc pin điển hình. Trong mạch này, điện áp đầu ra DC không được kiểm soát của bộ chuyển đổi công suất được điều chỉnh bởi mạch ổn định điện áp và được chuyển đổi thành điện áp thích hợp để sạc pin. Các thiết bị PPTC và các thiết bị bảo vệ quá tải điện áp phối hợp với nhau để bảo vệ chống lại các lỗi sau:
(1) Quá dòng: Quá dòng có thể làm hỏng FET hoặc bộ pin.
(2) Phân cực ngược: Tại thời điểm này, diode được bật và thiết bị PPTC đi vào trạng thái trở kháng cao để bảo vệ giới hạn hiện tại.
(3) Quá điện áp: Tại thời điểm này, thiết bị bảo vệ quá tải điện áp hoạt động và thiết bị PPTC giới hạn dòng điện.
(4) Thiết bị PPTC cũng có thể được cài đặt ở đầu đầu vào của gói pin để thêm một lớp bảo vệ. Nếu thiết bị được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các phụ kiện hoạt động như tai nghe và thiết bị rảnh tay xe hơi, đầu ra điện năng cũng cần được bảo vệ.
Bảo vệ pin
Pin quá nóng do sạc quá mức là mối quan tâm chính đối với các nhà thiết kế bộ pin. Mặc dù có các mạch bảo vệ an toàn phát hiện quá áp và phát hiện quá dòng (bao gồm các mạch tích hợp và MOSFET) trong bộ pin lithium, các thiết bị PPTC vẫn cần được kết nối theo chuỗi. Bởi vì các mạch bán dẫn có thể bị trục trặc khi có quá trình phóng điện quá mức, nhiệt độ quá mức hoặc ngắn mạch. Khi mạch bảo vệ điện áp bị hỏng và không có bảo vệ nhiệt độ, pin sẽ tạo ra nhiệt quá mức khi sạc quá mức hoặc quá sạc, khiến pin bị vỡ, rò rỉ, hút thuốc hoặc thậm chí bị cháy.
Ngoài ra, việc mở rộng thời gian làm việc của các sản phẩm di động đã khiến mọi người phát triển pin lithium-ion và lithium-polymer nhỏ hơn và nhẹ hơn. Để thích ứng với các yêu cầu của các mạch bảo vệ pin mới này, các nhà sản xuất thiết bị bảo vệ PPTC cũng đang nỗ lực liên tục để giảm mức tiêu thụ thiết bị.
Bằng cách kết nối thiết bị bảo vệ pin PPTC và các ô ban đầu trong bộ pin nối tiếp, cho dù sự tăng nhiệt độ là do một mạch ngắn hoặc quá tải, thiết bị có thể đóng vai trò bảo vệ mà không cần cầu chì nhiệt hoặc ngắt mạch lưỡng kim. Thiết bị PPTC hình dải này sử dụng niken làm pin, nhỏ và mỏng và có thể được hàn trực tiếp vào pin ban đầu, tiết kiệm không gian và giảm chi phí lắp đặt.
Bảo vệ mạch CLA
Phạm vi nhiệt độ làm việc của bộ chuyển đổi công suất nhẹ hơn (CLA) rất rộng, làm cho môi trường sạc khác nhau rất nhiều. Điều này là do môi trường mà chiếc xe được đặt rất khắc nghiệt và các yêu cầu về điện rất nghiêm ngặt. Có ba loại lỗi chính thường xảy ra trong CLA:
(1) Dòng điện quá mức: Sẽ làm hỏng bộ sạc hoặc mạch xe hơi.
(2) Lỗi mạch bộ sạc: Nó sẽ thổi ra cầu chì trong bộ sạc hoặc làm hỏng mạch điện của xe.
(3) Phân cực ngược: Mạch của bộ sạc điện thoại di động sẽ bị hỏng.
Cài đặt một thiết bị bảo vệ hiện tại ở đầu đầu vào của CLA có thể tránh các lỗi trên. Dòng tải của thiết bị đầu cuối và độ nhạy của mạch chuyển đổi công suất của chính CLA thành lỗi là các yếu tố chính quyết định các yêu cầu bảo vệ. Nói chung, ở phía đầu vào của CLA, các thiết bị bảo vệ quá dòng được sử dụng cùng với các thiết bị bảo vệ quá tải điện áp như điốt triệt tiêu điện áp thoáng qua.
