Тепловой предохранитель многократного действия: Предохранители | Устройство автомобиля
Предохранители | Устройство автомобиля
Какое назначение предохранителей на автомобиле?
Предохранители предназначены для защиты изоляции проводов и приборов от перегорания, а аккумуляторной батареи от чрезмерной разрядки в случае короткого замыкания в цепи электрооборудования автомобиля. Предохранители могут быть плавкими или тепловыми (термобиметаллическими), многократного и однократного действия.
Как устроен плавкий предохранитель?
Плавкий предохранитель (рис.122, а) состоит из проволочки 4 заданного сечения, смонтированной на текстолитовой вставке 2 и изготовленной из сплава олова и свинца или меди и рассчитанной на определенную силу тока. Вставка устанавливается на панели 1 и последовательно включается в цепь защищаемого прибора. По проволочке проходит ток, питающий потребитель. В случае короткого замыкания в этой цепи сила тока резко возрастает, проволочка нагревается и плавится, прерывая цепь, и прибор отключается.
Чтобы снова включить прибор в цепь, необходимо выявить и устранить неисправность, вызвавшую короткое замыкание, установить новую проволочку, взяв запасную 3. Плавкие предохранители устанавливаются на автомобиле УАЗ.
Рис.122. Предохранители:
а – плавкие; б – тепловой многократного действия; в – однократного действия.
Как устроен и работает тепловой предохранитель многократного действия?
Термобиметаллический предохранитель многократного действия (рис.122, б) состоит из двух пластин 7 и 8, на концах которых имеются серебряные контакты 5 и 6. Пластина 7 биметаллическая, т. е. изготовлена из двух металлов с разным коэффициентом линейного расширения. Под действием упругости биметаллической пластины контакты стремятся находиться в сомкнутом состоянии (положение I) и пропускают ток к потребителю. При коротком замыкании в цепи, сила тока резко возрастает, биметаллическая пластина нагревается, выгибается и размыкает контакты, прерывая цепь, и отключает потребитель от источника тока (положение II).
Как устроен и работает тепловой предохранитель однократного действия?
Тепловой предохранитель однократного действия (рис.122, в) состоит из изолированного корпуса 11, в котором установлена биметаллическая пластина 12 с контактами 13. Под действием пластины контакты прижимаются к токоподводящим клеммам 14. Над биметаллической пластиной смонтирована кнопка 9 с пружиной 10. При исправной цепи ток проходит через биметаллическую пластину и прибор работает (положение I). В случае короткого замыкания биметаллическая пластина нагревается и выгибается, размыкая цепь и включая прибор (положение II).
***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Приборы освещения»
автомобиль, биметаллический, контакт, пластина, предохранитель, ток, цепь
Смотрите также:
Матрасы купить матрас sarmamebel.ru.Сильноточный предохранитель многократного действия
Использование: в устройствах защиты сильноточных электроустановок от перегрузок и коротких замыканий. Существо изобретения: предохранитель, содержащий два неподвижных /НЭ/ 1, 2 и подпружиненный подвижный /ППЭ/ 12 электроды, тепловыделяющий элемент /ТВЭ/, легкоплавкий припой /ЛПП/ 6 и механизм расцепления , для повышения номинального тока и упрощения эксплуатации снабжен зажимной гайкой 14 и дугогасительными контактами 15, при этом ТВЭ выполнен в виде шпильки 3 с облуженной ЛПП 6 шейкой 7 и втулки 8, установленной соосно с шейкой 7 с помощью ЛПП 6, ППЭ 12 выполнен твердометаллическим и соединен С НЭ 2 с помощью шпильки 3, втулки 8 и зажимной гайки 14, а дугогасительные контакты 15 подключены параллельно НЭ 2 и ППЭ 12.
2 ил. (Л ССОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sl)s Н 01 Н 37/76
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4765305/07 (22) 05. 1-2.89 (46) 23.05.92. Бюл, N 19 (71) Самарский политехнический институт им, B.Â, Куйбышева (72) В.М, Игнатьев, П,А. Кулаков, B.È. Приходченко и Ю,Н. Скоморохов (53) 621,318,56(088.8) (56) Рожкова Л,Д., Казулин В,С, “Электрооборудование станций и подстанций”. — M.:
Э нергоатомиздат, 1987, с. 252-259.
Авторское свидетельство СССР
N1184021,,кл. Н 01 Н 37/76, 1984, Патент США ¹ 3644962, кл. 337-408, 1972. (54) СИЛЬНОТОЧНЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ
МНОГОКРАТНОГО ДЕЙСТВИЯ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты сильноточных электроустановок от перегрузок и коротких замыканий.
Известны плавкие предохранители, предназначенные для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.
14, а дугогасительные контакты 15 подключены параллельно НЭ 2 и ППЭ 12, 2 ил.
К недостаткам таких предохранителей относится их небольшой номинальный ток
/до 1000 А/ и однократность работы, требующая замены предохранителя после его срабатывания.
В таких конструкциях увеличение номинального тока предохранителя только за счет увеличения сечения плавкой вставки или выполнение ее из набора параллельных проволок или медных полос является затруднительным, так как процесс плавления вставки при значительном ее сечении протекает значительно медленнее (при малых сечениях используют так называемый металлургический эффект для снижения тем1735933 пературы плавления), чем при малом, а при работе параллельных вставок практически невозможно обеспечить равномерное распределение тока по параллельным цепочкам. Все это приводит либо к увеличению времени срабатывания, либо к нестабильным характеристикам срабатывания предохранителей на большие номинальные токи.
Недостатком является также однократность срабатывания и необходимость замены предохранителя после срабатывания.
Известен также термочувствительный выключатель многократного использования, в котором в качестве термочувствительного плавкого элемента используется электропроводное вещество с отрицательным температурным коэффициентом объемного расширения. При плавлении термочувствительного элемента и уменьшении при этом его объема происходит разрыв электрической цепи. Самовосстановление предохранителя происходит при затвердевании термочувствительного элемента.
К недостаткам термочувствительного выключателя следует отнести малую коммутационную способность, обусловленную небольшой скоростью расхождения контактов
{скорость изменения объема связана со скоростью нарастания температуры), а также то, что гашение дуги происходит между контактными поверхностями, которые должны обеспечивать при восстановлении предохранителя малое контактное сопротивление.
