熱敏電阻抑制浪涌電流設計
NTC熱敏電阻產品的規(guī)范一般定義了在220Vac下允許接入的最大電容值。假設某應用條件最大額定電壓是420Vac,濾波電容值為200μF,根據(jù)上述能量公式可以折算出在220Vac下的等效電容值應為200×4202/2202=729μF,這樣在選型時就必須選擇220Vac下允許接入電容值大于729μF的型號。
產品允許的最大啟動電流值和長期加載在NTC熱敏電阻上的工作電流
電子產品允許的最大啟動電流值決定了NTC熱敏電阻的阻值。假設電源額定輸入為220Vac,內阻為1Ω,允許的最大啟動電流為60A,那么選取的NTC在初始狀態(tài)下的最小阻值為Rmin=(220×1.414/60)-1=4.2(Ω)。至此,滿足條件的NTC熱敏電阻一般會有一個或多個,此時再按下面的方法進行選擇。
產品正常工作時,長期加載在NTC熱敏電阻上的電流應不大于規(guī)格書規(guī)定的電流。根據(jù)這個原則可以從阻值大于4.2Ω的多個電阻中挑選出一個適合的阻值。當然這指的是在常溫情況下。如果工作的環(huán)境溫度不是常溫,就需要按下文提到的原則來進行NTC熱敏電阻的降額設計。
NTC熱敏電阻的工作環(huán)境
由于NTC熱敏電阻受環(huán)境溫度影響較大,一般在產品規(guī)格書中只給出常溫下(25℃)的阻值,若產品應用條件不是在常溫下,或因產品本身設計或結構的原因,導致NTC熱敏電阻周圍環(huán)境溫度不是常溫的時候,必須先計算出NTC在初始狀態(tài)下的阻值才能進行以上步驟的選擇。
當環(huán)境溫度過高或過低時,必須根據(jù)廠家提供的降功耗曲線進行降額設計。將功耗曲線一般有兩種形式,如圖4所示。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/178142.htm
圖4 降功耗曲線
對曲線a,允許的最大持續(xù)工作電流可用以下公式表示:
對曲線b,允許的最大持續(xù)工作電流可用以下公式表示:
事實上,不少生產廠家都對自己的產品定義了環(huán)境溫度類別,在實際應用中,應盡量使NTC熱敏電阻工作的環(huán)境溫度不超出廠家規(guī)定的上/下限溫度。同時,應注意不要使其工作在潮濕的環(huán)境中,因為過于潮濕的環(huán)境會加速NTC熱敏電阻的老化。
結論
通過以上分析可以看出,在電源設計中使用NTC熱敏電阻型浪涌抑制器,其抑制浪涌電流的能力與普通電阻相當,而在電阻上的功耗則可降低幾十到上百倍。對于需要頻繁開關的應用場合,電路中必須增加繼電器旁路電路以保證NTC熱敏電阻能完全冷卻恢復到初始狀態(tài)下的電阻。在產品選型上,要根據(jù)最大額定電壓和濾波電容值選定產品系列,根據(jù)產品允許的最大啟動電流值和長時間加載在NTC熱敏電阻上的工作電流來選擇NTC熱敏電阻的阻值,同時要考慮工作環(huán)境的溫度,適當進行降額設計。
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