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        帶您了解NTC和PTC熱敏電阻的組合電流控制

         當保險絲和組件被打開時,高功率負載是一個主要的壓力因素,因為它們會導致非常高的電流流動。為避免這種情況,提供基于 NTC 和 PTC 熱敏電阻的陶瓷 EPCOS 浪涌電流限制器 (ICL) – 組合使用時可形成強大的組合。

        當電源、變頻器或車載充電器等大功率負載通電時,短時間內會出現可能是額定電流數倍的電流。這可能會導致不良影響,例如熔斷器跳閘,甚至損壞系統。兩種類型的負載尤其會導致高涌入電流:一方面,它們是電感性負載,例如電機和變壓器,它們需要非常高的電流才能產生磁場。另一組是直流鏈路中的大電容電容器,在連接時會產生非常高的充電電流,這對電容器本身以及整流器來說都是一個相當大的壓力因素。

        簡單的方法是使用低歐姆功率電阻器來限制浪涌電流。然而,這確實有一個缺點,即在正常模式下,這些貼片電阻器上會出現不應忽略的功率損耗。一個相當好的解決方案是使用熱敏電阻作為 ICL。NTC 或 PTC 熱敏電阻表現出不同的熱特性并因此提供不同的使用可能性,用于此目的。利用這些組件的所有優點的一種方法是組合使用它們。首先讓我們看看NTC熱敏電阻:

        帶有 NTC 熱敏電阻的優雅解決方案

        限制高輸入側浪涌電流的一種非常優雅的解決方案是使用愛普科斯 NTC 熱敏電阻。功能原理:這些陶瓷元件是與溫度有關的電阻器,其電阻隨溫度升高而下降。在室溫 (25 °C) 下,它們具有特定的電阻值 (R 25 ),可限制浪涌電流。當電流繼續流過組件時,它會升溫,電阻會降至非常低的值,具體取決于類型,可能遠低于 1 歐姆。額定電流下的損耗相應較低。

        NTC ICL 的選擇標準

        確定合適的 NTC 熱敏電阻的兩個重要的標準是初始電阻 (R 25 ) 和*大電流。首先,確定所需的R 25。它必須選擇得足夠高,以便通過將其與負載串聯,將電流限制在一個不會導致熔斷器跳閘的值,并且不會對負載的組件(例如整流器)造成損壞。

        帶您了解NTC和PTC熱敏電阻的組合電流控制

        第二個標準是 I max,它由負載的額定功率決定。這里重要的是 NTC 熱敏電阻的降額。

        TDK 提供范圍廣泛的 NTC 熱敏電阻,其 R 25介于 0.5 Ω 和 33 Ω 之間,允許電流為 1.3 A 至 30 A。

        使用 ICL 時,應根據類型確保大約 90 秒的冷卻時間,這在負載頻繁短時間打開和關閉的情況下可能會出現問題,因為預熱的 NTC 熱敏電阻的電阻非常低因此幾乎沒有電流限制。此處提供了一種補救措施,即使用繼電器或晶閘管繞過 NTC 熱敏電阻。這可能會在接通后幾秒鐘內發生,因為此時大多數負載已經以額定電流運行。由于旁路,NTC 熱敏電阻不會升溫。

        旁路電路的響應時間由R 1和C 1的時間常數以及齊納二極管的值決定。在示例電路中,繼電器會在大約 3 或 4 秒后響應 - 取決于組件的容差。在使用的繼電器(24 V DC,8 A AC)上,線圈的保持電壓約為 0.5 U N。由于 C 2的充電電流,繼電器響應并在 C 2充電后以額定電壓的一半運行,這將電流要求減半。特別是當負載具有高額定電流時,該電路的功率需求小于連續電流流經 NTC 熱敏電阻造成的損耗。

        通過 PTC 熱敏電阻對電容器進行可靠充電

        直流母線電路中的大電容電容器和電容器組在接通時代表短路。為了在此處實現可靠的電流限制,應使用 PTC 熱敏電阻代替固定電阻器。高電流會導致這些組件升溫,并且與 NTC 熱敏電阻相反,它們會變成高歐姆,這使得它們本質上是安全的。這種行為的優勢在于,在直流鏈路短路的情況下,電流被限制在無害值,這是固定電阻器無法提供的。

        對于直流母線電路,TDK 提供一系列特殊的 PTC 熱敏電阻,這些熱敏電阻設計用于 260 V DC 和 560 V DC 之間的電壓,在 25 °C 下提供 22 Ω 和 1100 Ω 之間的電阻,并且根據其類型,符合認證要求符合 UL、IECQ 和 VDE,并符合 AEC-Q200 的要求。

        特別是在較大的電容器組的情況下,應注意不要超過 PTC 熱敏電阻的*大熱容和*大允許溫度。通過并聯 PTC ICL 可以實現必要的熱容。

        在正常操作中,PTC ICL 或多個并聯的 PTC ICL 在對直流母線電容器充電后必須旁路,以免產生任何功率損耗。但是,如果直流鏈路中出現短路(可能是由損壞的電容器引起),則必須沒有旁路。因此,旁路電路重要的參數是直流母線電壓。如果充電后達到設定值,則沒有故障;另一方面,如果它長時間保持在非常低的值,則存在短路。這使得比較器電路可以輕松實現,僅在直流鏈路充電后才繞過 PTC 熱敏電阻。

        結合優勢

        尤其是工業電源、轉換器等直流母線電容較大的大功率負載,建議結合NTC和PTC浪涌電流限制器(抗浪涌貼片電阻)的優點和功能。

        因此,將此處描述的電壓控制導通時間也用于繞過電源輸入側的 NTC 熱敏電阻是明智的。為此,電路中需要一個帶有兩個轉換觸點的繼電器。

        這種組合浪涌電流限制的優點是保護組件、避免電源側或設備內部熔斷器的意外跳閘,以及在直流母線短路時可靠的電流限制。

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