Эти недостатки особенно сильно проявляются при использовании термочувствительного выключателя на значительные (более 1000 А) номинальные токи, Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее два неподвижных электрода, подпружиненный гибкий подвижный электрод, соединенный с одним неподвижным электродом болтовым соединением, тепловыделяющий элемент в виде чаши, выводной конец которого закреплен в другом неподвижном электроде с помощью резьбового соединения, а тепловыделяющий элемент контактирует с подвижным электродом через слой помещенного в чаше легкоплавкого припоя и пружинный механизм расцепления, закрепленный на подвижном электроде и на выводном конце тепловыделяющего элемента.
При протекании через устройство тока короткого замыкания в чаше от нагрева расплавляется припой и механизм расцепления вытягивает нижний конец подвижного электрода в сторону от чаши, в результате чего разрывается цепь.
Однако устройство довольно сложно в эксплуатации, так как после срабатывания для приведения его в рабочее положение требуется наличие источника тепла для рас5 плавления застывшего легкоплавкого припоя. Кроме того, из-за наличия достаточно гибкого подвижного электрода устройство не способно коммутировать большие токи, так как увеличение сечения подвижного
10 электрода для увеличения пропускаемого номинального тока приведет к потере электродом гибкости и к невозможности отключения цепи без создания направляющих для подвижного электрода и мощного механиз15 ма расцепления. Разрывание цепи в зоне чаши тепловыделяющего элемента с легкоплавким припоем при больших токах будет приводить к износу торца нижнего конца подвижного электрода и к выбросу расплав20 ленного легкоплавкого припоя из чаши изза воздействия на них электрической дуги.
Для увеличения номинального тока коммутируемой цепи в устройстве необходима замена гибкого подвижного электрода на
25 твердометаллический.
Цель изобретения — повышение номинального тока и упрощение эксплуатации, На фиг, 1 представлено предлагаемое устройство в замкнутом положении; на фиг, 30 2 — то же, в разомкнутом положении в момент гашения электрической дуги.
Сильноточный предохранитель многократного действия содержит неподвижные электроды 1 и 2, шпильку 3, имеющую с двух
35 концов резьбу 4 и сквозное осевое отверстие 5 с резьбой, Шпилька 3 имеет также облуженную легкоплавким припоем 6 шейку
7. К шейке 7 легкоплавким припоем 6 соосно припаяна втулка 8. Шпилька соединена од40 ним концом болтами 9 и 10 с неподвижным электродом 2 через Г-образную скобу 11.
Другим концом шпилька вставлена в отверстия в промежуточном подвижном электроде 12 и неподвижном электроде 1, Шпилька
45 3 изолирована от неподвижного электрода
1 изоляцией 13.
На резьбу 4 шпильки 3 навернута зажимная гайка 14. Между припаянной легкоплавким припоем 6 втулкой 8 и зажимной гайкой 14 сжаты неподвижный
50 электрод 1 и промежуточный подвижный электрод 12. К неподвижному электроду 1 и промежуточному подвижному электроду 12 присоединены дугогасительные контакты
15, находящиеся в дугогасительных камерах
55 16. Промежуточный неподвижный электрод
12 подпружинен пружиной 17 относительно неподвижного электрода 2, последний имеет изоляционную площадку 18 с упором 19.
С изоляционной площадкой 18 неподвижного электрода 2 соприкасается изоляционная
1735933 площадка 20 промежуточного подвижного де шпильки с соосно припаяннОй к ее облуэлектрода 12. Стрелками показано направ- женной легкоплавким припоем шейке втулление протекания тока. кой позволяет упростить эксплуатацию
Сильноточный предохранитель много- предохранителя при переводе последнего в кратного действия работает следующим об- 5 рабочее положение после срабатывания без применения дополнительного источника
В рабочем положении ток протекает от тепла, сохраняя в то же время многократнеподвижного электрода 1 через промежу- ность срабатывания предохранителя.
точный подвижный электрод 12 и припаян- Выполнение подпружиненного-подвижную легкоплавким припоем 6 к шпильке 3 10 ного электрода твердометаллическим также втулку 8 по шпильке 3, далее по Г-образной позволяет увеличить номинальный ток прескобе 11 к неподвижному электроду 2. При дохранителя, этом сильноточный предохранитель много- В предлагаемом предохранителе зократного действия содержит только ста- на разрываемого контакта перенесена и бильные ниэкоомные болтовые соединения. 15 выполнена между твердометаллическим поПри протекании по устройству токов пе- движным электродом и другим неподвижрегрузки или короткого замыкания темпера- ным электродом, контакт обеспечивается тура шпильки 3 повышается, легкоплавкий болтовым соединением болтовая пара— припой 6 расплавляется, Пружина 17 оття- шпилька с припаянной втулкой и зажимная гивает промежуточный подвижный элект- 20 гайка. Более того, контактные площадки род 12 вместе с втулкой 8 в направлении электродов воздействию электрической дуГ-образной скобы 11.
При этом изоляци- ги при этом не подвергаются, так как электонная площадка 20 промежуточного по- рическая дуга горит между введенными движного электрода 12 скользит по дугогасительными контактами. Кроме того, изоляционной площадке 18 неподвижного 25 площадь контакта неподвижного электрода электрода 2 до упора 19, переводя втулку 8 с подвижным конструктивно может быть выв новое положение относительно облужен- полнена необходимых размеров в соответной шейки 7. Ток при этом протекает через ствии с номинальным током защищаемой размыкающиеся с запаздыванием дугогаси- цепи. тельные контакты 15. Образующиеся при 30 Предложенная конструкция сильноточэтом электрические дуги растягиваются за ного предохранителя многократного дейстсчет электродинамических сил в петле тока вия позволяет создавать устройства для и гасятся в дугогасительных камерах 16. сильноточных электрических цепей оттоков
Цепь разорвана, Легкоплавкий сплав 6, ос- перегрузки и коротких замыканий, в кототывая, закрепляет втулку 8 в новом положе- 35 рых обеспечивается пропускание значинии, Для возвращения сильноточного тельных номинальных токов при предохранителя многократного действия в минимальном значении общего сопротивлеисходное положение следует отвернуть за- ния; простота эксплуатации, заключающаяжимную гайку 14, болты 9и 10, переставить ся в незначительном числе простых шпильку 3 так, чтобы втулка 8 оказалась 40 операций для приведения предохранителя снова в прежнем положении, Затем следует в рабочее положение после срабатывания и навернуть зажимную гайку 14, вновь зажав в отсутствии при этом дополнительного исмежду гайкой 14 и припаянной втулкой 8 точника тепла; эффективное решение вознеподвижный электрод 1 и промежуточный никающей при срабатывании подвижный электрод 12.
