熱敏電阻抑制浪涌電流設(shè)計(jì)
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NTC熱敏電阻產(chǎn)品的規(guī)范一般定義了在220Vac下允許接入的最大電容值。假設(shè)某應(yīng)用條件最大額定電壓是420Vac，濾波電容值為200μF，根據(jù)上述能量公式可以折算出在220Vac下的等效電容值應(yīng)為200×4202/2202=729μF，這樣在選型時(shí)就必須選擇220Vac下允許接入電容值大于729μF的型號。
產(chǎn)品允許的最大啟動(dòng)電流值和長期加載在NTC熱敏電阻上的工作電流
電子產(chǎn)品允許的最大啟動(dòng)電流值決定了NTC熱敏電阻的阻值。假設(shè)電源額定輸入為220Vac，內(nèi)阻為1Ω，允許的最大啟動(dòng)電流為60A，那么選取的NTC在初始狀態(tài)下的最小阻值為Rmin=(220×1.414/60)-1=4.2(Ω)。至此，滿足條件的NTC熱敏電阻一般會有一個(gè)或多個(gè)，此時(shí)再按下面的方法進(jìn)行選擇。
產(chǎn)品正常工作時(shí)，長期加載在NTC熱敏電阻上的電流應(yīng)不大于規(guī)格書規(guī)定的電流。根據(jù)這個(gè)原則可以從阻值大于4.2Ω的多個(gè)電阻中挑選出一個(gè)適合的阻值。當(dāng)然這指的是在常溫情況下。如果工作的環(huán)境溫度不是常溫，就需要按下文提到的原則來進(jìn)行NTC熱敏電阻的降額設(shè)計(jì)。
NTC熱敏電阻的工作環(huán)境
由于NTC熱敏電阻受環(huán)境溫度影響較大，一般在產(chǎn)品規(guī)格書中只給出常溫下(25℃)的阻值，若產(chǎn)品應(yīng)用條件不是在常溫下，或因產(chǎn)品本身設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)的原因，導(dǎo)致NTC熱敏電阻周圍環(huán)境溫度不是常溫的時(shí)候，必須先計(jì)算出NTC在初始狀態(tài)下的阻值才能進(jìn)行以上步驟的選擇。
當(dāng)環(huán)境溫度過高或過低時(shí)，必須根據(jù)廠家提供的降功耗曲線進(jìn)行降額設(shè)計(jì)。將功耗曲線一般有兩種形式，如圖4所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/178142.htm
圖4 降功耗曲線
對曲線a，允許的最大持續(xù)工作電流可用以下公式表示：
對曲線b，允許的最大持續(xù)工作電流可用以下公式表示：
事實(shí)上，不少生產(chǎn)廠家都對自己的產(chǎn)品定義了環(huán)境溫度類別，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)盡量使NTC熱敏電阻工作的環(huán)境溫度不超出廠家規(guī)定的上/下限溫度。同時(shí)，應(yīng)注意不要使其工作在潮濕的環(huán)境中，因?yàn)檫^于潮濕的環(huán)境會加速NTC熱敏電阻的老化。
結(jié)論
通過以上分析可以看出，在電源設(shè)計(jì)中使用NTC熱敏電阻型浪涌抑制器，其抑制浪涌電流的能力與普通電阻相當(dāng)，而在電阻上的功耗則可降低幾十到上百倍。對于需要頻繁開關(guān)的應(yīng)用場合，電路中必須增加繼電器旁路電路以保證NTC熱敏電阻能完全冷卻恢復(fù)到初始狀態(tài)下的電阻。在產(chǎn)品選型上，要根據(jù)最大額定電壓和濾波電容值選定產(chǎn)品系列，根據(jù)產(chǎn)品允許的最大啟動(dòng)電流值和長時(shí)間加載在NTC熱敏電阻上的工作電流來選擇NTC熱敏電阻的阻值，同時(shí)要考慮工作環(huán)境的溫度，適當(dāng)進(jìn)行降額設(shè)計(jì)。
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