如何使用热敏电阻抑制电源电路浪涌电流
NTC热敏电阻,抑制浪涌电流
为了避免电子电路中在开机瞬间产生的浪涌电流,在电源电路中串接一个功率型NTC热敏电阻,能有效的抑制开机时的浪涌电流,并在完成浪涌电流抑制作用后,由于通过其电流的持续作用,功率型热敏电阻的阻值将下降的一个非常小的程度,它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,所以在电源回路中使用功率型NTC热敏电阻,是抑制开机浪涌电流保护电子设备免遭破坏的最为简便而有效的措施。
功率型NTC热敏电阻器的选用原则1.电阻器的最大工作电流〉实际电源回路的工作电流2.功率型电阻器的标称电阻值R≥1.414*E/Im式中 E为线路电压 Im为浪涌电流对于转换电源,逆变电源,开关电源,UPS电源, Im=100倍工作电流对于灯丝,加热器等回路 Im=30倍工作电流3.B值越大,残余电阻越小,工作时温升越小4.一般说,时间常数与耗散系数的乘积越大,则表示电阻器的热容量越大,电阻器抑制浪涌电流的能力也越强。
华巨电子生产的功率型防浪涌热敏电阻工3种类型如下:功率型NTC热敏电阻,主要应用于开关电源,UPS,大功率电子产品的开机防浪涌SC MF72功率型NTC热敏电阻SCD大功率型NTC热敏电阻MF74超大功率型NTC热敏电阻0.1A~11A 2A~32A 10A~36A其中SC系列为常规热敏电阻常见的有D5,D7,D9,D11,D13,D15,D20,D25系列,如5D5,5D7,5D9,10D11,10D15,5D20,5D25等具体规格型号和参数等信息参见:/ntcremin/sc.htmSCD系列是SCD系列大功率NTC热敏电阻是华巨电子工程师花费数年时间研制出来的专利产品,产品选用纳米材料等高科技产品作为原材料联合南京东南大学和理工大学等几所学校和科研院所联合研发的新一代抑制浪涌的功率型NTC热敏电阻,生产中采用新工艺新技术生产的新一代防浪涌NTC热敏电阻,SCD系列热敏电阻具有抑制浪涌能力强,最大稳态电流大,性能稳定,性价比高等特点。
ntc电阻防浪涌原理
ntc电阻防浪涌原理NTC电阻防浪涌原理随着科技的不断进步和电子设备的普及,我们的生活离不开各种电子设备。
然而,电子设备在使用过程中常常会遭受到来自电源的电压浪涌或者过电压的冲击,这些电压的突然变化会对设备的正常工作造成严重影响甚至损坏。
为了保护电子设备的安全运行,人们研发出了一种名为NTC电阻的防浪涌元件。
NTC电阻,即负温度系数电阻,是一种能够根据温度的变化而产生电阻变化的电子元件。
它的特点是在室温下的电阻值较小,当温度升高时,电阻值会迅速上升。
这种特性使得NTC电阻可以用来限制电流,起到保护电子设备的作用。
NTC电阻的防浪涌原理可以简单理解为:当电子设备遭受到电压浪涌或过电压时,NTC电阻会迅速升温,导致其电阻值迅速增大。
由于NTC电阻连接在电子设备的电路中,电流会通过NTC电阻流向地,从而减小电流通过电子设备的量,达到限制电流的目的。
具体来说,当电压浪涌或过电压来袭时,NTC电阻的温度会迅速上升,导致其电阻值增大。
由于电阻值增大,NTC电阻对电流的阻碍作用也增强,从而阻止过大的电流流过电子设备。
这样一来,电子设备就能够避免受到过大电流的侵害,保证其正常工作。
除了防浪涌外,NTC电阻还具有稳定温度的作用。
在一些需要控制温度的电子设备中,可以利用NTC电阻的温度特性来实现温度的监测和控制。
通过将NTC电阻放置在需要监测的位置上,当温度变化时,NTC电阻的电阻值也会相应变化,通过测量电阻值的变化可以得知温度的变化情况。
NTC电阻的应用范围非常广泛。
在电子设备的电源输入端,常常会使用NTC电阻来限制电流,保护电子设备免受电压浪涌或过电压的损害。
在电子设备的温度控制回路中,NTC电阻能够提供准确的温度信息,实现对温度的监测和控制。
此外,NTC电阻还可以用于电子设备的电流保护、温度补偿、电阻测量等方面。
NTC电阻作为一种防浪涌的元件,通过其特殊的温度特性,能够有效限制电流,保护电子设备的安全运行。
其庞大的应用范围和可靠的性能,使得NTC电阻在电子领域得到了广泛的应用。
热敏电阻抑制浪涌电流原理
热敏电阻抑制浪涌电流原理热敏电阻是一种能够通过温度变化来改变电阻值的电子元件。
它的工作原理是基于材料的温度对电阻的敏感性,当温度升高时,电阻值会下降,反之亦然。
这种特性使得热敏电阻在电路中具有很多应用,其中之一就是用于抑制浪涌电流。