Затем следует сое- 45 предохранителя электрической дуги за счет динить шпильку 3 с неподвижным электро- растяжения ее электродинамическими сидом ом 2 Г-образной скобой 11, завернув лами в дугогасительных камерах; защита сначала болт 9 в отверстие 5, а затем затя- контактирующих поверхностей от разрушанув болт 10, Цепь замкнута, устройство ro- ющего воздействия электрической дуги и тово к ра оте. о к работе. 50 возможность многократного использоваТепловыделяющий элемент в виде ния. шпильки, имеющей облуженную легко- Формула изобретения плавким припоем шейку и жесткие болто- Сильноточный предохранитель многовые соединения с двух концов с другими кратного действия, содержащий два неподтоковедущими элементами конструкции, с 55 вижных и подпружиненный подвижный одной стороны, выполняет роль тепловыде- электроды, тепловыделяющий элемент, желяющего проводника с сечением, достаточ- стко соединенный с одним из неподвижных ным для пропускания значительных электродов болтовым соединением, легкономинальныхтоков.
С другой стороны, кон- плавкий припой и механизм расцепления, струкция тепловыделяющегоэлемента в ви- отличающийся тем, что, с целью
1735933
15 б
6 юг,1
55 повышения номинального тока и упрощения эксплуатации, он снабжен зажимной гайкой и дугогасительными контактами, тепловыделяющий элемент выполнен в виде шпильки с облуженной легкоплавким припоем шейкой и втулки, установленной соосно с шейкой с помощью указанного легкоплавкого припоя, подпружиненный подвижный электрод выполнен твердометаллическим и соединен со вторым неподвижным электродом с помощью шпильки, втулки и зажимной гайки, при этом шпилька и второй непод5 вижный электрод изолированы друг от друга, а дугогасительные контакты подключены параллельно второму неподвижному и подпружиненному подвижному электродам.
1735933
Составитель S. Коносов
Техред M. Моргентал Корректор Л. Бескид
Редактор О. Стенина
Производственно-издательский комбинат “Патент”, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 1821 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.
, 4/5
Как работает самовосстанавливающийся предохранитель?
Сбрасываемый предохранитель является своего рода компонентом электронной защиты от перегрузки по току. Он изготовлен из высокомолекулярных органических полимеров под высоким давлением, высокой температурой и реакцией сульфидирования. Он смешивается с проводящими частицами материалов и обрабатывается по специальной технологии.
Каталог
I Классификация
Самовосстанавливающиеся предохранители можно разделить на 2 типа в зависимости от материалов:
1. Полимер PPTC ;
2. Керамический CPTC .
По форме упаковки также можно разделить на 2 вида:
1. Свинцовая вилка;
2. Пластырь для поверхностного монтажа.
Также можно разделить на самовосстанавливающиеся предохранители на 600 В, 250 В, 130 В, 120 В, 72 В, 60 В, 30 В, 24 В, 16 В, 6 В и т.
д. в зависимости от напряжения.
Основные преимущества полимера PPTC:
● сопротивление нулевой мощности при комнатной температуре может быть очень небольшим,
● сильноточные продукты составляют всего несколько миллиом,
● низкое энергопотребление в цепи незначительно
● относительно небольшой объем.
PPTC можно подключать последовательно в чувствительных цепях в качестве самовосстанавливающегося плавкого предохранителя для защиты от перегрузки по току. Сопротивление изменяется быстро, порядка нескольких миллисекунд, с небольшой теплоемкостью и коротким временем восстановления. Кроме того, он обладает ударопрочностью, а защита от циклов может достигать 8000 раз.
Рис. 1. Полимерный самовосстанавливающийся предохранитель PPTC
PTC можно использовать в качестве самовосстанавливающегося плавкого предохранителя, отражающего характеристики самовосстанавливающегося плавкого предохранителя и функцию самовосстанавливающегося плавкого предохранителя в определенной степени в цепи.
Таким образом, в цепи может быть достигнута защита от перегрузки по току и защита от перегрева.
Основным преимуществом керамического CPTC является его дешевизна и простота изготовления. Но он имеет большое сопротивление, большой объем и большие потери в цепи от десятков до тысяч Ом, что делает его более подходящим для защиты от перегрузки по току малого тока.
При высокой температуре и перегреве вероятны отрицательные эффекты сопротивления (сопротивление становится меньше). Кроме того, у него низкая скорость защиты в сотни мс, большая теплоемкость и длительное время восстановления.
Область применения относительно узкая. Например, эти цепи нельзя использовать для схем быстрой защиты, защиты жгута проводов автомобиля, защиты дорожек печатных плат и т. д. Вместо этого они в основном используются для нагревательных устройств и могут использоваться в некоторых слабосигнальных цепях, где потери не велики. обдуманный.
II Как работает самовосстанавливающийся предохранитель? Самовосстанавливающийся предохранитель состоит из специально обработанного полимера и сажи, распределенной внутри.
При нормальной работе полимер прочно связывает проводящие частицы вне кристаллической структуры, образуя проводящий путь в виде цепи. В это время сбрасываемый предохранитель находится в состоянии с низким сопротивлением , а тепло, выделяемое током, протекающим через сбрасываемый предохранитель, невелико и не изменяет кристаллическую структуру.
Когда в цепи происходит короткое замыкание или перегрузка, большой ток, протекающий через самовосстанавливающийся предохранитель, вызывает расплавление полимера, и объем быстро увеличивается, образуя состояние высокого сопротивления . Рабочий ток будет быстро уменьшаться, тем самым ограничивая и защищая цепь.
