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可恢复保险丝的动作原理及温度对其的影响

2009年11月28日 10:54 www.elecfans.com 作者:佚名 用户评论(0

可恢复保险丝的动作原理及温度对其的影响

  RF/WHPTC自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(Carbon Black)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(a),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(b),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,RF/WHPTC重新冷却结晶,体积收缩,导电粒子重新形成导电通路,自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。


应用范围
通迅设备 :程控交换机、 用户终端设备、 总配线保安单元等。
汽车电子 :汽车线束、 汽车防盗器 、汽车微电机、 汽车电子产品等。
电子行业 :电源镇流器、 微电机 、火灾报警、 仪器仪表等。
电器设备 :卫星接收机 、安防设备、 扬声器、 工业自动控制等。

安装方式
       RF/WHPTC自复保险丝没有极性,阻抗小,安装方便,将其串联关于被保护电器的线路中即可,电源直流或交流均可。


动作原理

    RF/WH系列可恢复保险丝的动作原理是一种能量的动态平衡,流过RF/WH系列元件的电流由于RF/WH系列的关系产生热量,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RF/WH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。RF/WH系列元件处于低阻状态,RF/WH系列不动作,当流过RF/WH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,RF/WH系列仍不动作。当电流或环境温度再提高时,RF/WH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RF/WH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RF/WH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RF/WH系列元件散发出的热量,处于变化状态下RF/WH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,RF/WH系列便可以自动恢复了。

高分子PTC热敏电阻动作后的恢复特性

    高分子PTC热敏电阻由于电阻可恢复,因而可以重复多次使用。下图为热敏电阻动作后,恢复过程中电阻随时间变化的示意图。电阻一般在十几秒到几十秒中即可恢复到初始值1.6倍左右的水平,此时热敏电阻的维持电流已经恢复到额定值,可以再次使用了。一般说来,面积和厚度较小的热敏电阻恢复相对较快;而面积和厚度较大的热敏电阻恢复相对较慢。

温度对自复保险丝元件的影响

  

    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;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。

 

符号说明
符号
说明
Ih
RF/WHPTC元件在25℃ 环境温度下的最大的工作电流
It
RF/WHPTC元件在25℃环境温度下启动保护的最小电流
Imax
RF/WHPTC元件能承受最大电流
Pdmax
RF/WHPTC元件工作状态下的消耗功效
Vmax
RF/WHPTC元件的最大工作电压
Vmaxi
RF/WHPTC元件在阻断状态下所承受的最大电压
Rmin
RF/WHPTC元件工作前的初始最小阻值
Rmaxi
RF/WHPTC元件末工作前的初始最大阻值


选型指南
1、 列出设备线路上的平均工作电流(I)和最大的工作电压(V)
2、 列出工作环境温度正常值及范围,按折减率计算正常电流Ih (详见环境温度与电流值的折减率表)
                                 Ih =平均工作电流(I) ÷ 环境温度与电流值的折减率
3、根据L 、V值,产品类别及安装方式选择一种自复保险丝系列。(参考各规格表)
4、 选出的自复保险丝的I值必须小于或等于Ih,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,一般可以取1.5-2倍。
5、Vmax指的是击穿电压,交直流均可以用。
6、保护动作时间与电流成反比,但是至少是额定电流的两倍,类似于熔丝管。
7、由于是半导体聚合物器件,所以开关次数不会那末少的。
8、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。
环境温度及电流值折减比率表
RF/WH Series
-20 ℃
0℃
25 ℃
30 ℃
40 ℃
50 ℃
60 ℃
70 ℃
85 ℃
RF/WH 600
138%
119%
100%
92%
83%
73%
64%
55%
42%
RF/WH 250
132%
117%
100%
91%
85%
77%
68%
61%
48%
RF/WH 90
136%
119%
100%
92%
81%
72%
63%
54%
40%
RF/WH 60
136%
119%
100%
90%
81%
72%
63%
54%
40%
RF/WH 30
130%
115%
100%
91%
83%
77%
68%
61%
52%
RF/WH 16
132%
120%
100%
96%
88%
80%
71%
61%
47%
RF/WH 6
130%
115%
100%
91%
83%
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