帶您了解NTC和PTC熱敏電阻的組合電流控制

 當(dāng)保險(xiǎn)絲和組件被打開時(shí)，高功率負(fù)載是一個(gè)主要的壓力因素，因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致非常高的電流流動(dòng)。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(shí)可形成強(qiáng)大的組合。

當(dāng)電源、變頻器或車載充電器等大功率負(fù)載通電時(shí)，短時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)可能是額定電流數(shù)倍的電流。這可能會(huì)導(dǎo)致不良影響，例如熔斷器跳閘，甚至損壞系統(tǒng)。兩種類型的負(fù)載尤其會(huì)導(dǎo)致高涌入電流：一方面，它們是電感性負(fù)載，例如電機(jī)和變壓器，它們需要非常高的電流才能產(chǎn)生磁場(chǎng)。另一組是直流鏈路中的大電容電容器，在連接時(shí)會(huì)產(chǎn)生非常高的充電電流，這對(duì)電容器本身以及整流器來說都是一個(gè)相當(dāng)大的壓力因素。

簡(jiǎn)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(shí)有一個(gè)缺點(diǎn)，即在正常模式下，這些貼片電阻器上會(huì)出現(xiàn)不應(yīng)忽略的功率損耗。一個(gè)相當(dāng)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(xiàn)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(yōu)點(diǎn)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(yōu)雅解決方案

限制高輸入側(cè)浪涌電流的一種非常優(yōu)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(guān)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(dāng)電流繼續(xù)流過組件時(shí)，它會(huì)升溫，電阻會(huì)降至非常低的值，具體取決于類型，可能遠(yuǎn)低于 1 歐姆。額定電流下的損耗相應(yīng)較低。

NTC ICL 的選擇標(biāo)準(zhǔn)

確定合適的 NTC 熱敏電阻的兩個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)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(fù)載串聯(lián)，將電流限制在一個(gè)不會(huì)導(dǎo)致熔斷器跳閘的值，并且不會(huì)對(duì)負(fù)載的組件（例如整流器）造成損壞。

第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是 I max，它由負(fù)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(shí)，應(yīng)根據(jù)類型確保大約 90 秒的冷卻時(shí)間，這在負(fù)載頻繁短時(shí)間打開和關(guān)閉的情況下可能會(huì)出現(xiàn)問題，因?yàn)轭A(yù)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(bǔ)救措施，即使用繼電器或晶閘管繞過 NTC 熱敏電阻。這可能會(huì)在接通后幾秒鐘內(nèi)發(fā)生，因?yàn)榇藭r(shí)大多數(shù)負(fù)載已經(jīng)以額定電流運(yùn)行。由于旁路，NTC 熱敏電阻不會(huì)升溫。

旁路電路的響應(yīng)時(shí)間由R 1和C 1的時(shí)間常數(shù)以及齊納二極管的值決定。在示例電路中，繼電器會(huì)在大約 3 或 4 秒后響應(yīng) - 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(yīng)并在 C 2充電后以額定電壓的一半運(yùn)行，這將電流要求減半。特別是當(dāng)負(fù)載具有高額定電流時(shí)，該電路的功率需求小于連續(xù)電流流經(jīng) NTC 熱敏電阻造成的損耗。

通過 PTC 熱敏電阻對(duì)電容器進(jìn)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(shí)代表短路。為了在此處實(shí)現(xiàn)可靠的電流限制，應(yīng)使用 PTC 熱敏電阻代替固定電阻器。高電流會(huì)導(dǎo)致這些組件升溫，并且與 NTC 熱敏電阻相反，它們會(huì)變成高歐姆，這使得它們本質(zhì)上是安全的。這種行為的優(yōu)勢(shì)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(duì)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(shè)計(jì)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(jù)其類型，符合認(rèn)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(yīng)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(lián) PTC ICL 可以實(shí)現(xiàn)必要的熱容。

在正常操作中，PTC ICL 或多個(gè)并聯(lián)的 PTC ICL 在對(duì)直流母線電容器充電后必須旁路，以免產(chǎn)生任何功率損耗。但是，如果直流鏈路中出現(xiàn)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(shù)是直流母線電壓。如果充電后達(dá)到設(shè)定值，則沒有故障；另一方面，如果它長(zhǎng)時(shí)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(shí)現(xiàn)，僅在直流鏈路充電后才繞過 PTC 熱敏電阻。

結(jié)合優(yōu)勢(shì)

尤其是工業(yè)電源、轉(zhuǎn)換器等直流母線電容較大的大功率負(fù)載，建議結(jié)合NTC和PTC浪涌電流限制器（抗浪涌貼片電阻）的優(yōu)點(diǎn)和功能。

因此，將此處描述的電壓控制導(dǎo)通時(shí)間也用于繞過電源輸入側(cè)的 NTC 熱敏電阻是明智的。為此，電路中需要一個(gè)帶有兩個(gè)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的繼電器。

這種組合浪涌電流限制的優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)組件、避免電源側(cè)或設(shè)備內(nèi)部熔斷器的意外跳閘，以及在直流母線短路時(shí)可靠的電流限制。