При устранении неисправности самовосстанавливающийся предохранитель остывает и снова кристаллизуется. Объем уменьшается, проводящие частицы вновь образуют проводящую дорожку, а сбрасываемый предохранитель возвращается в состояние с низким сопротивлением, тем самым завершая защиту цепи без замены вручную.
Принцип действия самовосстанавливающегося предохранителя — это динамический баланс энергии. Ток, протекающий через самовосстанавливающийся предохранитель, выделяет определенное количество тепла из-за теплового эффекта тока (в самовосстанавливающемся предохранителе есть значение сопротивления). Все или часть генерируемого тепла рассеивается в окружающую среду, но не рассеиваемое тепло увеличивает температуру самовосстанавливающегося плавкого элемента.
При нормальной работе температура низкая, а генерируемое и выделяемое тепло достигает баланса. Когда самовосстанавливающийся предохранитель находится в состоянии низкого сопротивления, он не срабатывает. И когда ток, протекающий через него, увеличивается или температура окружающей среды повышается, если генерируемое и рассеиваемое тепло достигают баланса, предохранитель остается бездействующим.
Если в это время ток или температура продолжают расти, выделяемое тепло будет больше, чем рассеиваемое, что приведет к резкому повышению температуры самовосстанавливающегося предохранителя.
Таким образом, небольшое изменение температуры приведет к значительному увеличению сопротивления, а сбрасываемый предохранительный элемент находится в состоянии защиты с высоким импедансом, увеличение импеданса ограничивает ток, и ток резко падает за короткое время, тем самым защищая цепь. от повреждения. Пока тепла, генерируемого приложенным напряжением, достаточно для излучаемого тепла, самовосстанавливающийся предохранитель в изменяющемся состоянии всегда может быть в действии (высокое сопротивление).
Когда приложенное напряжение исчезает, самовосстанавливающийся предохранитель может восстановиться автоматически.
IV Технический стандарт1. Номинальное сопротивление нулевой мощности
Термисторы PPTC должны быть упакованы в соответствии с сопротивлением нулевой мощности, а диапазон сопротивления должен быть указан на внешней упаковке. После испытания на устойчивость к напряжению и току скорость изменения сопротивления каждой группы образцов перед самой собой крайне низкая δ|Ri после-Ri до/Ri до-(Rj после-Rj до)/Rj до |≤100%
2.
Эффект PTC
Если сказать, что материал обладает эффектом PTC (положительный температурный коэффициент), это означает, что сопротивление материала будет увеличиваться с повышением температуры. Например, большинство металлических материалов обладают эффектом ПТК. В этих материалах эффект ПТК проявляется в виде линейного увеличения сопротивления с повышением температуры, что обычно называют линейным эффектом ПТК.
3. Нелинейный эффект ПТК
В материале, претерпевающем фазовый переход, наблюдается явление резкого увеличения сопротивления в узком диапазоне температур от нескольких до десяти порядков, то есть нелинейный эффект ПТК . Этот эффект проявляют многие типы проводящих полимеров, например, полимерные термисторы с положительным температурным коэффициентом. Эти проводящие полимеры очень полезны для изготовления устройств защиты от перегрузки по току.
4. Минимальное сопротивление (Rmin)/Максимальное сопротивление (Rmax)
При заданной температуре окружающей среды, например, 25°C, до установки самовосстановления значение сопротивления определенного типа полимерного термистора в цепи будет находиться в заданном диапазоне, то есть между Rmin и Rmax.
Это значение указано в колонке сопротивления в спецификации.
5. Ток удержания Ihold
Ток удержания — это максимальный ток, который может пройти через полимерный сбрасываемый предохранитель PTC, когда он остается неактивным. В ограниченных условиях окружающей среды устройство можно эксплуатировать в течение неограниченного времени без перехода из состояния с низким сопротивлением в состояние с высоким сопротивлением.
6. Ток срабатывания Itrip
Это минимальный установившийся ток, который позволяет полимерному термистору серии самовосстанавливающихся предохранителей работать в течение ограниченного времени в ограниченных условиях окружающей среды.
7. Максимальный ток Imax (значение выдерживаемого тока)
Максимальный рабочий ток полимерного самовосстанавливающегося предохранителя с положительным температурным коэффициентом для безопасной работы в ограниченном состоянии, то есть значение выдерживаемого тока термистора.
При превышении этого значения термистор может быть поврежден и не подлежит восстановлению. Это значение указано в колонке текущего сопротивления в спецификации.
8. Ток утечки Ires
Ток протекает через термистор, когда полимерный сбрасываемый предохранитель PTC заблокирован в состоянии высокого сопротивления.
9. Максимальный рабочий ток/Нормальный рабочий ток
Максимальный ток, протекающий через цепь при нормальных условиях эксплуатации. При максимальной рабочей температуре окружающей среды ток удержания полимерного самовосстанавливающегося предохранителя с положительным температурным коэффициентом, используемого для защиты цепи, обычно превышает рабочий ток.
10. Действие
Полимерный самовосстанавливающийся предохранитель PTC меняет низкоомное сопротивление на высокоомное при возникновении перегрузки по току или повышении температуры окружающей среды.
11 .
Action Time
Время от возникновения перегрузки по току до завершения действия. Для любого конкретного полимерного самовосстанавливающегося предохранителя с положительным температурным коэффициентом чем больше ток, протекающий по цепи, или чем выше температура рабочей среды, тем короче время срабатывания.
12 . Максимальное напряжение Vmax (значение выдерживаемого напряжения)
Это максимальное напряжение, которое полимерный самовосстанавливающийся предохранитель с положительным температурным коэффициентом может безопасно выдерживать в ограниченных условиях, то есть выдерживаемое напряжение термистора. При превышении этого значения термистор может выйти из строя и не может быть восстановлен. Это значение обычно указывается в колонке выдерживаемого напряжения в спецификации.
13 . Максимальное рабочее напряжение
Это максимальное напряжение на обоих концах полимерного самовосстанавливающегося предохранителя PTC при нормальных условиях эксплуатации.
Во многих схемах оно эквивалентно напряжению источника питания в цепи.
14 . Проводящий полимер
Здесь имеется в виду проводящий композиционный материал, изготовленный из проводящих частиц (сажи, углеродного волокна, металлического порошка, оксида металла и т. д.), наполненных изолирующими полимерными материалами (полиолефин, эпоксидная смола и т. д.).
