PPTC 产品选型方法

PPTC 产品简介及在LED灯中使用的选型方法PPTC自恢复保险丝是由经过特殊处理的聚合树脂(Polymer)及分布在里面的导电粒子(CarbonBlack)组成。在正常操作下聚合树脂紧密地将导电粒子束缚在结晶状的结构外，构成链状导电电通路，此时的自复保险丝为低阻状态，线路上流经自复保险丝的电流所产生的热能小，不会改变晶体结构。当线路发生短路或过载时，流经自复保险丝的大电流产生的热量使聚合树脂融化，体积迅速增长，形成高阻状态，工作电流迅速减小，从而对电路进行限制和保护。当故障排除后，自复保险丝重新冷却结晶，体积收缩，导电粒子重新形成导电通路，自恢复保险丝恢复为低阻状态，从而完成对电路的保护，无须人工更换。工作原理：自恢复保险丝的动作原理是一种能量的动态平衡。流过自恢复保险丝系列元件的电流，通过自恢复保险丝本身的电阻关系而产生热量，产生的热全部或部分散发到环境中，而没有散发出去的热便会提高自复保险丝系列元件的温度。正常工作时的温度较低，产生的热和散发的热达到平衡。自复保险丝系列元件处于低阻状态，自复保险丝系列不动作，当流过自复保险丝系列元件的电流增加或环境温度升高，但如果达到产生的热和散发的热的平衡时，自复保险丝系列仍不动作。当电流或环境温度再提高时，自复保险丝系列会达到较高的温度。若此时电流或环境温度继续再增加，产生的热量会大于散发出去的热量，使得自复保险丝系列元件温度骤增，在此阶段，很小的温度变化会造成阻值的大幅提高，这时自复保险丝系列元件处于高阻保护状态，阻抗的增加限制了电流，电流在很短时间内急剧下降，从而保护电路设备免受损坏，只要施加的电压所产生的热量足够自复保险丝系列元件散发出的热量，处于变化状态下自复保险丝系列元件便可以一直处于动作状态（高阻）。当施加的电压消失时，自复保险丝系列便可以自动恢复了。自恢复保险丝应用： 高分子PTC自复保险丝是一种直热式、阶跃型热敏电阻，其电阻变化过程与自身的发热和散热情况有关，因而其维持电流IH、动作电流IT及动作时间受环境温度影响。下图为热敏电阻典型的维持电流、动作电流与环境温度的关系示意图。当环境温度和电流处于A区时，热敏电阻发热功率大于散热功率而会动作，进入高阻状态，限制电路中的电流，达到保护电路的作用；当环境温度和电流处于B区时，热敏电阻的散热功率与发热功率接近，因而可能动作也可能不动作；当环境温度和电流处于C区时发热功率小于散热功率，热敏电阻将长期处于不动作状态，电路正常工作。 图11. 确认使用设备线路上的平均工作电流( I )及工作电压( V )；（不同地域或国家的照明工作电压等级有可能不同，如：220V、230V、110V等，相同功率的灯具在不同电压等级，所对应的工作电流就不同。）2. 工作电压V值小于Vmax值，Vmax值为PTC能耐受的最大电压工作电压大于Vmax时，自恢复保险丝元件在达到保护状态时，有可能会被击穿而烧毁，选型时注意电路的额定工作电压需要不大于Vmax.3.确认产品安装方式要考虑安装空间及元件周边环境，如：散热条件对PPTC元件的工作是有影响的。（自恢复保险丝串联在DC/AC电源电路中，可以选择DIP直插式。PPTC无正负极性之分。因PPTC在保护状态下，表面温度高，对高温敏感的元器件不要与PPTC直接接触。）4. 根据环境温度T，和对应PTC型号的Ihold-T关系表的确定元件Ihold（维持电流）值。 灯具的额定电流I=灯具的功率（P）/灯具的工作电压(V)灯具的I（额定电流）值必须小于或等于Ihold，（就是确认额定电流处在“图1”中的“C”区。额定电流是在一定的条件下给出的，如果要求工作在较宽的温度范围，应该留有一定的裕量。 Ihold=平均工作电流(I)环境温度与电流值的折减率（LED灯具内部正常工作时的温度有4060，PTC元件要考虑环境温度的影响，对所对应的型号做相应的预选匹配，保证灯具正常工作。