Вступ до ПЗД відновлюваних предохранників

1. Основний принцип

Відновлюваний позиційний діод PPTC (Polymeric Positive Temperature Coefficient Resettable Fuse) — це пристрій обмеження потоку для захисту від перепоточення, виготовлений з напівкристалічного полімера, змішаного з провідними частинками (наприклад, з чорної сажі). Його основна характеристика полягає в тому, що опір швидко зростає разом з температурою, маючи здатність до "автоматичного обмеження потоку та автоматичного відновлення", широко використовується у спілкуванні, побутовій електроніці, автотехніці та інших галузях.

У нормальних умовах експлуатації PPTC має дуже низький опір, теплові втрати від потоку у колі малі, полімер знаходиться у термальному рівноваговому стані, провідні частинки залишаються добре з'єднаними, і потік може проходити нормально.

Коли відбувається перепоточення, PPTC нагрівається через втрати потужності I²R, накопичений тепловий ефект перевищує його здатність до дисипації, що призводить до розширення полімерного основного матеріалу, розділення провідних частинок і утворення стану високого опору, який обмежує потік для захисту кола. У цей час лише невелика кількість струму залишається для підтримки температури високого опору, щоб запобігти порочному колу, спричиненому відновленням помилки.

Після вимикання електропостачання та повного видалення несправності пристрій охолоджується, полі мер стискається, провідний шлях відновлюється, і опір повертається до початкового значення, що дозволяє пристрою бути повторно використаним. Цикл може бути повторений багато разів, що свідчить про добре повторне використання.

Примітка: Типова температура виключення PPTC становить приблизно 125°C, але конкретне значення варіює в залежності від моделі.

2. Особливості продукту

Захист від перепоточення: Коли виникає перепоточення або коротке замикання, PPTC швидко переходить з стану низького опору в стан високого опору, гасуючи підвищення струму і запобігаючи пошкодженню навантаження або кола.

Автоматичне скидання: Після вилучення несправності та вимкнення електропостачання, PPTC охолодає та самостійно відновлюється без заміни, що зменшує вартість обслуговування.

Самозаблокування (нерегульоване) робота: Після спрацювання, PPTC переходить у стан високого опору. Навіть якщо питання залишається увімкненим, малий струм підтримує внутрішню температуру, блокуючи стан високого опору, таким чином уникнувши повторних циклів увімкнення-вимкнення несправних пристроїв.

Висока стійкість до пікових струмів: Деякі промислові моделі можуть витримувати пікові струми до 100A, що призначені для завантажень з великими початковими струмами.

Захист від молни: PPTC має можливість захисту від молни і може використовуватися в системах, які обмежують струм до низьких рівнів без втрати функціональності через тимчасові підвищення струму від молни, часто використовується разом з пристроями, такими як TVS і MOV для вторинного захисту на чутливих схемах, таких як електропостача і комунікаційні інтерфейси.

Швидка реакція: У порівнянні з традиційними предохранниками або керамічними PTC, PPTC реагує швидко, що робить його особливо придатним для застосувань з високими вимогами до часу відключення при реакції.

3. Вплив температури середовища на показники

Наведена діаграма показує залежність між утримувальним струмом і тригерним струмом повторюваного предохранника від температури. Оскільки повторюваний предохранник виготовлений з термочутливих матеріалів, зміни температури середовища несподівано впливатимуть на його показники.

Коли температура середовища навколо повторюваного предохранника зростає, енергія, необхідна для його виклику, зменшується, тому утримувальний струм зменшується.

Як показано на рисунку, криві залежності HOLD і TRIP від температури середовища мають негативний нахил. При 25℃ через скиданняй фуз проходить 100% струму лінії.

Якщо температура середовища вища або нижча за це значення, потік струму, при якому елемент не переключається, та струм переключення відповідно збільшуються або зменшуються.

4.Порівняння з іншими пристроями захисту від перевантаження струмом

У порівнянні з керамічними PTC, PPTC має менші розміри, швидший відгук та нижчий опір, що робить його більш придатним для електронних продуктів із обмеженим простором та чутливими до часу відгуку.

5. Підсумок

Завдяки автоматичному обмеженню струму, повторному використанню, швидкій реакції та відмінним тепловим характеристикам блокування, відновлюваний позиційний діод PPTC став широко використовуваним розв'язком інтелектуальної захистної системи від перепоточення у сучасних електронних колах.

Він ефективно компенсує недоліки традиційних одноразових предохранителів та механічних пристроїв захисту щодо швидкості реакції, терміну служби та зручності обслуговування, і особливо придатний для застосувань з високими вимогами до надійності та безпеки, таких як зв'язок, джерела живлення, автотехніка та智能家居.

За допомогою правильного вибору та теплової компенсації у проекті PPTC може забезпечити стабільний та тривалий механізм захисту для кол, роблячи його одним із ключових компонентів для реалізації інтелектуального захисту.