15 . Температура окружающей среды
Температура неподвижного воздуха вокруг термистора или контура с термисторным элементом.
16 . Диапазон рабочих температур
Диапазон температур окружающей среды, при котором P-элемент может безопасно работать.
17 . Максимальная рабочая температура окружающей среды
Самая высокая температура окружающей среды, при которой ожидается безопасная работа компонента.
18 .
Потери мощности
Это мощность, потребляемая полимерным самовосстанавливающимся предохранителем PTC после срабатывания, которая является произведением тока утечки, протекающего через термистор, и напряжения на термисторе.
19 . Старение при высокой температуре и высокой влажности
При комнатной температуре измерьте изменение сопротивления полимерного самовосстанавливающегося предохранителя с положительным температурным коэффициентом до и после длительного времени (например, 150 часов) при более высокой температуре (например, 85°C) и высокой влажности ( например, влажность 85%).
20. Испытание на пассивное старение
При комнатной температуре измерьте изменение сопротивления до и после полимерного самовосстанавливающегося предохранителя с положительным температурным коэффициентом при более высокой температуре (например, 70°C или 85°C) в течение длительного времени (например, 1000 часы).
21 . Испытание на горячую и холодную ударную вязкость
При комнатной температуре результат испытания значения сопротивления полимерного самовосстанавливающегося предохранителя с положительным температурным коэффициентом до и после температурного цикла. (Например, 10 циклов между -55°C и +125°C).
22 . Интенсивность PTC β
Термистор PTC имеет достаточную интенсивность PTC и не может показывать явление NTC. β=lg R140°C/R при комнатной температуре ≥5 R140°C, что является номинальным значением сопротивления при нулевой мощности при 140°C и комнатной температуре.
23 . Время восстановления
Время восстановления после срабатывания термистора PTC не должно превышать 60 с.
24 . Тест режима отказа
Во время теста режима отказа высокополимерный термистор PTC может находиться в состоянии отказа после теста.
Допустимым видом отказа является разомкнутая цепь или состояние высокого сопротивления, но в течение всего испытания не должно быть состояния низкого сопротивления или открытого пламени.
1. Определить следующие параметры цепи:
●Максимальная температура рабочей среды
●Норматив рабочего тока
●Максимальное рабочее напряжение (Umax)
●Максимум um ток короткого замыкания (Imax)
2 Выберите самовосстанавливающийся предохранитель, который может адаптироваться к максимальной температуре окружающей среды и стандартному рабочему току.
Используйте приведенную ниже таблицу и выберите температуру, которая лучше всего соответствует максимальной температуре окружающей среды контура.
Просмотрите этот столбец, чтобы найти значение, равное или превышающее стандартный рабочий ток цепи.
4pt”>Серия WH
-20℃
9000 5 0℃
25℃
30℃
90 005 40℃
50℃
60℃
70℃
85℃
WH600 900 03
138%
119%
100%
92%
83%
73%
64%
55%
42%
Вт⋅ч350
132%
117%
100%
91%
85%
77%
68%
61%
48%
Вт·ч230
136 %
119 %
100 %
92%
81%
72%
63%
54%
40%
WH60
13 6%
119%
100%
90%
81%
72%
63%
54%
40%
Wh40
130%
115%
100%
91%
83%
77%
68%
61%
52%
Wh26
132%
120%
100%
96%
88%
80%
71%
61% 911 5%
100%
91%
83%
77%
68 %
61 %
52 % таблица коэффициента уменьшения температуры окружающей среды и текущего значения
3.
Сравните максимальные электрические характеристики выбранного компонента с максимальным рабочим напряжением и током короткого замыкания цепи.
Используйте электрические характеристики, чтобы проверить, будут ли компоненты, выбранные на шаге 2, использовать максимальное рабочее напряжение и ток короткого замыкания цепи.
Проверьте максимальное рабочее напряжение и максимальный ток короткого замыкания устройства.
Убедитесь, что Umax и Imax больше или равны максимальному рабочему напряжению и максимальному току короткого замыкания цепи.
4. Определить время действия
Время действия – это количество времени, которое требуется для переключения этого компонента в состояние высокого сопротивления, когда ток повреждения появляется на всем устройстве.
Для обеспечения ожидаемой функции защиты важно уточнить время работы самовосстанавливающегося предохранителя.
Если выбранный вами компонент перемещается слишком быстро, это может привести к ненормальным или опасным действиям.
Если элемент движется слишком медленно, защищенный компонент может быть поврежден до того, как элемент перейдет в состояние высокого сопротивления.
Используйте типичную кривую времени срабатывания при 25°C, чтобы определить, является ли время срабатывания самовосстанавливающегося предохранителя слишком быстрым или слишком медленным для цепи.
Если да, вернитесь к шагу 2 и повторно выберите запасные компоненты.
5. Проверка рабочей температуры окружающей среды
Убедитесь, что минимальная и максимальная температура окружающей среды для применения находится в пределах диапазона рабочих температур самовосстанавливающегося предохранителя.
Диапазон рабочих температур большинства самовосстанавливающихся предохранителей составляет от -40°C до 85°C.
6. Проверьте габаритные размеры сбрасываемого предохранителя
Используйте таблицу размеров, чтобы сравнить размер сбрасываемого предохранителя, который вы выберете, с условиями установки.
Для люминесцентной лампы необходим балласт, чтобы генерировать высокое напряжение и большие токи для зажигания. Балласт управляет электрическими характеристиками люминесцентной лампы.
При включении лампы электронный балласт создает высоковольтный удар с обоих концов лампы, вызывая зажигание лампы, а в электронном балласте формируется автоколебательный контур, который управляется транзистором.
Многие электронные балласты выходят из строя из-за лампы. При коротком замыкании лампы, достижении срока службы или удалении лампы возникает ситуация перегрузки по току, что приводит к открытию катода лампы.
Самовосстанавливающиеся предохранители могут обеспечивать защиту когда срок службы лампы подходит к концу. Поскольку балласт часто выходит из строя при одновременном включении переключателей верхнего и нижнего напряжения транзистора, защита транзистора от короткого замыкания имеет большое значение.