浪涌电流是指在电路中突然产生的短暂高电流。
它的产生原因可以是电源突然开关或关闭、电感储能释放、电容充电等。
浪涌电流的存在会对电子设备造成损害,甚至导致设备故障。
因此,抑制浪涌电流是保护电子设备的重要措施之一。
热敏电阻抑制浪涌电流的原理是利用热敏电阻的温度敏感性。
当电路中流过的电流突然增大时,热敏电阻会因为流过的电流增大而发热,温度升高。
由于热敏电阻的电阻值与温度成反比,所以电阻值会随之下降。
这样一来,热敏电阻的低电阻值就会吸收更多的电流,从而减小浪涌电流通过的路径,起到抑制浪涌电流的作用。
为了实现热敏电阻对浪涌电流的抑制,需要在电路中合理地安置热敏电阻。
一种常见的做法是将热敏电阻与其他元件(如电容、电感等)组成一个低通滤波电路。
低通滤波电路可以通过选择适当的元件参数,使得在特定频率范围内的高频信号被滤除,从而减小浪涌电流对设备的影响。
除了在电路中使用热敏电阻来抑制浪涌电流外,还可以通过控制电源开关速度来减小浪涌电流的幅值。
这是因为电源开关的速度越慢,浪涌电流的上升速度也越慢,从而减小了对设备的冲击。
需要注意的是,热敏电阻抑制浪涌电流的效果受到热敏电阻自身特性的影响。
热敏电阻的响应速度较慢,因此在选择热敏电阻时需要考虑其响应时间。
另外,热敏电阻的电阻值随温度变化而变化,因此在设计电路时需要考虑热敏电阻的温度范围和温度变化对电路性能的影响。
热敏电阻通过利用自身的温度敏感性,可以在电路中抑制浪涌电流的产生。
通过合理地安置热敏电阻,并结合其他元件组成滤波电路,可以有效地保护电子设备免受浪涌电流的损害。
在实际应用中,需要根据具体的电路需求选择合适的热敏电阻,并注意其特性对电路性能的影响。
作为电流保护装置的PTC热敏电阻使用方法
作为电流保护装置的PTC热敏电阻使用方法PTC热敏电阻的一个特性是当电流过大时,它们会自行产生热量,产生很大的电阻。
由于具有这种特性,它Array们被用作过电流保护装置。
本文介绍了实现以下目的的应用。
« 限制励磁涌流 »« 过电流保护 »« 电信用途 »PTC热敏电阻的优点PTC热敏电阻是一种基于具有高正温度系数(PTC)的特殊半导体陶瓷材料的温度相关电阻。
在室温下,它们的电阻值相对较低。
当电流流过PTC时,产生的热量会提高PTC的温度。
一旦超过一定温度(居里温度),PTC的电阻就会显著增大。
这种效果可以用来保护电路或设备免受过电流的影响。
在这种情况下,过电流使PTC达到一定的高温,并由此产生大电阻,然后限制过电流。
故障原因消除后,PTC会冷却下来,像一个可重置熔断器一样再次发挥作用。
由于具有这种特性,PTC热敏电阻被用作过电流保护装置。
下面的示例应用说明了PTC热敏电阻是如何用于过电流保护的。
目录PTC热敏电阻在限制励磁涌流中的应用・应用:开关电源和车载充电器(OBC)的励磁涌流限制・应用:工业逆变器中的励磁涌流限制PTC热敏电阻在过电流保护中的应用・应用:直流电机的过电流保护・应用:螺线管的过电流保护PTC热敏电阻在电信过电流保护中的应用・应用:安全系统浪涌保护装置(SPD)中的过电流保护PTC热敏电阻在限制励磁涌流中的应用应用:车载充电器(OBC)的励磁涌流限制开关电源(SMPS)的体积小、重量轻、性能优良,常用作电子设备的电源。
当SMPS开启时(例如,当平滑电容器开始充电时),会有一个高峰值励磁涌流流过装置。
这种励磁涌流可能会对平滑电容器的使用寿命产生负面影响,损坏电源开关的触点或破坏整流二极管。
因此,需要限制SMPS的励磁涌流。
下面的电路图是励磁涌流限制器(ICL)电路的一个例子,其中的PTC热敏电阻和晶闸管(或机械继电器)组合在一起使用。
ntc浪涌保护使用方法-概述说明以及解释
ntc浪涌保护使用方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述NTC浪涌保护是一种用于电子设备保护的重要技术。
在现代社会中,电子设备在我们的生活中扮演着重要的角色,而浪涌电流问题是这些设备常常面临的一个关键挑战。
浪涌电流是突发的、暂时的高电压或高电流峰值,可能对电子设备造成严重损害,甚至导致设备无法正常工作。
因此,我们需要一种可靠的保护技术来防止或减轻这些浪涌电流对设备的损害。
NTC(Negative Temperature Coefficient)指的是负温度系数。
NTC 浪涌保护技术的核心就是利用这种特殊材料的负温度系数特性来实现对电子设备的保护。
