額定線電壓 PPTC 器件幫助

　　現(xiàn)在廣受歡迎的PPTC高分子正溫度系數(shù)可復(fù)位電路保護器件推出了額定線電壓系列，為家用電機和專業(yè)電機保險絲和雙金屬保護裝置提供了簡單而具有成本效益的另一選擇。

　　盡管家用電機和專業(yè)電機通常情況下是可靠的，但仍會受機械過載、過熱、止動、偏差過大、嚴(yán)重過電壓、潮濕及其他破壞性因素的影響。電器設(shè)計者借助多種電路保護技巧確保安全性，防止發(fā)生火災(zāi)，同時減少因電機故障而生成的質(zhì)保期返修及更換成本。

　　最新一代的PPTC器件包括線電壓額定為 120 VAC 和 240 VAC 的組件，可并聯(lián)安裝以增大電流容量。低成本、可復(fù)位功能性及掉電保護屬性使 PPTC 器件成為用于變壓器及間歇和持續(xù)運行電器電機的可靠、節(jié)約成本的電路保護解決方案。

　　保護電路使之免受因過電流或過熱而引起的損壞，這是許多電路保護技術(shù)的主要功能。以前此項保護是通過一次性保險絲或熔線來實現(xiàn)的。在如今的電機應(yīng)用中，可復(fù)位器件如 PPTC 器件、陶瓷正溫度系數(shù)(CPTC)器件、雙金屬斷路器和自動調(diào)溫器則成為受人追捧的解決方案。這些器件幫助保護電機或變壓器，使其免受因短路、電路過載或客戶誤用引起的過電流損壞。

　　PPTC 器件有助于防止因過電流浪涌和過熱故障引起的損壞，可提供低阻抗，可與保險絲解決方案相兼容。與傳統(tǒng)的保險絲作用原理相似。在故障條件下 PPTC 器件限制極高電流流量。然而在電路電源被切斷后 PPTC 器件自動復(fù)位。故障條件被排除后，這使受保護的設(shè)備可正常運行，從而無需更換保險絲。

　　技術(shù)對比-CPTC 器件

　　陶瓷 PTC(CPTC)器件幫助提供可復(fù)位保護，然而其相對高的運行溫度、高阻抗和大尺寸使其應(yīng)用受限。CPTC 器件的構(gòu)成比較脆弱，易于因撞擊、震動及加熱/制冷的熱應(yīng)力受損。這在許多電器應(yīng)用中都較為常見。

　　圖1和2 顯示了由泰科電子的瑞侃電路保護部執(zhí)行的CPTC 器件和 PPTC 器件測試比較結(jié)果。當(dāng)主要保護元件使用了相同的變壓器時，將 PolySwitchPPTC 器件與 CPTC 器件作比較。使 PPTC 和 CPTC 器件具有相同的保持電流。在測試中，當(dāng)測量電流、線圈溫度和動作時間時通過次級短路制造故障。如圖1所示， PPTC 器件反應(yīng)速度更快，溫度更低。

　　CPTC 器件表面溫度大約是75℃ 到 185℃，與其相比， PPTC 器件在動作狀態(tài)下表面溫度略低，大約為 100℃ 到 120℃。PPTC 器件的電路阻抗較低，電容較小，頻率依賴性較小。

　　熱量圖對圖2中 CPTC 和 PPTC 器件的表面溫度差異進行了說明。在 220VAC  動作的對比中，CPTC 器件表面最高溫度達到 184.5℃，而 PPTC 器件表面最高溫度為 118.9℃。

　　技術(shù)對比-雙金屬斷路器

　　雖然雙金屬斷路器被廣泛用于保護電器電機，但它卻不能進行掉電保護，需要額外的動作來中斷其通電與斷電循環(huán)。雙金屬條是由兩種不同金屬混合制成。當(dāng)雙金屬電流超出額定值，過電流所產(chǎn)生的熱量會使雙金屬過電流所產(chǎn)生的熱量會使雙金屬條彎曲，從而斷開一組觸點以終止電流通過。電流不流經(jīng)器件，雙金屬條恢復(fù)正常形狀，閉合觸點，這樣電流恢復(fù)。在出現(xiàn)止動時，雙金屬斷路器繼續(xù)循環(huán)，直到電源被切斷。

