Panduan Aplikasi dan Pemilihan Termistor Daya NTC MF72

1. Fitur Utama Termistor Daya MF72

MF72 adalah termistor daya dengan koefisien suhu negatif (NTC) yang dirancang untuk ketahanan tegangan tinggi, kapasitas arus tinggi, dan respons cepat. Fungsi utamanya adalah menekan arus lonjakan saat startup perangkat elektronik, sehingga melindungi komponen rangkaian. Keunggulan utamanya meliputi:

Penyerapan Energi Tinggi:
Mampu menahan arus puncak sementara yang berkisar dari beberapa puluh hingga ratusan ampere.

Karakteristik Pemulihan Sendiri:
Cepat kembali ke resistansi nominalnya pada suhu ruangan, memastikan operasi perangkat normal.

Kemampuan Adaptasi Suhu Luas:
Beroperasi secara efisien dalam rentang suhu tipikal dari –40°C hingga +150°C, dengan beberapa model yang ditingkatkan dinilai hingga +200°C.

2. Analisis Area Aplikasi Tipikal

A. Perlindungan Sistem Daya

Sumber Daya DC Switch-Mode/UPS:
Fungsi: Menekan arus lonjakan yang dihasilkan selama pengisian kapasitor saat startup, melindungi jembatan rektifier dan kapasitor elektrolit.
Contoh: Dalam sumber daya DC switch-mode 1 kW, menyisipkan MF72-5D15 (dengan R25 = 5Ω) secara seri dapat menurunkan arus lonjakan dari 200 A menjadi di bawah 20 A.

Inverter/Stasiun Pengisian:
Diterapkan pada input bus DC untuk mencegah kejutan pengisian kapasitor dan memperpanjang umur pemutus sirkuit.

B. Sirkuit Penggerak Motor

Motor Industri/Kompresor:
Mengurangi arus jeda saat motor startup, sehingga menghindari kerusakan (misalnya, pembakaran kontak pada pemutus sirkuit).
Pertimbangan Pemilihan: Pilih nilai R25 berdasarkan daya terukur motor; misalnya, motor 3 kW dapat dipasangkan dengan MF72-10D9 (R25 = 10Ω dengan arus steady-state 5 A).

C. Perlengkapan Penerangan

Sumber Daya LED:
Mengurangi lonjakan arus saat startup pada rangkaian penggerak frekuensi tinggi, melindungi komponen kritis seperti MOSFET dan IC.

Ballest Elektronik Lampu HID:
Membatasi lonjakan arus selama starting dingin, sehingga mencegah penyemprotan elektroda.

D. Energi Baru dan Sistem Penyimpanan Energi

Inverter Fotovoltaik:
Menyediakan perlindungan terhadap polaritas terbalik pada sisi DC dan menekan arus lonjakan saat bank baterai terhubung.

Modul Pengisian Kendaraan Listrik:
Mencegah pemicuan fusible secara tidak sengaja dengan mengurangi pengisian instan kapasitor berkapasitas besar.

3. Parameter Pemilihan Kunci dan Model Perhitungan

A. Pencocokan Parameter Inti

Hambatan Nol-Kekuatan (R25):
Rumus Perhitungan:
R25 ≥ U_peak / I_{s surge}
Contoh: Dengan tegangan masukan 310 V DC dan arus lonjakan yang diizinkan sebesar 50 A, R25 harus setidaknya 6,2Ω (dengan demikian, pilih MF72-8D15).

Arus Keadaan-Stabil (I₀):
Model yang dipilih harus memiliki peringkat arus keadaan-stabil yang melebihi arus operasi terus-menerus dari peralatan. Sebagai contoh, untuk rangkaian 5 A, pilih termistor dengan I₀ ≥ 7 A (memberikan margin sekitar 30%).

Arus Maksimum (I_max):
Menurut standar IEC 61051, peringkat arus termistor harus mencakup setidaknya 50% dari arus singkat perangkat.

B. Pertimbangan Desain Termal

Kondisi Pendinginan:
Dibawah konveksi alami, suhu permukaan MF72 harus tetap di bawah 120°C. Pendinginan udara paksa dapat meningkatkan kapasitas arus hingga sekitar 20%.

Hambatan Residual (R_res):
Sebaiknya, pilih model dengan R_res kurang dari 5% dari R25 (misalnya, seri Koya MF72-XX) untuk mengurangi kehilangan daya keseluruhan.

C. Ukuran Fisik dan Opsi Kemasan

4. Lubang Perangkap Pemilihan Umum dan Strategi untuk Meningkatkan Keandalan

A. Perangkap Umum

Ketergantungan Berlebihan pada Nilai R25:
Hanya fokus pada spesifikasi R25 sambil mengabaikan keseimbangan termal dapat mengakibatkan perlindungan lonjakan yang tidak efektif selama startup berulang.

Mengabaikan Karakteristik Penuaan:
Di bawah operasi suhu tinggi yang lama, nilai B dari MF72 mungkin berubah sebesar ±10%, sehingga memerlukan pemeriksaan dan pengujian berkala.

B. Rekomendasi Desain Tinggi-Keandalan

Desain Redundan:
Pertimbangkan penggunaan dioda TVS secara paralel untuk mengelola peristiwa lonjakan ekstrem (misalnya, selama petir menyambar).

Pemilihan Model Iteratif:

Lingkungan Suhu Tinggi: Gunakan seri MF72G dengan penyegelan kaca, yang dirancang hingga +200°C.

Lingkungan Frekuensi Tinggi: Pilih seri MF72-F, dirancang dengan induktansi rendah (<50 nH) untuk kinerja yang lebih baik.

5. Proses Pemilihan Tipikal: Contoh dengan Inverter Industri

Langkah 1: Analisis Kebutuhan

Tegangan Input: AC 380 V

Arus Lonjakan Maksimum: 120 A (nilai pengukuran)

Rentang Suhu Operasi: –20°C hingga +85°C

Langkah 2: Perhitungan Parameter

Perhitungan R25:
R25 ≥ (380 V × 2) / 120 A ≈ 4,47Ω, dibulatkan ke pilihan R25 = 5Ω.

Penentuan Arus Keadaan Stabil:
Dengan arus terating inverter pada 8 A, pilih termistor dengan I₀ ≥ 10 A.

Langkah 3: Model Kunci

Model yang Dipilih:
MF72-5D15 (R25 = 5Ω, I₀ = 15 A, dengan diameter 15 mm), dilengkapi dengan heatsink yang sesuai.

Langkah 4: Pengujian Verifikasi

Uji Penekanan Lonjakan:
Pengukuran osiloskop mengonfirmasi bahwa puncak arus starting berada dalam batas yang ditentukan (≤25 A).

Uji Kenaikan Suhu:
Setelah 2 jam operasi beban penuh, suhu permukaan tetap berada pada atau di bawah 95°C, memenuhi kriteria kinerja.