Прежде всего, , сбрасываемый предохранитель имеет функцию автоматического восстановления, что может сократить количество ремонтов и услуг продукта, тем самым снижая затраты.
Во-вторых, , поскольку самовосстанавливающийся предохранитель может сработать за очень короткое время для защиты некоторых чувствительных резисторов в цепи, надежность и срок службы балласта могут быть улучшены.
Третий , энергопотребление самовосстанавливающегося предохранителя очень низкое, и он не будет потреблять энергию из-за сильного нагрева при нормальных текущих рабочих условиях. При нормальном рабочем токе сопротивление очень мало (обычно всего несколько десятых Ом) и поэтому колебательный контур не образуется.
Четвертый , самовосстанавливающийся предохранитель имеет небольшие размеры и занимает небольшое место на печатной плате, что упрощает конструкцию.
2. Трансформатор Выход из строя блока питания с трансформатором в основном вызван перегрузкой по току, а причиной перегрузки по току обычно является короткое замыкание или снижение нагрузки; когда происходит сбой, схема будет дымить и загореться, что повредит схему и интерфейс.
Трансформатор корпуса лампы конструкции низковольтной галогенной лампы часто выходит из строя из-за короткого замыкания.
Неправильная установка и соединение между трансформатором и корпусом лампы повышает вероятность ее повреждения.
Поскольку лампы используются параллельно, ток особенно велик при коротком замыкании.
Самовосстанавливающийся предохранитель устанавливается на вторичной обмотке трансформатора для предотвращения коротких замыканий и перегрузок.
3. Звуковой сигналТребования к защите звуковой системы относительно строгие.
Обычные предохранители играют только одноразовую защитную роль в звуковом сигнале, что увеличивает скорость ремонта продукта; кроме того, дополнительный блок предохранителей и провода увеличивают стоимость производителя. Кроме того, используемый предохранитель также должен соответствовать спецификациям, а неправильный предохранитель может повредить динамик.
Установка автоматических выключателей также является решением; однако они будут издавать шум, когда начнут отключаться.
Поэтому лучший выбор – самовосстанавливающийся предохранитель.
Сбрасываемый предохранитель эквивалентен программному выключателю в отключенном состоянии (в высокоимпедансном состоянии) и автоматически возвращается в состояние низкоимпедансного тракта при устранении неисправности.
4. Аккумулятор(1) Аккумулятор для мобильного телефона
Ключом к аккумулятору для мобильного телефона являются его собственные эксплуатационные характеристики. Эта батарея содержится в небольшой, легкой и узкой коробке.
Три основные химические батареи NICD, NiMH и Li-ION упакованы в эту универсальную коробку.
Как правило, рабочее напряжение аккумуляторной батареи составляет менее 10 В, а максимальное зарядное напряжение составляет 16 В. Рабочее напряжение последнего аккумуляторного блока еще ниже, 3В-4В.
Это означает, что упаковка батарейных блоков очень быстро меняется, от лент для пайки до монтажа компонентов на печатных платах.
Аккумуляторные блоки нуждаются в устройствах защиты цепи, таких как VTP210G, которые могут поддерживать силу тока около 1 ампера при 60℃.
Чем меньше сопротивление цепи защиты, тем меньше потери энергии и тем больше пространство для выбора компонентов.
Рис. 3. Сбрасываемый предохранитель ремня батареи
(2) Аккумулятор беспроводного телефона
Ток и напряжение беспроводного телефона относительно малы. SRP120, LTP070 и LTP100 являются хорошими компонентами защиты от перегрузки по току.
(3) Аккумулятор для радиосвязи
Ток, используемый для радиосвязи, больше, чем у аккумуляторов мобильных телефонов, и меньше, чем у портативных компьютеров. Рабочий ток серии LR4 составляет 7,3 ампера, что делает его небольшим по размеру и легким по весу, что очень подходит для этого применения. Также применимы серии SRP или LTP с большими рабочими токами.
5. Химическая батарея Применение химических батарей становится все шире и шире, и применение этих компонентов позволит аккумуляторным блокам иметь лучшее защитное устройство по более низкой цене.
(1) Батарея NiCD
Батареи NiCD с низким импедансом и стабильными химическими характеристиками не так чувствительны к перегрузке по току, как NiMH и Li-ION батареи.
Но из-за малых потерь он по-прежнему широко используется. Однако в условиях короткого замыкания или перегрузки по току их низкое внутреннее сопротивление приведет к прохождению более высокого тока.
Обычно причиной выхода из строя этих аккумуляторов является перегрузка по току, а не перегрев, и они подходят для изделий, использующих любые аккумуляторные материалы.
(2) Батарея NiMH
Батареи NiMH имеют более высокую плотность энергии, чем батареи NiCD.
Когда температура превышает 90°C, эти батареи более подвержены деградации.
VTP или LTP больше подходят для защиты такого типа батарей, чем материал SRP/LR4.
В соответствии с методом конструирования батареи, как SRP, так и LR4 могут защитить батарею, но теплопроводность выше при использовании LTP и VTP.
(3) Литий-ионный аккумулятор
Среди всех химических аккумуляторов литий-ионные аккумуляторы имеют самую высокую плотность энергии и наиболее чувствительные химические характеристики.
При использовании и зарядке требуется устройство защиты цепи.
Устройство общей защиты представляет собой интегральную схему, но она не самая безопасная, поскольку сама интегральная схема также может вызвать короткое замыкание или сбой запуска ее КМОП, что делает устройство защиты небезопасным.
Когда температура превышает 90 ℃, литий-ионный аккумулятор также начинает разлагаться. Поскольку эта батарея имеет самое высокое напряжение, требования к защите цепи еще более строгие.
Хотя в этой батарее уже давно используются LTP, SRP и другие серии, наиболее подходящим элементом PTC является VTP; для литий-ионных аккумуляторов большой емкости серия LR4 имеет меньшее время работы и больше подходит, чем серия SRP.
Рекомендуемый артикул s :
Принцип работы и типы электрических предохранителей
Устройства PTC со сбрасываемыми датчиками PolySwitch — Littelfuse
- Обзор
- Предохранители против PPTC
- Характеристики и термины PPTC
- Применение продукта PPTC
- Конструкции защиты цепи PPTC
- Рабочий лист выбора PPTC
Устройства Littelfuse PolySwitch и POLY-FUSE представляют собой полимерные устройства с положительным температурным коэффициентом (PPTC), которые предлагают альтернативу сбрасываемой защиты от перегрузки по току, тем самым снижая затраты на гарантию, обслуживание и ремонт.