简单来说,NTC浪涌保护器件在正常工作温度下具有较高的电阻,当浪涌电流出现时,这些保护器件的电阻会迅速降低,从而吸收和分散浪涌电流,实现对电子设备的保护。
在使用NTC浪涌保护时,需要注意以下几点。
首先,选择适当类型和规格的NTC浪涌保护器件。
不同的电子设备可能有不同的工作环境和浪涌电流等级,因此需要根据实际需求选择合适的保护器件。
其次,正确安装和接线。
保护器件的正确安装和接线非常重要,任何错误或不当操作都可能导致保护效果的下降甚至无法保护设备。
最后,定期检测和维护。
NTC 浪涌保护器件一旦使用,就需要定期检测其状态和性能,并进行必要的维护和更换。
综上所述,NTC浪涌保护技术是一项非常重要的电子设备保护技术。
通过合理选择和使用NTC浪涌保护器件,并采取正确的安装和维护方法,可以有效防止或减轻浪涌电流对电子设备的损害,延长设备的使用寿命,提高设备的可靠性。
近年来,随着科技的不断进步,NTC浪涌保护技术也在不断发展,展望未来,我们可以预见NTC浪涌保护技术将会在更广泛的领域得到应用,并为电子设备保护提供更强大的支持。
文章结构部分的内容可以对文章的大纲进行解释和说明,以帮助读者了解整篇文章的组织架构和内容安排。
下面是可能的文章结构部分的内容:1.2 文章结构本文将分为三个主要部分:引言、正文和结论。
干货五种抑制冲击电流的方法!
干货五种抑制冲击电流的方法!通常在开关电源起动时,可能需要输入端的主电网提供短时的大电流脉冲,这种电流脉冲通常被称为“输入浪涌电流(inrush current)”。
输入浪涌电流首先给主电网中的断路器(main circuit breaker)和其它熔断器的选择造成了麻烦:断路器一方面要保证在过载时熔断,起到保护作用;另一方面又必须在输入浪涌电流出现时不能熔断,避免误动作。
其次,输入浪涌电流会产生输入电压波形塌陷,使供电质量变差,进而影响其它用电设备的工作。
出现输入浪涌电流的原因如图1所示的开关电源中,输入电压首先经过干扰滤波,再通过桥式整流器变成直流,然后通过一个很大的电解电容器进行波形平滑,之后才能进入真正的直流/直流转换器。
输入浪涌电流就是在对这个电解电容器进行初始充电时产生的,它的大小取决于起动上电时输入电压的幅值以及由桥式整流器和电解电容器所形成回路的总电阻。
如果恰好在交流输入电压的峰值点起动时,就会出现峰值输入浪涌电流。
图1 开关电源输入端简图限制开机浪涌电流的五种对策大比拼方案一最常用的输入浪涌电流限制方法:串联负温度系数热敏限流电阻器(ntc)图2 串联NTC限制开机浪涌电流串联负温度系数热敏限流电阻器ntc无疑是目前为止最简单的抑制输入浪涌电流的方法。
因为ntc电阻器会随温度升高而降低。
在开关电源起动时,ntc电阻器处于常温,有很高的电阻,可以有效地限制电流;而在电源起动之后,ntc电阻器会由于自身散热而迅速升温至约110ºc,电阻值则减少到室温时的约十五分之一,减少了开关电源正常工作时的功率损耗。
优点:电路简单实用、成本低缺点:1. ntc电阻器的限流效果受环境温度影响较大:如果在低温(零下)起动时,电阻过大,充电电流过小,开关电源可能无法起动;如果在高温起动,电阻器的阻值过小,则可能达不到限制输入浪涌电流的效果。
2. 限流效果在短暂的输入主电网中断(约几百毫秒数量级)时只能部分地达到。
负温度系数热敏电阻 抑制浪涌电流
负温度系数热敏电阻抑制浪涌电流下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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热敏电阻抑制浪涌电流原理
热敏电阻抑制浪涌电流原理热敏电阻是一种根据温度变化而改变电阻值的元件,它可以应用于许多电子电路中,包括抑制浪涌电流。
浪涌电流是在电路中发生的瞬时大电流,可能会对电路中的其他元件造成损坏。
通过使用热敏电阻,我们可以有效地抑制浪涌电流,保护电路的安全运行。
热敏电阻的工作原理是基于材料的热致电阻效应。
当电流通过热敏电阻时,电阻的温度会随之升高或降低。
热敏电阻的电阻值与其温度成反比,即温度升高时电阻值降低,温度降低时电阻值升高。
这种特性使得热敏电阻能够用来控制电路中的电流。
在抑制浪涌电流的应用中,热敏电阻被连接在电路中作为一个限流元件。
当电路中出现浪涌电流时,热敏电阻的温度会迅速上升,导致电阻值降低。