　　該器件循環(huán)性能有若干不足。其中包括材料疲勞，觸點易于燒壞，起火花或焊死。如果器件“失效閉合”，就會引起電機及后續(xù)電子器件因過電流受損。潛在的噪音和電磁干擾(EMI)也會使雙金屬斷路器不能與先進的電子控制系統(tǒng)相兼容。

　　最近泰科電子進行測試，將一個普遍使用的雙金屬熱保護器和 PolySwitch LVR PPTC  器件分別安裝在一個制冰機電機上，比較兩者的熱特性和電氣特性。保護器件被耦合到電機繞組，在測試過程中電機軸被鎖定。在測試過程中記錄繞組/線圈的電壓、電流和溫度以及PPTC器件和雙金屬保護器的溫度。

　　圖 3 和圖 4 說明了兩項測試的結(jié)果。在使用雙金屬斷路器的測試中，在 60分鐘時電機繞組溫度達到將近 129℃。這明顯高于使用 PPTC 保護器件進行的測試，在同一時間段內(nèi)使用后者時，電機繞組溫度為 44℃。 

　　間歇運行電機保護技巧

　　間歇運行電機(如用于攪拌機和食品加工機的電機)通常只運行一段時間。一般來說，這些產(chǎn)品的運行時間若超出了設(shè)定的最大限制，就會引起止動、過熱及完全故障。在通電時出現(xiàn)故障有兩個原因，一是由于觸點故障，另一個是客戶誤操作。

　　要防止過熱，所使用的電路保護器件必須快速“動作”，但不能快于設(shè)計速度，從而避免為用戶帶來麻煩。設(shè)計一套保護方案，使其既能有效保護電機，又不會誤動作，這對設(shè)計者來說是一項挑戰(zhàn)。

　　誤動作通常是由與電動設(shè)備某些電氣組件相關(guān)的浪涌電流引起的。PPTC 器件的主要優(yōu)點就是可為其指定一個大大低于電機正常運行電流的動作電流，而不是指定一個長于系統(tǒng)完整運行周期幾倍的動作時間，從而避免了誤動作。

　　圖5 顯示是如何將 PPTC 器件安裝于電機電路中以防止過電流或過熱事件而引發(fā)的損壞。當(dāng)將器件密封于電機殼內(nèi)，其會對電機內(nèi)電流作出反應(yīng)，并在故障條件下反映升溫情況。  

　　持續(xù)運行電機保護技巧

　　持續(xù)運行的電機(如用于冰箱和空調(diào)中的電機)設(shè)計時優(yōu)化尺寸和成本。由于通常情況下，電機驅(qū)動風(fēng)機，一些氣流就會穿過電機，使運行壓力更大。結(jié)果，風(fēng)機電機的止動電流通常只有運行電流的兩倍，而在其他應(yīng)用中，止動電流通常是運行電流的三到四倍。這就更加難于選擇合適的保險絲，使保險絲在風(fēng)機受阻時可靠斷開；而不會在第一次開啟電機時因浪涌電流熔斷。

　　如間歇運行電機的討論中所述， PPTC 器件在電機保護方案中頗具優(yōu)勢。由于電機易于隨溫度變化，因此通過改變其特性，在適當(dāng)時可降低其反應(yīng)速度。在風(fēng)機被驅(qū)動的應(yīng)用中， PPTC 器件和電機放置于氣流中都大有裨益。由于氣流會防止PPTC 器件達到動作溫度，因此這種方法會大大增加其動作電流。然而如果由于某種原因風(fēng)機止動，其流動制冷效果就會消失，使電機電流過大，快速升溫。這會引發(fā) PPTC 器件動作，進而限制流經(jīng)電機的電流。與一次性保險絲不同，PPTC 器件通過略微增加電流消耗來阻止可能引起升溫的故障損壞。
 
　　結(jié)語

　　新一代的 PPTC 器件適合廣泛用于電器設(shè)計，其符合 UL 1434 標(biāo)準(zhǔn)，與無鉛焊料和大體積組件工藝相兼容。其低阻抗、快速動作時間、低高度和可復(fù)位功能性的特性幫助電路設(shè)計者提供安全可靠的產(chǎn)品，符合管理機構(gòu)要求，降低了質(zhì)保期維修成本。