Идеально подходящие для ситуаций, когда возникают частые перегрузки по току или требуется постоянное время безотказной работы, сбрасываемые PPTC обычно используются в бытовой электронике, линиях электропередач, телекоммуникациях, портах ввода-вывода, управлении технологическими процессами и защите медицинского оборудования.
PPTC увеличивают сопротивление при повышении температуры из-за увеличения расхода. Разработанное для ограничения небезопасных токов при сохранении постоянного безопасного уровня тока, сопротивление автоматически “сбрасывается” при устранении неисправности и возвращении температуры к безопасному уровню.
Сбрасываемые устройства PPTC для поверхностного монтажа обеспечивают защиту от перегрузки по току для приложений, где пространство ограничено и требуется сбрасываемая защита. Размер упаковки варьируется от 0402 до 3425, а ток удержания колеблется от 50 мА до 7,0 А. 912 10л , 1812л , 2016л , 2920л , 900 05 250С фемтоСМД 0006 миниСМД , декаСМД , SMDC , AHS , SMD , nanoAMSD 90 005, микроАСМД , миниАСМД , АСМД .
Сбрасываемые PPTC с радиальными выводами предназначены для обеспечения защиты от перегрузки по току в приложениях, где пространство не имеет значения и предпочтительна сбрасываемая защита. УСБР , 16Р , 30R , 60R , 72R , 250R , 9 0006 600R , RGEF , RUEF , RXEF , РХЭФ , РКЭФ , АГРФ , АХРФ , АХЭФ 90 006 .
Сбрасываемый ремешок батареи PPTC обеспечивают надежную защиту от перезарядки и короткого замыкания для элементов аккумуляторной батареи, где требуется сбрасываемая защита.
VLR , VLP , VTP , MXP , MGP 9 0006 , SRP , LR4 , RSD .
Новый Littelfuse Lo Rho сбрасываемый PPTC обеспечивает сверхнизкое нормальное рабочее сопротивление при сохранении той же производительности, что и другие продукты Littelfuse PPTC, и доступен в сериях для поверхностного монтажа с низким Rho SMD и Серия Lo Rho для поверхностного монтажа.
Сбрасываемый PPTC Telecom серии предназначен для защиты от кратковременных токов короткого замыкания высокого напряжения (перекрестное или индукционное перенапряжение), обычно встречающихся в телекоммуникационных и сетевых приложениях. 250R , 250S , TRF250 , TSL250 , 9 0006 TS250 , TCF250 и TSV250 9Серия 0006 может использоваться, чтобы помочь сетевому телекоммуникационному оборудованию соответствовать требованиям защиты, указанным в ITU K.
20 и K.21. 600R , TRF600 , TR600 , TS600 и TSM60 0 Серия предназначена для использования в приложениях, которые должны соответствовать требованиям GR-1089-CORE и UL60950/EN60950. /МЭК60950.
Установки Littelfuse для устройств PolySwitch сертифицированы по стандартам ISO/TS 16949:2009 и ISO 9001:2008.
Предохранители и PPTC являются устройствами защиты от перегрузки по току, хотя каждый из них имеет свои уникальные рабочие характеристики и преимущества. Понимание различий между двумя технологиями должно облегчить выбор в зависимости от приложения.
Наиболее очевидная разница заключается в том, что PPTC автоматически сбрасываются, в то время как традиционные предохранители необходимо заменять после срабатывания. В то время как предохранитель полностью останавливает подачу тока (что может быть желательно в критических приложениях) после большинства подобных случаев перегрузки по току, PPTC продолжают обеспечивать работу оборудования, за исключением крайних случаев.
Поскольку они сбрасываются автоматически, многие проектировщики схем выбирают PPTC в тех случаях, когда ожидается частое возникновение событий перегрузки по току, и где поддержание низких гарантийных и сервисных затрат, постоянное время безотказной работы системы и/или прозрачность для пользователя имеют большое значение. Их также часто выбирают в труднодоступных цепях или в удаленных местах, где замена предохранителя будет затруднена.
Следует учитывать несколько других рабочих характеристик, отличающих PPTC от предохранителей, а также лучше протестировать и проверить работоспособность устройства перед его использованием в конечном приложении.
Чтобы узнать больше о традиционных предохранителях и PPTC, нажмите здесь.
Характеристики и термины PPTC
Защита цепи от перегрузки по току может быть выполнена с использованием либо традиционного предохранителя, либо устройства PPTC (с положительным температурным коэффициентом). PPTC обычно используются в самых разных приложениях телекоммуникаций, компьютеров, бытовой электроники, аккумуляторов и медицинской электроники, где случаются перегрузки по току и требуется автоматический сброс.
Компания Littelfuse предлагает PPTC следующих основных форм и характеристик, различных размеров и объемов:
Устройства для поверхностного монтажа:
- Полный ассортимент компактных посадочных мест
- Низкий ток удержания
- Очень быстрое время отключения
- Низкое сопротивление
Серия с радиальными выводами:
- Защитные устройства до 600 В пост. тока
- Очень высокий ток удержания
- Низкий коэффициент тока отключения-удержания
- Низкое сопротивление
Аккумуляторный ремешок Устройства:
- Узкая низкопрофильная конструкция
- Свариваемая лента Никелевый наконечник
- Низкое сопротивление — для увеличения времени работы от батареи
Если требования вашего приложения выходят за рамки нашего ассортимента продукции, в некоторых случаях мы можем предложить индивидуальные решения. Пожалуйста, свяжитесь с Littelfuse для получения дополнительной информации.
Littelfuse PPTC Характеристики
Полимерные (с положительным температурным коэффициентом) PPTC и традиционные предохранители реагируют на тепло, выделяемое чрезмерным током, протекающим в цепи. Плавкий предохранитель плавится, прерывая протекание тока, в то время как PPTC ограничивает протекание тока по мере повышения температуры, переходя из состояния низкого сопротивления в состояние высокого сопротивления. В обоих случаях это состояние называется «отключением». График справа показывает типичную реакцию PPTC на температуру.