由于热敏电阻的电阻值降低,电路中的浪涌电流会被限制在一个安全范围内,从而保护其他元件不受损坏。
热敏电阻抑制浪涌电流的原理可以通过一个简单的电路示意图来说明。
假设我们有一个电路,其中包含一个电源、一个负载和一个热敏电阻。
电源提供电流,负载是电路中需要保护的元件,而热敏电阻则用于抑制浪涌电流。
当电路处于正常工作状态时,电流从电源流向负载。
此时,热敏电阻的温度较低,电阻值较高,电路中的电流受到限制。
当电路中发生浪涌电流时,热敏电阻的温度会迅速上升,导致电阻值降低。
这样,热敏电阻将会提供一个低阻抗路径,使得浪涌电流能够通过热敏电阻流回电源,而不是流向负载。
通过热敏电阻抑制浪涌电流的方法有许多种。
一种常见的方法是使用热敏电阻与电阻器组成电压分压器,将电压限制在一个安全范围内。
另一种方法是将热敏电阻与其他限流元件(如电感)串联,共同限制电路中的电流。
需要注意的是,热敏电阻只能抑制浪涌电流,而不能完全阻止它。
因此,在设计电路时,还需要考虑其他的保护措施,如使用保险丝或过流保护器等。
总的来说,热敏电阻通过根据温度变化而改变电阻值的特性,可以有效地抑制浪涌电流,保护电路中的其他元件不受损坏。
通过合理地使用热敏电阻,我们可以提高电路的稳定性和可靠性,确保电路的安全运行。
热敏电阻型浪涌抑制器在电源设计中的应用及其选型
N T I r s re m i rAp iat nd y l t n i C n u h Cu r ntLi t pl e c i a on T pe Se eci n o Powe sgn rDe i
■ 爱普科斯 电子元器件有限公 司 刘汝艺
开机 后 ,由于 N C热 敏 电阻 迅 关 。从 电路工作 原理 的分析 我们可 以 T
因此 这种设 计非常适 合对转 换效 率和 次 同等 的浪 涌抑制效 果 。这个 恢复 时 波 电容 的大小 是有 严格要求 的 ,这个 节能有较高要求的产品 , 如开关 电源。
间与 N C热敏 电阻的耗散系数和热容 值也 与最大 额定 电压 有关 。在 电源应 T 断 电后 ,N C热敏 电阻 随着 自身 有 关 ,工程 上一 般 以冷 却时 间常数作 用 中,开 机浪 涌是因 为 电容 充电产生 T
掉电, 对临近设备的正常工作产生干扰 。 容 1 0 a 1 V c和 2 0 a 2 V c输 入 的 双 电压
输 入 产 品 ,应 该 在 R 1和 R 2位 置 同
浪 涌 电流 的抑 制
时放两个 N C热敏 电阻 ,这样可使在 T
浪 涌 电流的 抑制 方法有很 多 ,一 10 a 入连 接线 连接 时和 2 0 a 1 V c输 2V c
9 ≤ 9 ≤ 9 ,m 。 , × ( 一 ) ( 一 日 ) I = m 9 /9 事实上 ,不少生产 厂家都对 自己的产 品定义了环境温
定 电 压 是 4 0 a , 滤 波 电 容 值 为 2 0 F,根 据 上 述 度类别 ,在实际应用中 ,应尽量使 N C热 敏电阻工作 的环 2Vc 0p T 能量 公式可 以折算 出在 20a 2 V c下 的 等 效 电 容 值 应 为 境温度 不超 出厂 家规 定 的上 / 下限温 度。同时 ,应 注意不
热敏电阻 抑制浪涌应用电路
热敏电阻抑制浪涌应用电路
热敏电阻抑制浪涌的应用电路通常是将热敏电阻放置在电源线路中,以限制电流的瞬时峰值。
以下是热敏电阻抑制浪涌应用电路的基本原理和步骤:
1.确定电路中的浪涌电流:浪涌电流通常是由于电源电压的突然变化或负载
的突然变化引起的。
在电源线路中,浪涌电流可能会导致电压瞬时升高,从而对电路造成损坏。
2.选择合适的热敏电阻:根据电路中的浪涌电流大小和电源电压的变化范围,
选择合适的热敏电阻。
热敏电阻的阻值会随着温度的变化而变化,因此可以在浪涌电流通过时迅速增加电阻值,从而限制电流的瞬时峰值。
3.放置热敏电阻:将热敏电阻放置在电源线路中,通常是在电源开关的后面
或负载的旁边。
这样可以在浪涌电流通过时迅速增加电阻值,从而限制电流的瞬时峰值。
4.连接电路:将热敏电阻与电源线路连接起来,确保连接可靠、牢固。
同时,
为了防止电路短路或过载,还需要在电路中添加保护元件,如保险丝或断路器。
需要注意的是,热敏电阻抑制浪涌的应用电路需要根据具体的电路和电源情况进行设计和调整。
此外,为了确保电路的安全和可靠性,还需要定期对电路进行检查和维护。
NTC热敏电阻,抑制浪涌电流