Bộ chuyển đổi công suất AC/DC có các yêu cầu cụ thể về an toàn và độ tin cậy, liên quan đến giới hạn của dòng điện ngắn mạch và bảo vệ nhiệt độ cần thiết khỏi quá nhiệt của cuộn dây máy biến áp. Nếu nhiệt độ của cuộn dây vượt quá phạm vi nhiệt độ cho phép của vật liệu cách điện, lớp cách điện sẽ bị hỏng và bị phá vỡ, gây ra một đợt ngắn trong máy biến áp hoặc thậm chí là lửa. Nguyên nhân có thể của nhiệt độ cuộn quá mức bao gồm: nhiệt độ môi trường xung quanh quá mức, ngắn mạch bên ngoài hoặc dao động trong nguồn điện đầu vào.
Cầu chì nhiệt được sử dụng để bảo vệ trong cuộn dây máy biến áp. Nó là một thành phần chính và không hoạt động phù hợp khi xảy ra lỗi thoáng qua, chẳng hạn như một đường ngắn đầu ra hoặc dao động điện áp đầu vào. Cái còn lại là chọn các thiết bị CPTC (hệ số nhiệt độ dương gốm), có nhược điểm của điện trở nhiệt độ thấp lớn, làm tăng mức tiêu thụ năng lượng trong quá trình hoạt động bình thường. Ngoài ra, mức độ cách nhiệt cao hơn có thể được sử dụng mà không cần các thiết bị bảo vệ, nhưng điều này sẽ làm tăng chi phí.
Transformer bảo vệ
Có hai loại thiệt hại phổ biến đối với máy biến áp: quá điện áp chính và ngắn mạch thứ cấp. Hai lỗi này sẽ làm tăng nhiệt độ của cuộn máy biến áp. Nếu không được xử lý kịp thời, nó sẽ khiến cho cách điện của cuộn dây giảm, nhiệt độ nằm ngoài tầm kiểm soát và thậm chí cả máy biến áp bị đốt cháy.
Kết nối cầu chì nhiệt nối tiếp với phía chính của máy biến áp và cầu chì quá dòng nối tiếp với phía thứ cấp là giải pháp bảo vệ được sử dụng phổ biến nhất. Mặc dù phương pháp này có thể bảo vệ chống lại nhiệt độ quá mức và quá dòng, nhưng nó đòi hỏi hai thành phần, làm tăng chi phí. Hơn nữa, cầu chì là một thành phần dùng một lần và phải được thay thế sau khi xảy ra lỗi. Các thí nghiệm đã xác nhận rằng khi nhiệt độ của cuộn thứ cấp của máy biến áp vượt quá 200 ° C do một đường ngắn ở phía thứ cấp, cầu chì nhiệt với nhiệt độ định mức 115 ° C và được lắp đặt gần trung tâm của lõi tan chảy. Tại thời điểm này, lớp cách nhiệt của cuộn dây đã tan chảy và đốt cháy, làm hỏng máy biến áp. (xem hình).
Sử dụng các thiết bị bảo vệ PPTC trong Transformers rất đơn giản và hiệu quả về chi phí. Chỉ có một thiết bị PPTC có điện áp định mức là 240V (AC), được lắp đặt ở phía chính của máy biến áp, có thể thay thế hai cầu chì nhiệt để đạt được sự bảo vệ quá nhiệt độ và quá dòng. Khi xảy ra lỗi, thiết bị quá nhiệt độ trong thành phần bảo vệ mạch trở nên rất quan trọng khi nhiệt độ cuộn tăng lên nhưng dòng điện không tăng đáng kể. Máy biến áp công suất thấp là một ví dụ tốt của ứng dụng này. Ngay cả khi một mạch ngắn xảy ra ở phía thứ cấp, điện trở của thiết bị PPTC sẽ tăng lên và dòng điện sẽ được giới hạn ở phạm vi rất thấp, sẽ bảo vệ máy biến áp và tránh các lỗi phá hủy như trong hình. Bảng 1 cho thấy dữ liệu so sánh cho máy biến áp AC 120V được bảo vệ bởi cầu chì nhiệt và thiết bị PPTC.
Các thiết bị PPTC có thể bảo vệ hiệu quả một loạt các mạch và đã được các cơ quan an toàn trên thế giới công nhận một cách hiệu quả. Nó không chỉ có hiệu suất đáng tin cậy, mà còn có các đặc tính tự phục hồi, làm giảm chi phí bảo hành, dịch vụ và sửa chữa sản phẩm và cũng làm tăng sự hài lòng của người dùng với sản phẩm.
