Guia de Aplicações e Seleção de Termistores de Potência NTC MF72

1. Principais Funcionalidades do Termistor de Potência MF72

O MF72 é um termistor de potência com coeficiente de temperatura negativa (NTC) projetado para alta resistência a tensão, alta capacidade de corrente e resposta rápida. Sua função principal é suprimir a corrente de pico durante o início de dispositivos eletrônicos, protegendo assim os componentes do circuito. Suas principais vantagens incluem:

Alta Absorção de Energia:
Capaz de suportar correntes de surto transitórias que variam de algumas dezenas a centenas de amperes.

Característica de Auto-Recuperação:
Rapidamente retorna à sua resistência nominal na temperatura ambiente, garantindo o funcionamento normal do dispositivo.

Ampla Adaptabilidade a Temperaturas:
Opera eficientemente em um intervalo de temperatura típico de –40°C a +150°C, com alguns modelos atualizados classificados até +200°C.

2. Análise das Áreas de Aplicação Típicas

A. Proteção do Sistema de Energia

Fontes de Alimentação em Modo de Comutação/UPS:
Função: Suprimir a corrente de pico gerada durante o carregamento do capacitor na inicialização, protegendo o ponte retificador e os capacitores eletrolíticos.
Exemplo: Em uma fonte de alimentação comutada de 1 kW, incorporar um MF72-5D15 (com R25 = 5Ω) em série pode reduzir uma corrente de pico de 200 A para abaixo de 20 A.

Inversores/Estações de Carregamento:
Utilizado na entrada do barramento DC para evitar choques durante o carregamento do capacitor e aumentar a vida útil dos relés.

B. Circuitos de Acionamento de Motores

Motores Industriais/Compressores:
Mitiga correntes de parada durante a inicialização do motor, evitando assim danos (por exemplo, queimaduras de contato em relés).
Consideração na Seleção: Escolha o valor R25 com base na potência nominal do motor; por exemplo, um motor de 3 kW pode ser combinado com um MF72-10D9 (R25 = 10Ω com uma corrente contínua de 5 A).

C. Equipamentos de Iluminação

Fontes de Alimentação LED:
Reduz picos de corrente de inicialização em circuitos de acionamento de alta frequência, protegendo componentes críticos como MOSFETs e ICs.

Balcões Eletrônicos para Lâmpadas HID:
Limita surtos de corrente durante as partidas a frio, evitando assim o espalhamento dos eletrodos.

D. Nova Energia e Sistemas de Armazenamento de Energia

Inversores Fotovoltaicos:
Fornece proteção contra polaridade reversa no lado CC e suprime correntes de surto ao conectar bancos de baterias.

Módulos de Carregamento de Veículos Elétricos:
Previne o disparo inadvertido de fusíveis mitigando a carga instantânea de capacitores de grande capacidade.

3. Parâmetros de Seleção Chave e Modelos de Cálculo

A. Correspondência de Parâmetro Principal

Resistência a Zero Potência (R25):
Fórmula de Cálculo:
R25 ≥ U_peak / I_surgimento
Exemplo: Com uma tensão de entrada de 310 V CC e uma corrente de surto permitida de 50 A, o R25 deve ser pelo menos 6,2Ω (portanto, selecione MF72-8D15).

Corrente de Regime Permanente (I₀):
O modelo selecionado deve ter uma classificação de corrente em regime de steady-state que exceda a corrente contínua de operação do equipamento. Por exemplo, para um circuito de 5 A, escolha um termistor com I₀ ≥ 7 A (fornecendo aproximadamente uma margem de 30%).

Corrente Máxima (I_max):
De acordo com os padrões IEC 61051, a classificação de corrente do termistor deve abranger pelo menos 50% da corrente de curto-circuito do dispositivo.

B. Considerações de Projeto Térmico

Condições de Resfriamento:
Sob convecção natural, a temperatura da superfície do MF72 deve permanecer abaixo de 120°C. O resfriamento forçado a ar pode aumentar a capacidade de condução de corrente em aproximadamente 20%.

Resistência Residual (R_res):
Preferencialmente, selecione modelos com R_res inferior a 5% de R25 (por exemplo, a série Koya MF72-XX) para reduzir a perda total de potência.

C. Tamanho Físico e Opções de Embalagem

4. Armadilhas Comuns na Seleção e Estratégias para Aumentar a Confiabilidade

A. Armadilhas Comuns

Dependência Excessiva do Valor R25:
Focar apenas na especificação R25 enquanto ignora o equilíbrio térmico pode resultar em uma proteção contra surtos ineficaz durante múltiplas inicializações.

Ignorando Características de Envelhecimento:
Sob operação prolongada em alta temperatura, o valor B do MF72 pode variar em ±10%, exigindo inspeção e teste periódicos.

B. Recomendações de Design de Alta Confiabilidade

Design Redundante:
Considere conectar diodos TVS em paralelo para gerenciar eventos de surto extremos (por exemplo, durante descargas elétricas).

Seleção Iterativa de Modelo:

Ambientes de Alta Temperatura: Utilize a série MF72G encapsulada em vidro, classificada para até +200°C.

Ambientes de Alta Frequência: Escolha a série MF72-F, projetada com baixa indutância (<50 nH) para melhor desempenho.

5. Processo Típico de Seleção: Um Exemplo com Inversores Industriais

Etapa 1: Análise de Requisitos

Tensão de Entrada: AC 380 V

Corrente de Surto Máxima: 120 A (valor medido)

Faixa de Temperatura de Operação: –20°C a +85°C

Passo 2: Cálculo de Parâmetros

Cálculo de R25:
R25 ≥ (380 V × 2) / 120 A ≈ 4,47Ω, arredondado para uma seleção de R25 = 5Ω.

Determinação da Corrente em Regime Estacionário:
Com a corrente nominal do inversor de 8 A, selecione um termistor com I₀ ≥ 10 A.

Passo 3: Modelo de Bloqueio

Modelo Selecionado:
MF72-5D15 (R25 = 5Ω, I₀ = 15 A, com diâmetro de 15 mm), complementado por um dissipador de calor apropriado.

Passo 4: Testes de Verificação

Teste de Supressão de Surto:
Medições no osciloscópio confirmam que o pico de corrente de inicialização está dentro do limite especificado (≤25 A).

Teste de Elevação Térmica:
Após 2 horas de operação em carga total, a temperatura da superfície permanece em ou abaixo de 95°C, atendendo aos critérios de desempenho.