为了避免电子电路中在开机瞬间产生得浪涌电流,在电源电路中串接一个功率型NTC热敏电阻,能有效得抑制开机时得浪涌电流,并在完成浪涌电流抑制作用后,由于通过其电流得持续作用,功率型热敏电阻得阻值将下降得一个非常小得程度,它消耗得功率可以忽略不计,不会对正常得工作电流造成影响,所以在电源回路中使用功率型NTC热敏电阻,就是抑制开机浪涌电流保护电子设备免遭破坏得最为简便而有效得措施。
功率型NTC热敏电阻器得选用原则1、电阻器得最大工作电流〉实际电源回路得工作电流2、功率型电阻器得标称电阻值R≥1。
414*E/Imﻫ式中 E为线路电压 Im为浪涌电流对于转换电源,逆变电源,开关电源,UPS电源, Im=100倍工作电流对于灯丝,加热器等回路 Im=30倍工作电流3。
B值越大,残余电阻越小,工作时温升越小4 ﻫ、一般说,时间常数与耗散系数得乘积越大,则表示电阻器得热容量越大,电阻器抑制浪涌电流得能力也越强、华巨电子生产得功率型防浪涌热敏电阻工3种类型如下:功率型NTC热敏电阻,主要应用于开关电源,UPS,大功率电子产品得开机防浪涌SC MF72功率型NTC热敏电阻SCD大功率型NTC热敏电阻MF74超大功率型NTC热敏电阻0、1A~11A2A~32A10A~36A其中SC系列为常规热敏电阻常见得有D5,D7,D9,D11,D13,D15,D20,D25系列,如5D5,5D7,5D9,10D11,10D15,5D20,5D25等具体规格型号与参数等信息参见:SCD系列就是SCD系列大功率NTC热敏电阻就是华巨电子工程师花费数年时间研制出来得专利产品,产品选用纳米材料等高科技产品作为原材料联合南京东南大学与理工大学等几所学校与科研院所联合研发得新一代抑制浪涌得功率型NTC热敏电阻,生产中采用新工艺新技术生产得新一代防浪涌NTC热敏电阻,SCD系列热敏电阻具有抑制浪涌能力强,最大稳态电流大,性能稳定,性价比高等特点。
ntc热敏电阻用于抑制浪涌电流,由继电器短路热敏电阻,降低损耗。
ntc热敏电阻用于抑制浪涌电流,由继电器短路热敏电阻,降低损耗。
抑制浪涌电流并降低损耗是电路设计中的一种常见策略。
在使用NTC(负温度系数)热敏电阻来抑制浪涌电流时,其基本原理是利用NTC 热敏电阻的阻值随温度升高而减小的特性。
下面是一个简单的案例描述,演示了如何使用NTC 热敏电阻来抑制继电器启动时的浪涌电流:公司名称:ElectroSafe Controls案例描述:ElectroSafe Controls 专注于电气控制系统,提供具有浪涌电流抑制功能的解决方案。
问题:该公司的客户在使用继电器时经常面临启动时的浪涌电流问题,导致设备寿命缩短和能源损耗增加。
解决方案:ElectroSafe Controls 在设计电气控制系统时引入了NTC 热敏电阻。
具体步骤如下:选择合适的NTC 热敏电阻:根据系统的电气参数和工作条件选择适当阻值和功率的NTC 热敏电阻。
串联NTC 热敏电阻:将NTC 热敏电阻串联到继电器电路中,通常安装在继电器的电源输入端。
测温控制:引入温度传感器监控NTC 热敏电阻的温度。
温度升高时,热敏电阻阻值下降。
启动时的浪涌电流抑制:在继电器启动时,由于NTC 热敏电阻的阻值较大,它将起到限流的作用,抑制启动时的浪涌电流。
稳态运行:当系统达到稳态运行后,NTC 热敏电阻的温度升高,阻值减小,从而减小了电路的整体损耗。
效果:通过引入NTC 热敏电阻,ElectroSafe Controls 成功抑制了继电器启动时的浪涌电流,降低了系统损耗,延长了设备寿命,提高了电气控制系统的可靠性和可维护性。
请注意,实际应用中需要根据具体的电路要求和工作环境来选择和配置NTC 热敏电阻。
热敏电阻抑制浪涌电流原理
热敏电阻抑制浪涌电流原理1. 热敏电阻的基本原理热敏电阻(Thermistor)是一种使用热敏材料制成的电阻器,其电阻值随温度的变化而变化。
热敏电阻通常由氧化物材料制成,如氧化镍、氧化钡、氧化锡等。
热敏电阻的电阻温度特性可以分为两种类型:正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)。
其中,PTC热敏电阻的电阻随温度升高而增加,而NTC热敏电阻的电阻随温度升高而减小。
热敏电阻的电阻值与其温度的关系可以用以下公式表示:R(T) = R0 * exp(B * (1/T - 1/T0))其中,R(T)表示温度为T时的电阻值,R0为参考温度T0时的电阻值,B为热敏电阻的常数。
2. 浪涌电流的成因在电力系统中,浪涌电流(Surge Current)指的是在电路中突然出现的大电流脉冲。
