PPTC保护设备和应用
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PPTC保护设备和应用

视图: 0     作者:网站编辑发布时间:2024-03-14来源: 地点

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PPTC 是聚合物阳性温度系数的缩写。 PPTC设备是聚合物正温系数设备。当电流激增太大并且温度太高时,该设备可以保护电路。使用时,将其串联连接在电路中。在正常情况下,其电阻很小,其损失也很小,这不会影响电路的正常操作;但是,如果发生过电流(例如短路),其温度会升高,并且阻力急剧增加,限制电流并避免对电路中组件的损坏。消除故障时,PPTC设备的温度会自动下降并返回低电阻态。因此,PPTC设备也称为可重复的保险丝。

以下描述了PPTC设备在无线电子产品,电池组,充电器,电源转换器和变压器中的应用。


保护无线电子产品中的电路


无线电子产品(例如手机,PDA),无论是直接供电还是充电,都需要AC/DC电源转换器将网格电压或不受管制的直流电压转换为较低级别的直流电压。随着AC/DC电源转换器配件和各种通用充电器进入市场,如果选择了不适当的AC/DC电源转换器,则其输出电压,电流和极性可能会超过或违反电子产品本身的内部电路。规格,因此它可能会损坏电路甚至引起安全问题。鉴于此,电路保护更加重要。

常用的电路保护方法是使用一次性保险丝或特殊连接器。尽管一次性保险丝相对便宜,但只能使用一次,并且容易出现故障。如果使用特殊的连接器,通常只需要几天才能使其他配件制造商复制相同的产品。交配错误仍将发生,并可能通过增加组件的故障电压来造成严重损坏。输出电流会导致设备的功耗太高。具有可靠性能的微型PPTC设备的出现为电路保护小型无线便携式产品提供了一个很好的解决方案。此外,无线设备中的大多数故障都是暂时的,并且使用可回收的PPTC保护设备也可以避免昂贵的产品保修费用。在电源接口处连接PPTC设备,或并行连接限制电压设备,例如 Zener二极管, 瞬态电压抑制二极管 或电压过载保护器,以避免由不匹配的电源转换器引起的问题。


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图1是典型的电池充电器电路。在此电路中,电源转换器的不受管制的直流输出电压由电压稳定电路调节,并转换为适当的电压以给电池充电。 PPTC设备和电压超载保护设备共同使用以防止以下故障:

(1)过电流:过电流可能会损坏功率FET或电池组。

(2)反极性:目前,二极管已打开,PPTC设备进入高阻抗状态,以实现当前限制保护。

(3)电压:目前,电压超载保护设备有效,PPTC设备限制了电流。

(4)PPTC设备也可以在电池组的输入端安装,以增加保护层。如果该设备用于为主动配件(例如耳机和无提其手提设备)提供动力,则功率输出端也需要保护。


保护电池组


电池组设计人员的主要问题是由过度充电引起的电池过热。尽管锂电池组中有过电压和过电流检测安全保护电路(包括集成电路和MOSFET),但仍需要串联连接PPTC设备。因为在静电排放过多,温度过高或短路时,半导体电路可能会发生故障。当电压保护电路发生故障并且没有温度保护时,电池会产生过多的热量或过度充电,从而导致电池破裂,泄漏,烟雾甚至燃烧。

此外,便携式产品的工作时间延长促使人们开发了较小,更轻的锂离子和锂聚合物电池。为了适应这些新电池保护电路的要求,PPTC保护设备制造商也在不断努力减少设备消耗。

通过将PPTC电池保护设备和电池组中的原始单元连接起来,无论温度升高是由短路还是由过度充电引起的,该设备可以发挥保护作用,而无需热保险丝或双明断路器。这款带状的PPTC设备将镍用作销钉,小而薄,可以直接焊接到原始电池,节省空间并降低安装成本。


保护CLA电路


香烟打火机的工作温度范围非常宽,使充电环境变化很大。这是因为汽车所在的环境非常苛刻,电气要求非常严格。 CLA中经常发生三种主要故障类型:

(1)过多的电流:将损坏充电器或汽车电路。

(2)充电器电路故障:它将吹出充电器中的保险丝或损坏汽车的电路。

(3)反极性:手机充电器的电路将损坏。

在CLA的输入端安装当前保护设备可以避免上述故障。终端设备的负载电流以及CLA本身对故障的电源转换电路的敏感性是决定保护要求的主要因素。一般而言,在CLA的输入侧,过电流保护设备与电压超载保护设备(例如瞬态电压抑制二极管)一起使用。

保护AC/DC电源转换器

AC/DC电源转换器对安全性和可靠性具有特定要求,这与短路电流的限制以及所需的温度保护因变压器绕组的过热而言。如果绕组的温度超过了绝缘材料的允许温度范围,则绝缘层将受到损坏并分解,从而导致变压器甚至火灾中的内部短路。过度绕组温度的可能原因包括:过度的环境温度,外部短路或输入电源中的波动。

热保险丝用于在变压器绕组中保护。它是一个主要组件,当发生瞬态故障时不能适当起作用,例如输出短路或输入电压波动。另一个是选择CPTC(陶瓷正温系数)设备,该设备具有较大的低温耐药性的缺点,从而增加了在正常运行期间的功耗。此外,没有防护装置可以使用较高的绝缘材料,但这会增加成本。


保护变压器


变压器有两种常见的损害类型:主要的过压和二次短路。这两个故障将增加变压器线圈的温度。如果未及时处理,它将导致线圈的绝缘降低,温度失控,甚至变压器燃烧。

最常用的保护解决方案是将热保险丝与变压器的主要侧和与次级侧的过电流连接在一起。尽管此方法可以防止过度过敏和过电流,但它需要两个组成部分,从而增加了成本。此外,保险丝是一次性组件,必须在发生故障后更换。实验已经证实,当由于次级侧的短路时,变压器的次级线圈的温度超过200°C时,额定温度为115°C的热融合并安装在核心熔体的中心附近。目前,线圈的绝缘融化并燃烧,损坏了变压器。 (请参阅图片)。

在变压器中使用PPTC保护设备是简单且具有成本效益的。只有一个额定电压为240V(AC)的PPTC设备安装在变压器的主要侧,可以替换两个热保险丝,以实现过度和过度电流的保护。当发生故障时,当线圈温度升高时,电路保护组件中的过度温度设备变得非常重要,但电流不会显着增加。低功率变压器是此应用程序的一个很好的例子。即使短路发生在次级侧,PPTC设备的电阻也会增加,并且电流将限制为非常低的范围,这将保护变压器并避免破坏性故障,如图所示。表1显示了由热保险丝和PPTC设备保护的120V AC变压器的比较数据。


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概括

PPTC设备可以有效地保护广泛的电路,并被世界各地的安全机构认可。它不仅具有可靠的性能,而且具有自我恢复属性,从而降低了产品保修,服务和维修的成本,并提高了用户对产品的满意度。


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