Littelfuse Polymer PPTC изготавливаются в основном из полиэтилена высокой плотности, смешанного с графитом. Во время перегрузки по току полимерный PPTC нагревается и расширяется, что, в свою очередь, приводит к разрыву контакта проводящих частиц и прекращению тока.
Общая процедура сброса устройства после возникновения перегрузки заключается в отключении питания и даче устройству остыть.
Ток утечки
Когда PPTC находится в «отключенном состоянии», он защищает схему, ограничивая ток до низкого уровня утечки.
Ток утечки может составлять от менее ста миллиампер (мА) при номинальном напряжении до нескольких сотен миллиампер (мА) при более низком напряжении. С другой стороны, предохранители полностью прерывают ток при срабатывании, и эта разомкнутая цепь не приводит к току утечки при воздействии тока перегрузки.
Номинальная отключающая способность
PPTC рассчитаны на максимальный ток короткого замыкания при номинальном напряжении, также известном как «отключающая способность» или Imax. Этот уровень тока короткого замыкания является максимальным током, который устройство может безопасно выдержать, принимая во внимание, что PPTC фактически не прерывает ток (см. Ток утечки выше). Типичный ток короткого замыкания Littelfuse PPTC составляет 40 А; или для PPTC аккумуляторной планки это значение может достигать 100А. Предохранители действительно прерывают ток в ответ на перегрузку, а номиналы отключения варьируются от десятков ампер (А) до 10 000 (А) ампер при номинальном напряжении.
Номинальное рабочее напряжение
Общее использование PPTC Littelfuse не рассчитаны на напряжение выше 60 В, а предохранители рассчитаны на напряжение до 600 В.
Номинальный ток удержания
Номинальный ток удержания (рабочий) для PPTC может достигать 14 А, а максимальный уровень для предохранителей может превышать 30 А.
Сопротивление
Обзор спецификаций продукта показывает, что PPTC с аналогичным номиналом имеют вдвое (иногда больше) сопротивление предохранителей.
Разрешения агентства
PPTC компании Littelfuse признаны в соответствии с Программой компонентов Лабораторий страховщиков по стандарту UL 1434 для термисторов. Устройства также прошли сертификацию в рамках программы CSA Component Acceptance Program.
Времятоковая характеристика
Сравнение времятоковых кривых PPTC с времятоковыми диаграммами предохранителей показывает, что скорость срабатывания PPTC аналогична времени задержки предохранителя Littelfuse Slo-Blo®.
Номинальная температура
Полезный верхний предел для PPTC обычно составляет 85°C, а максимальная рабочая температура для предохранителей составляет 125°C.
Влияние температуры окружающей среды является дополнением к обычному изменению номинальных значений. Номинальные значения удержания и срабатывания PPTC должны быть изменены, если они применяются в условиях, отличных от комнатной. Например, любое повышение температуры окружающей среды приведет к уменьшению номинального тока удержания, а также тока отключения. Снижение температуры окружающей среды увеличивает ток отключения, а также ток удержания.
Кривые изменения номинальных значений температуры в таблице ниже сравнивают PPTC с предохранителями и показывают, что для PPTC требуется большее изменение номинальных значений при данной температуре.
PPTC обычно используются для защиты цепей в приложениях, где чувствительные компоненты подвергаются постоянному риску повреждения из-за перегрузок по току.
Способность PPTC самостоятельно сбрасываться после воздействия тока короткого замыкания делает их идеальными для цепей, к которым трудно получить доступ для пользователя или техника, или где требуется постоянное время безотказной работы.
Типичные области применения включают защиту портов на персональных компьютерах (USB, Firewire, клавиатура/мышь и последовательные порты), периферийных устройств (жестких дисков, видеокарт и концентраторов), сотовых телефонов, аккумуляторных батарей, промышленных средств управления, осветительных балластов и средств управления двигателями. .
Приведенная ниже таблица служит кратким руководством по выбору устройства Littelfuse PPTC, которое может подойти для определенных конечных приложений.
Для получения подробной помощи по применению посетите наш сайт Application Design Center.
Примечание. Сводка по применению предназначена только для справки. Определение пригодности для конкретного применения является обязанностью заказчика.
Типовые конструкции защиты цепей PPTC
Ниже приведены примеры типовых цепей, использующих PPTC Littelfuse в сочетании с другими устройствами защиты цепей Littelfuse для обеспечения комплексного решения по защите. Обратитесь к эксперту по приложениям Littelfuse за помощью в проектировании или посетите сайт www.littelfuse.com/designcenter или https://www.littelfuse.com/PPTCs для получения дополнительной информации. Обязательно проверьте спецификации и протестируйте производительность устройства перед использованием в конечном приложении.
Power Over Ethernet
Литий-ионный аккумулятор
USB 1.1
USB 2.0
9 1122 IEEE 1394 — FirewireЦепь TIP/кольцо — металлическая
Выбор PPTC Рабочий лист
Определение рабочих параметров контура
Нормальный рабочий ток в амперах:
Нормальное рабочее напряжение в вольтах:
Максимальный ток прерывания:
Температура окружающей среды:
Типовой ток перегрузки:
Требуемое время открытия при заданной перегрузке:
Ожидаемые переходные импульсы:
Разрешения агентства:
Тип крепления/форм-фактор:
Типовое сопротивление (в цепи): 9 Ом0003
Выберите правильный компонент защиты цепи.
( См. приведенные ниже таблицы выбора PPTC и спецификации в листах данных )
Определите время размыкания при неисправности.
См. кривую ток-время (T-C) каждой серии PPTC, чтобы определить, будет ли выбранная часть работать в рамках ограничений вашего приложения.
Если устройство открывается слишком рано, приложение может работать некорректно. Если устройство не разомкнется достаточно быстро, перегрузка по току может повредить последующие компоненты.
Чтобы определить время размыкания для выбранного устройства, поместите ток перегрузки на оси X соответствующей кривой T-C и проследите ее линию до пересечения с кривой. В этот момент прочтите проверенное время по оси Y. Это среднее время открытия для этого устройства.
Если ваш ток перегрузки упадет вправо от кривой, устройство разомкнется. Если ток перегрузки находится слева от кривой, устройство не будет работать.