浪涌电流通常由以下因素引起:2.1 电源开关当电源开关打开或关闭时,电感元件会产生反向电动势(Back EMF),导致电路中产生浪涌电流。
2.2 断电恢复当电力系统发生断电并重新供电时,电容器充电时会引起突然的电流峰值,导致电路中产生浪涌电流。
2.3 电弧灯光当电弧灯光开始照明时,电路中的电弧会导致浪涌电流。
3. 热敏电阻的抑制浪涌电流原理热敏电阻可以起到抑制浪涌电流的作用。
其原理如下:3.1 阻流特性热敏电阻具有较高的电阻值,在电路中起到了阻流的作用。
当电路中出现浪涌电流时,热敏电阻的高电阻值会限制电流通过,从而起到了抑制浪涌电流的作用。
3.2 温度限制热敏电阻具有与温度相关的电阻特性。
当电路中出现浪涌电流时,电流通过热敏电阻会引起其温度的升高。
当温度升高到一定程度时,热敏电阻的电阻值会发生显著变化,从而降低电流的流动。
这样可以限制浪涌电流的大小,防止其超过电路元件的额定电流值。
3.3 可控性热敏电阻具有可控性,可以通过选择合适的热敏电阻来实现对浪涌电流的抑制。
不同类型的热敏电阻具有不同的电阻温度特性和电阻-温度变化曲线。
根据应用的需求,可以选择合适的热敏电阻来实现对浪涌电流的精确抑制。
NTC抑制浪涌电流
为了避免电子电路中在开机瞬间产生的浪涌电流,在电源电路中串接一个功率型NTC热敏电阻,能有效的抑制开机时的浪涌电流,并在完成浪涌电流抑制作用后,由于通过其电流的持续作用,功率型热敏电阻的阻值将下降的一个非常小的程度,它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,所以在电源回路中使用功率型NTC热敏电阻,是抑制开机浪涌电流保护电子设备免遭破坏的最为简便而有效的措施。
功率型NTC热敏电阻器的选用原则1.电阻器的最大工作电流〉实际电源回路的工作电流2.功率型电阻器的标称电阻值R≥*E/Im式中 E为线路电压 Im为浪涌电流对于转换电源,逆变电源,开关电源,UPS电源, Im=100倍工作电流对于灯丝,加热器等回路 Im=30倍工作电流值越大,残余电阻越小,工作时温升越小4.一般说,时间常数与耗散系数的乘积越大,则表示电阻器的热容量越大,电阻器抑制浪涌电流的能力也越强。
下图为使用MF72热敏电阻前后浪涌电流得比较曲线图,虚线为使用热敏电阻前,实线为使用热敏电阻后。
随着电子产品对可靠性要求的不断提高和能源资源的日益紧缩,高可靠性和高效节能的电子产品将是未来电子产品发展的一个方向,因此在产品的电源设计上,必须要充分考虑其可靠性能和电源使用效率。
本文首先分析电子产品为什么会有开机浪涌,然后以典型的电源电路为例分析如何使用热敏电阻抑制浪涌电流,最后介绍热敏电阻在实际应用中应如何选型。
开机浪涌电流产生的原因图1是典型的电子产品电源部分简化电路,C1是与负载并联的滤波电容。
在开机上电的瞬间,电容电压不能突变,因此会产生一个很大的充电电流。
根据一阶电路零状态响应模型所建立的一阶线性非齐次方程可以求出其电流初始值相当于把滤波电容短路而得到的电流值。
这个电流就是我们常说的输入浪涌电流,它是在对滤波电容进行初始充电时产生的,其大小取决于启动上电时输入电压的幅值以及由桥式整流器和电解电容其所形成的回路的总电阻。
图1 电源示意图假设输入电压V1为220Vac,整个电网内阻(含整流桥和滤波电容)Rs=1Ω,若正好在电源输入波形达到90度相位的时候开机,那么开机瞬间浪涌电流的峰值将达到I=220×1=311(A)。
NTC热敏电阻,抑制浪涌电流
为了避免电子电路中在开机瞬间产生的浪涌电流,在电源电路中串接一个功率型NTC热敏电阻,能有效的抑制开机时的浪涌电流,并在完成浪涌电流抑制作用后,由于通过其电流的持续作用,功率型热敏电阻的阻值将下降的一个非常小的程度,它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,所以在电源回路中使用功率型NTC热敏电阻,是抑制开机浪涌电流保护电子设备免遭破坏的最为简便而有效的措施。
功率型NTC热敏电阻器的选用原则1.电阻器的最大工作电流〉实际电源回路的工作电流2.功率型电阻器的标称电阻值R≥1.414*E/Im式中 E为线路电压 Im为浪涌电流对于转换电源,逆变电源,开关电源,UPS电源, Im=100倍工作电流对于灯丝,加热器等回路 Im=30倍工作电流3.B值越大,残余电阻越小,工作时温升越小4.一般说,时间常数与耗散系数的乘积越大,则表示电阻器的热容量越大,电阻器抑制浪涌电流的能力也越强。
