电子电器设备特别是大功率的电子设备,在开机时会不可避免地产生一个数十倍甚至百倍于正常工作电流的尖峰浪涌电流,每当这种电流出现的时候,往往会将电路中的一些器件烧毁。轻则,会造成电子设备的失效;重则,会造成整个电路和设备的损坏,产生不可弥补的损失。为了避免在开机的瞬间产生的浪涌电流对电子设备造成的危害,人们研究出许多针对浪涌电流保护的方法。
在电源回路中使用功率型NTC热敏电阻器元件,是抑制开机浪涌电流保护电子设备免遭破坏的最为有效、最为经济、最为简便的措施。在电子设备的电源回路中,串接一个或数个功率型NTC热敏电阻器,利用功率型热敏电阻器独特的阻流特性:热敏电阻体在常温下高电阻值和热惯性引起的热延时效应,能有效地抑制开机时电源电路(特别是高压大电容滤波电路)中的尖峰浪涌电流,并且在完成抑制浪涌电流作用后,由于通过其电流(包括浪涌电流和电路正常工作电流)的持续作用下的自热效应,引起电阻体温升,热敏电阻器的电阻值将下降到非常小的程度,产生的压降低,所消耗的功率可以忽略不计,不会对正常的工作电流造成影响。图1给出了有无功率型NTC热敏电阻器抑制浪涌电流电路时浪涌电流的波形。
图1 仰制浪涌电流的波形
由于功率型NTC热敏电阻器用作浪涌电流抑制器件具有线路简单、通流能力大、自身功耗小、可靠性高、成本低等优点,因而被广泛应用于转换电源、开关电源、UPS电源、电加热器、电子节能灯、电子镇流器等各种电子装置电源电路的浪涌电流保护中以及各类显像管、显示器、白炽灯及其它照明灯具的灯丝保护中。
根据不同电路的应用要求,应选择不同规格的功率型NTC热敏电阻器,选用方法是:用户根据电路设计中允许的最大浪涌电流和正常工作电流值,以及生产厂商提供的NTC热敏电阻器最大工作电流Imax、常温标称阻值R25、V-I曲线和R-T曲线等主要参数,就可以很方便地确定需选用的功率热敏电阻型号。如图2所示的电路中,如果输出功率为P0,转换效率为η,线路输入电压为E,整流输出电压为E1,允许最大浪涌电流为IS,则可估算出RT的标称阻值R25及工作电流I的大小,其计算公式为:
R25 = •E / IS ( 1 )
I =P0 / E1•η ( 2 )
实际选用时,只要保证所选功率型NTC热敏电阻器的标称阻值略大于其计算值、功率型热敏电阻的最大工作电流大于其计算出来的工作电流I即可。
图2 功率型NTC热敏电阻应用图
功率型NTC热敏电阻器作为一种电源回路保护器件,往往使用在高温大电流场合,其性能的好坏又直接影响到整机的寿命和性能,所以高性能功率型NTC热敏电阻器是人们追求的目标。高性能功率型NTC热敏电阻器具有材料常数(B值)大,残余电阻小、承受电流大、工作能力强、性能可靠、寿命长等特点。
(1) 材料常数(B值)大、残余电阻小
材料常数(B值)是热敏电阻器的热敏指数,它被定义为两个温度下零功率电阻值的自然对数之差与这两个温度倒数之差的比值。即:
B = In RT1/RT2/(1/T1-1/T2)
图3所示,两个阻值R25相同的热敏电阻器,一个B值为B1,另一个B值为B2,且B1>B2。热敏电阻器工作时,热敏电阻器会在通过的电流作用下处于热平衡状态,B1的热敏电阻器的残余电阻要比B2的热敏电阻器小,所以大B值的热敏电阻器要比小B值的热敏电阻器,反应的速度要快,消耗的功率也要小,因此具有更强的抑制浪涌电流能力。
图3 不同热敏指数(B)值热敏电阻器阻值对比图
(2)承受电流大、工作能力强
功率型热敏电阻器的最大稳态电流,是指允许施加在功率型热敏电阻器上的最大连续电流,它是表现功率型热敏电阻器承受电流和工作能力的重要指标。功率型热敏电阻器承受电流能力的关键因素是其陶瓷体芯片,这与陶瓷材质的均匀性和致密性有着直接的关系。在相同的体积下所能承受的电流越大,或所承受的电流相同而体积越小,表明产品的性能越优良。元件的设计及生产工艺,特别是材料配方、烧结方式、封装形式等,对功率型热敏电阻器承受大电流的能力有着至关重要的影响。
(3)可靠性高、寿命长
可靠性是热敏电阻器质量的一个重要指标,可靠性高、寿命长是高性能功率型NTC热敏电阻器的显著标志。阻值漂移变大是功率型热敏电阻器的基本失效模式。热敏电阻器在电路实际使用时,往往由于可靠性差,阻值漂移变大后,根据焦耳定律所示,即
Q = I2•R
在相同的通过电流下,由于阻值变大,将产生更多的热量,使热敏电阻器的温度比正常状态下高出许多,并且将产生恶性循环使热敏电阻器过早失效,从而影响整个电源回路的可靠性。可见,功率型NTC热敏电阻器的高可靠性、长寿功率型NTC热敏电阻器作为一种特殊陶瓷敏感元件,其性能的优劣与元件的设计及生产工艺有着直接的关系。
相信我司生产的NTC热敏电阻器,可以满足您高质量,低价格 的高标准要求。。。。。。