مقدمه‌ای بر ملزومات بازنشانی پذیر PPTC

۱. اصل اساسی

فیوز بازنشستنی PPTC (فیوز بازنشستنی دارای ضریب دمایی مثبت چندلایه‌ای) دستگاهی برای محدود کردن جریان در مقابل جریان بیش از حد است که از ترکیب پلیمر نیمه بلورین با ذرات هادی (مانند کربن سیاه) ساخته شده است. ویژگی اصلی آن این است که مقاومت آن به سرعت با افزایش دما افزایش می‌یابد و قابلیت «محدود کردن جریان خودکار و بازنشانی خودکار» دارد و به طور گسترده در ارتباطات، الکترونیک مصرف‌کننده، مدارهای خودرو و زمینه‌های دیگر استفاده می‌شود.

در شرایط عملیاتی عادی، PPTC مقاومت بسیار کمی دارد، گرما تولید شده توسط جریان مدار کم است، پلیمر در حالت تعادل حرارتی قرار دارد، ذرات هدایت‌کننده به خوبی متصل هستند و جریان می‌تواند به طور عادی عبور کند.

هنگامی که جریان زائد رخ می‌دهد، PPTC به دلیل از دست دادن توان I²R گرم می‌شود، گرما تجمعی آن فراتر از ظرفیت دفع گرما می‌رود، که باعث می‌شود ماده پایه پلیمری گسترش یابد، ذرات هدایت‌کننده جدا شوند و حالت مقاومت بالا ایجاد شود که جریان را محدود کرده و مدار را محافظت می‌کند. در این زمان، تنها مقدار کوچکی از جریان باقی می‌ماند تا دمای بالا را حفظ کند و یک چرخه بد ایجاد نشود به دلیل بازیابی خطای.

پس از قطع برق و کاملاً برداشتن خطای، دستگاه سرد می‌شود، پلیمر کوچک می‌شود، مسیر هدایت مجدد برقرار می‌شود و مقاومت به مقدار اولیه خود بازمی‌گردد، که این اجازه می‌دهد دستگاه مجدد استفاده شود. این چرخه می‌تواند بارها تکرار شود، که نشان دهنده قابلیت خوب بازیافت است.

تذکر: دمای معمولی سفر PPTC حدود 125 درجه سانتیگراد است، اما مقدار دقیق بستگی به مدل دارد.

2. ویژگی‌های محصول

محافظت در برابر جریان زائد: هنگامی که جریان زائد یا شورشدن رخ می‌دهد، PPTC به سرعت از حالت مقاومت پایین به حالت مقاومت بالا تغییر می‌دهد، صعود جریان را کاهش می‌دهد و آسیب به بار یا مدار را جلوگیری می‌کند.

بازنشانی خودکار: پس از برطرف شدن خطای و قطع توان، PPTC سرد می‌شود و خودکاراً بازیابی می‌شود بدون نیاز به جایگزینی، که هزینه نگهداری را کاهش می‌دهد.

عملکرد خودقفل (غیردوره‌ای): پس از اجرای عملیات، PPTC به حالت مقاومت بالا می‌رود. حتی اگر توان روشن باقی بماند، جریان کوچک دمای داخلی را حفظ می‌کند و حالت مقاومت بالا را قفل می‌کند، که باعث می‌شود دوره‌های تکراری روشن و خاموش دستگاه‌های خراب جلوگیری شود.

تحمل جریان اوج بالا: برخی مدل‌های صنعتی قادر به تحمل جریان‌های اوج تا 100A هستند، مناسب برای کاربردهای بار با جریان ورودی بالا.

محافظت در برابر برق آسمانی: PPTC دارای قابلیت محافظت علیه برق آسمانی است و می‌تواند در سیستم‌هایی که جریان را به سطح پایین محدود می‌کنند بدون از دست دادن عملکرد به دلیل افزایش ناگهانی برق آسمانی استفاده شود، معمولاً با دستگاه‌هایی مثل TVS و MOV برای حفاظت ثانویه در مدارهای حساس مانند رابط‌های توان و ارتباط استفاده می‌شود.

پاسخ سریع: نسبت به ملتهاب‌های سنتی یا PTC‌های سرامیکی، PPTC پاسخ سریعی دارد، که آن را برای کاربردهایی که نیازمند زمان پاسخ قطع توان بالا هستند، به ویژه مناسب می‌سازد.

3. تأثیر دماي محیط بر عملکرد

نمودار زیر رابطه بین جریان نگهداری و جریان فعال شدن ملتهاب بازنشانی‌پذیر نسبت به دما را نشان می‌دهد. از آنجا که ملتهاب بازنشانی‌پذیر از مواد حساس به دما ساخته شده است، تغییرات دما در محیط حتماً بر عملکرد آن تأثیر خواهد گذاشت.

هنگامی که دمای محیط اطراف فوز بازنشانی پذیر افزایش می‌یابد، انرژی مورد نیاز برای فعال شدن آن کاهش می‌یابد، بنابراین جریان نگهداری نیز کاهش می‌یابد.

همانطور که در شکل نشان داده شده است، منحنی‌های رابطه بین HOLD و TRIP با دماهای محیط شیب منفی دارند. در 25℃، 100 درصد جریان خط از طریق فوز بازنشانی پذیر عبور می‌کند.

اگر دمای محیط بالاتر یا پایین‌تر از این مقدار باشد، جریان غیر قابل تریپ و جریان تریپ مولفه به طور متناسب افزایش یا کاهش می‌یابد.

4. مقایسه با دستگاه‌های دیگر محافظت جریان بیش از حد

در مقایسه با PTC سرامیک، PPTC دارای اندازه کوچک‌تر، پاسخ سریع‌تر و مقاومت کم‌تر است که آن را مناسب‌تر برای محصولات الکترونیکی محدود به فضا و حساس به زمان پاسخ می‌سازد.

5. خلاصه کنید

با جارو کردن خودکار جریان، قابلیت استفاده مجدد، پاسخ سریع و ویژگی‌های بسته شدن گرمایی عالی، فوز بازنشانی‌پذیر PPTC به یک راه‌حل هوشمند محافظت از جریان بیش از حد در مدارهای الکترونیکی مدرن تبدیل شده است.

این محصول به طور مؤثر کاستی‌های فوزهای یکبار مصرف سنتی و دستگاه‌های محافظت مکانیکی از نظر سرعت پاسخ، طول عمر و راحتی نگهداری را جبران می‌کند و به ویژه برای کاربردهایی با الزامات قابلیت اطمینان و ایمنی بالا، مانند ارتباطات، منابع تغذیه، الکترونیک خودرو و خانه‌های هوشمند مناسب است.

با انتخاب مناسب و طراحی تعوض حرارتی، PPTC مکانیسم محافظت پایدار و طولانی‌مدتی برای مدارها ارائه می‌دهد که آن را یکی از المان‌های کلیدی در دستیابی به محافظت هوشمند می‌سازد.