华巨电子生产的功率型防浪涌热敏电阻工3种类型如下:功率型NTC热敏电阻,主要应用于开关电源,UPS,大功率电子产品的开机防浪涌SC MF72功率型NTC热敏电阻SCD大功率型NTC热敏电阻MF74超大功率型NTC热敏电阻0.1A~11A 2A~32A 10A~36A其中SC系列为常规热敏电阻常见的有D5,D7,D9,D11,D13,D15,D20,D25系列,如5D5,5D7,5D9,10D11,10D15,5D20,5D25等具体规格型号和参数等信息参见:/ntcremin/sc.htmSCD系列是SCD系列大功率NTC热敏电阻是华巨电子工程师花费数年时间研制出来的专利产品,产品选用纳米材料等高科技产品作为原材料联合南京东南大学和理工大学等几所学校和科研院所联合研发的新一代抑制浪涌的功率型NTC热敏电阻,生产中采用新工艺新技术生产的新一代防浪涌NTC热敏电阻,SCD系列热敏电阻具有抑制浪涌能力强,最大稳态电流大,性能稳定,性价比高等特点。
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如何使用热敏电阻抑制电源电路浪涌电
流
开机浪涌电流产生的原因
图1是典型的电子产品电源部分简化电路,C1是与负载并联的滤波电容。
在开机上电的瞬间,电容电压不能突变,因此会产生一个很大的充电电流。
根据一阶电路零状态响应模型所建立的一阶线性非齐次方程可以求出其电流初始值相当于把滤波电容短路而得到的电流值。
这个电流就是我们常说的输入浪涌电流,它是在对滤波电容进行初始充电时产生的,其大小取决于启动上电时输入电压的幅值以及由桥式整流器和电解电容其所形成的回路的总电阻。
图1 电源示意图
假设输入电压V1为220Vac,整个电网内阻(含整流桥和滤波电容)Rs=1Ω,若正好在电源输入波形达到90度相位的时候开机,那么开机瞬间浪涌电流的峰值将达到I=220×1.414/1=311(A)。
这个浪涌电流虽然时间很短,但如果不加以抑制,会减短输入电容和整流桥的寿命,还可能造成输入电源电压的降低,让使用同一输入电源的其它动力设备瞬间掉电,对临近设备的正常工作产生干扰。
浪涌电流的抑制
浪涌电流的抑制方法有很多,一般中小功率电源中采用电阻限流的办法抑制开机浪涌电流。
图2是一个常见的110V/220V双输入电源示意图,以此为例,我们分析一下如何使用NTC热敏电阻进行浪涌电流的抑制。
图2 110/220Vac双输入电源示意图
NTC热敏电阻,即负温度系数热敏电阻,其特性是电阻值随着温度的升高而呈非线性的下降。
NTC在应用上一般分为测温热敏电阻和功率型热敏电阻,用于抑制浪涌的NTC 热敏电阻指的就是功率型热敏电阻器。
图2中R1~R4为热敏电阻浪涌抑制器通常放置的位置。
对于同时兼容110Vac和220Vac输入的双电压输入产品,应该在R1和R2位置同时放两个NTC热敏电阻,这样可使在110Vac输入连接线连接时和220Vac输入连接线断开时的冲击电流大小一致,也可单独在R3或R4处放置一个NTC热敏电阻。
对于只有220Vac输入的单电压产品,只需在R3或R1位置放1个NTC热敏电阻即可。
其工作原理如下:
在常温下,NTC热敏电阻具有较高的电阻值(一般选用5Ω或10Ω),即标称零功率电阻值。
参考图1的例子,串接10ΩNTC时,开机浪涌电流为:I=220×1.414/(1+10)= 28
(A),比未使用NTC热敏电阻时的311A降低了10倍,有效的起到了抑制浪涌电流的作用。
开机后,由于NTC热敏电阻迅速发热、温度升高,其电阻值会在毫秒级的时间内迅速下降到一个很小的级别,一般只有零点几欧到几欧的大小,相对于传统的固定阻值限流电阻而言,这意味着电阻上的功耗因为阻值的下降随之降低了几十到上百倍,因此这种设计非常适合对转换效率和节能有较高要求的产品,如开关电源。
断电后,NTC热敏电阻随着自身的冷却,电阻值会逐渐恢复到标称零功率电阻值,恢复时间需要几十秒到几分钟不等。
下一次启动时,又按上述过程循环。
改进型电源设计
上述使用NTC浪涌抑制器的电路与使用固定电阻的电路相比,已经具备了节能的特性。
对于某些特殊的产品,如工业产品,有时客户会提出如下要求:1、如何降低NTC的故障率以提高其使用寿命?2、如何将NTC的功耗降至最低?3、如何使串联了NTC热敏电阻的电源电路能适应循环开关的应用条件?