在此温度下，PPTC元件所能工作的电流只能达到标称电流的6070%）例如：一只7W的LED灯，在欧洲各国的照明电路中，常用电压等级为230V,正常工作状态下的工作电流为0.03A,灯具工作状态的温度可以达到5060，0.03(A)460%=0.05(A ) 以此推算,应选PPTC型号为Ihold标称0.05A的型号，我公司产品推荐使用HR250-050这款产品。同样7W的LED灯，如果使用在美国等国家，常用电压等级为110V,正常工作状态下的工作电流为0.058A,灯具工作状态的温度达到5060，0.063(A)460%=0.106(A ) 以此推算,应选PPTC型号为Ihold标称0.11A的型号，我公司产品推荐使用HR250-110这款产品。5. 根据线路故障电流和设备对保护时间的要求，参考I T-T关系表确定元件的IT（动作电流）值；故障电流要能够达到或超过IT（动作电流）值，要确保能够处在图1中的“A”区，才能使自恢复保险丝在线路故障状态时达到保护。（确认灯具非正常状态下所产生的故障电流值，以及灯具中其它需要保护的元器件在故障电流下所能承受的时间，以此来确认PPTC需要响应保护的时间。）6. 故障电流与元件IT及Imax关系为： IT故障电流Imax值，Imax值为PPTC能耐受的最大电流； 7. 实际测试上述初步符合要求的型号，确定一款最优型号 （测试预选型号在故障电流下，能否在需要响应的时间内完成保护。）备注：Ihold-T关系表，I T-T关系表，见慧瑞公司PPTC产品目录手册（典型值，只供参考）注：1. 使用时注意它有一定导通电阻，额定电流越大，电阻越小；高压型的电阻要更大一些。2. PPTC自恢复保险丝只适合于非正常状态的偶发性过流故障保护，不适用于频繁的过流电路截止，不能当作开关使用。3. PPTC自恢复保险丝在故障电流下进入保护状态，电路不是完全断开，还是用微小的泄漏电流通过，使PPTC元件保持发热，维持高阻状态。切断电路后（或其它方式使电路中的电流小于维持发热功率的泄漏电流时），元件才能冷却恢复。4. PPTC自恢复保险丝在长时间过流状态下会产生不可逆现象，即元件在长时间保护时，元件长时间处在高温状态，内部高分子材料发生老化现象，元件冷却后，内部电阻值不能恢复到初始状态，影响电路导通，进入失效模式（PPTC元件的失效模式标准是可以维持在高阻状态，不可以产生明火或燃烧）。为了保证元件的使用寿命，在灯具出现过流故障时，尽早排除故障或切断电源（建议1小时内）。附：典型 T I hold 关系表（ A ） 产品型号 环境温度（ ） -40 -20 0 25 40 50 60 70 85 HR250-0500.0800.0750.0620.0500.0400.0350.0300.0250.017HR250-0800.124 0.110 0.095 0.080 0.066 0.059 0.051 0.0440.033 HR250-1100.171 0.151 0.131 0.110 0.091 0.081 0.071 0.061 0.040 HR250-1200.191 0.170 0.148 0.120 0.104 0.093 0.082 0.071 0.055HR250-1450.225 0.199 0.172 0.145 0.119 0.106 0.093 0.080 0.060 HR250-1600.256 0.240 0.200 0.160 0.128 0.112 0.096 0.080 0.054 HR250-2500.4000.3750.3150.2500.2000.1750.1500.1250.087HR250-3300.630.500.420.330.270.230.200.170.11HR250-4000.650.600.510.400.330.280.240.200.14HR250-6000.960.900.750.600.480.420.360.300.21HR250-8001.281.201.000.80.640.560.480.400.28HR250-10001.421.361.1