对于第1、2两点,因为NTC热敏电阻的主要作用是抑制浪涌,产品正常启动后它所消耗的能量是我们不需要的,如果有一种可行的办法能将NTC热敏电阻从正常工作的电路中切断,就可以满足这种要求。
对于第3点,首先分析为什么使用了NTC热敏电阻的产品不能频繁开关。
从电路工作原理的分析我们可以看到,在正常工作状态下,是有一定电流通过NTC热敏电阻的,这个工作电流足以使NTC的表面温度达到100℃~200℃。
当产品关断时,NTC热敏电阻必须要从高温低阻状态完全恢复到常温高阻状态才能达到与上一次同等的浪涌抑制效果。
这个恢复时间与NTC热敏电阻的耗散系数和热容有关,工程上一般以冷却时间常数作为参考。
所谓冷却时间常数,指的是在规定的介质中,NTC热敏电阻自热后冷却到其温升的63.2%所需要的时间(单位为秒)。
冷却时间常数并不是NTC 热敏电阻恢复到常态所需要的时间,但冷却时间常数越大,所需要的恢复时间就越长,反之则越短。
在上述思路的指导下,产生了图3的改进型电路。
产品上电瞬间,NTC热敏电阻将浪涌电流抑制到一个合适的水平,之后产品得电正常工作,此时继电器线圈从负载电路得电后动作,将NTC热敏电阻从工作电路中切去。
这样,NTC 热敏电阻仅在产品启动时工作,而当产品正常工作时是不接入电路的。
这样既延长了NTC热敏电阻的使用寿命,又保证其有充分的冷却时间,能适用于需要频繁开关的应用场合。
图3 带继电器旁路电路的电源设计示意图
NTC热敏电阻的选型
NTC热敏电阻的选型要考虑以下几个要点:
最大额定电压和滤波电容值
滤波电容的大小决定了应该选用多大尺寸的NTC.对于某个尺寸的NTC热敏电阻来说,允许接入的滤波电容的大小是有严格要求的,这个值也与最大额定电压有关。
在电源应用中,开机浪涌是因为电容充电产生的,因此通常用给定电压值下的允许接入的电容量来评估NTC热敏电阻承受浪涌电流的能力。
对于某一个具体的NTC热敏电阻来说,所能承受的最大能量已经确定了,根据一阶电路中电阻的能量消耗公式E=1/2×CV2可以看出,其允许的接入的电容值与额定电压的平方成反比。
简单来说,就是输入电压越大,允许接入的最大电容值就越小,反之亦然。
NTC热敏电阻产品的规范一般定义了在220Vac下允许接入的最大电容值。
假设某应用条件最大额定电压是420Vac,滤波电容值为200μF,根据上述能量公式可以折算出在220Vac下的等效电容值应为200×4202/2202=729μF,这样在选型时就必须选择220Vac下允许接入电容值大于729μF的型号。
产品允许的最大启动电流值和长期加载在NTC热敏电阻上的工作电流
电子产品允许的最大启动电流值决定了NTC热敏电阻
的阻值。
假设电源额定输入为220Vac,内阻为1Ω,允许的最大启动电流为60A,那么选取的NTC在初始状态下的最小阻值为Rmin=(220×1.414/60)-1=4.2(Ω)。
至此,满足条件的NTC热敏电阻一般会有一个或多个,此时再按下面的方法进行选择。
产品正常工作时,长期加载在NTC热敏电阻上的电流应不大于规格书规定的电流。
根据这个原则可以从阻值大于4.2Ω的多个电阻中挑选出一个适合的阻值。
当然这指的是在常温情况下。
如果工作的环境温度不是常温,就需要按下文提到的原则来进行NTC热敏电阻的降额设计。
NTC热敏电阻的工作环境
由于NTC热敏电阻受环境温度影响较大,一般在产品规格书中只给出常温下(25℃)的阻值,若产品应用条件不是在常温下,或因产品本身设计或结构的原因,导致NTC 热敏电阻周围环境温度不是常温的时候,必须先计算出NTC 在初始状态下的阻值才能进行以上步骤的选择。
当环境温度过高或过低时,必须根据厂家提供的降功耗曲线进行降额设计。
将功耗曲线一般有两种形式,如图4所示。
图4 降功耗曲线
对曲线a,允许的最大持续工作电流可用以下公式表示:
对曲线b,允许的最大持续工作电流可用以下公式表示:
事实上,不少生产厂家都对自己的产品定义了环境温度类别,在实际应用中,应尽量使NTC热敏电阻工作的环境温度不超出厂家规定的上/下限温度。
同时,应注意不要使其工作在潮湿的环境中,因为过于潮湿的环境会加速NTC热敏电阻的老化。
结论
通过以上分析可以看出,在电源设计中使用NTC热敏电阻型浪涌抑制器,其抑制浪涌电流的能力与普通电阻相当,而在电阻上的功耗则可降低几十到上百倍。
对于需要频繁开关的应用场合,电路中必须增加继电器旁路电路以保证NTC热敏电阻能完全冷却恢复到初始状态下的电阻。
在产品选型上,要根据最大额定电压和滤波电容值选定产品系列,根据产品允许的最大启动电流值和长时间加载在NTC热敏电阻上的工作电流来选择NTC热敏电阻的阻值,同时要考虑工作环境的温度,适当进行降额设计。