자체 복구 퓨즈의 원리
자기 회복 형 퓨즈는 과전류 전자 보호 부품으로, 고압, 고온 및 가황 반응 조건에서 고분자 유기 중합체를 사용하여 전도성 입자 물질을 첨가 한 후 특수 공정을 거쳐 가공됩니다. 전통적인 퓨즈 과전류 보호는 한번만 보호 할 수 있으며, 끊어지면 교체해야합니다. 자체 복구 퓨즈는 과전류 과열 보호 기능이 있으며 자동으로 이중 기능을 복원합니다.
작동 원리
자체 복구 퓨즈는 특수 처리 된 폴리머 수지 (Polymer)와 내부에 분산 된 전도성 입자 (Carbon Black)로 구성됩니다. 정상 작동 하에서, 고분자 수지는 도전성 입자를 결정 구조에 단단히 묶어 체인 모양의 도전 경로를 형성한다. 이 때의 자기 회복 형 퓨즈는 저 저항 상태 (a)에 있고, 자기 회복 형 퓨즈를 통해 흐르는 전류가 발생한다. 열은 작으며 결정 구조를 변화시키지 않습니다. 라인이 단락되거나 과부하가 걸리는 경우, 자기 회수 형 퓨즈를 통해 흐르는 큰 전류에 의해 발생 된 열이 고분자 수지를 녹이고, 용적이 급격하게 증가하여 고 저항 상태 (b)를 형성하며, 작동 전류는 급속히 증가한다 회로를 제한하고 보호합니다. 결함이 제거되면, 자기 회수 퓨즈가 다시 냉각되어 결정화되고, 체적이 수축되고, 도전성 입자가 도전로를 재 형성하며, 자기 회복 퓨즈가 저 저항 상태로 복귀함으로써, 수동으로 교체하지 않고 회로.
행동의 원칙
자체 복구 퓨즈의 작동 원리는 에너지의 동적 균형입니다. 자기 회수 형 퓨즈를 통해 흐르는 전류는 현재의 열 효과들 (자기 회복 형 퓨즈의 저항 값이 존재 함) 사이의 관계로 인해 일정량의 열을 발생시키고, 발생 된 열은 환경으로 완전히 또는 부분적으로 방출된다 . 방출되지 않는 열은 자체 복구 퓨즈 요소의 온도를 증가시킵니다. 정상 작동 중 온도가 낮아 발생 열과 발열이 균형을 이룹니다. 자기 회복 형 퓨즈 소자는 저 저항 상태이고, 자기 회복 형 퓨즈는 동작하지 않고, 자기 회복 형 퓨즈 소자를 흐르는 전류는 증가하거나 주위 온도는 상승하지만, 발생 된 열 및 복사 열 균형 에 도달하면 자체 복구 퓨즈가 여전히 작동하지 않습니다. 전류 또는 주변 온도가 상승하면 자체 복구 퓨즈가 더 높은 온도에 도달합니다. 전류 또는 주변 온도가 계속 증가하면, 발생 된 열은 방열량보다 커져서 자기 회수 형 퓨즈 부재의 온도가 급격히 상승하게됩니다. 이 단계에서는 작은 온도 변화로 인해 저항이 크게 증가합니다. 리커버리 퓨즈 소자는 고 저항 보호 상태에 있고, 임피던스의 증가는 전류를 제한하고, 단시간에 전류가 급격히 떨어짐으로써,인가 된 전압이 복구 할 수있는 충분한 열을 생성하는 한, 회로 소자를 손상으로부터 보호한다 퓨즈 소자로부터 방사되는 열. 변화하는 상태의 자체 복구 퓨즈 소자는 항상 동작 상태 (높은 저항) 일 수있다. 인가 된 전압이 사라지면자가 복구 퓨즈가 자동으로 복구 될 수 있습니다.
선택
1. 회로의 다음 매개 변수를 결정하십시오.
a 최대 작동 주변 온도 b 표준 작동 전류 c 최대 작동 전압 (Umax) d 최대 고장 전류 (Imax)
2. 회로의 최대 주변 온도 및 표준 작동 전류에 적응할 수있는 자체 복원 퓨즈 구성 요소를 선택하십시오.
온도 감소 {주변 온도 (C) 작동 전류 (A)} 표를 사용하고 회로의 최대 주위 온도와 가장 잘 일치하는 온도를 선택하십시오. 이 열을 탐색하여 회로의 표준 작동 전류 값보다 크거나 같게 봅니다.
3. 선택한 부품의 최대 전기 등급과 회로의 최대 작동 전압 및 고장 전류를 비교하십시오
전기 특성 표를 사용하여 2 단계에서 선택한 구성 요소가 회로의 최대 작동 전압과 고장 전류를 사용하는지 확인하십시오. 기기의 최대 작동 전압과 최대 고장 전류를 확인하십시오. Umax 및 Imax가 회로의 최대 작동 전압 및 최대 오류 전류보다 크거나 같아야합니다.
4, 행동 시간을 결정
동작 시간은 장치 전체에 고장 전류가있을 때이 구성 요소가 높은 저항 상태로 전환하는 데 걸리는 시간입니다. 원하는 보호 기능을 제공하기 위해서는 자체 복구 퓨즈 요소의 작동 시간을 명확히하는 것이 중요합니다. 선택한 구성 요소가 너무 빨리 이동하면 비정상적이거나 해로운 동작이 발생합니다. 구성 요소가 너무 느리게 움직이는 경우 구성 요소가 높은 저항 상태로 전환되기 전에 보호 된 구성 요소가 손상 될 수 있습니다.
25 ° C의 일반적인 동작 시간 곡선은 자체 복구 퓨즈 소자의 동작 시간이 회로에 비해 너무 빠르거나 느린지를 결정하는 데 사용된다. 그렇다면 2 단계로 돌아가 예비 구성 요소를 다시 선택하십시오.
5, 주변 작동 온도 확인
애플리케이션의 최소 주변 온도와 최대 주변 온도가 자체 복구 퓨즈 소자의 작동 온도 범위 내에 있는지 확인하십시오. 대부분의 자체 복구 퓨즈 구성 요소는 -40 ° C ~ 85 ° C 온도 범위에서 작동합니다.
6. 자체 복구 퓨즈 요소의 외부 치수를 확인하십시오
폼 팩터 표를 사용하여 자체 복구 퓨즈 선택의 폼 팩터와 응용 프로그램의 공간 조건을 비교하십시오.
기술 표준
1, 정격 제로 전력 저항
PPTC 서미스터는 제로 전력 저항으로 포장하고 외부 패키지에 표시해야합니다. 내전압 시험 및 내전압 시험 후 각 전주의 저항 변화율은 -Ri before / Ri before ~ (Rj before -Rj before) / Rj before | ~ 100 %
2, PTC 효과
재료에는 PTC (Positive Temperature Coefficient) 효과 즉, 온도 상승에 따라 재료의 저항이 증가한다는 것을 의미하는 양의 온도 계수 효과가 있다고합니다. 예를 들어, 대부분의 금속 재료에는 PTC 효과가 있습니다. 이러한 재료들 중에서 PTC 효과는 선형 PTC 효과로 알려진 온도 상승에 따른 저항의 선형 증가로 나타납니다.
3. 비선형 PTC 효과
상 변화 재료는 저항이 수십에서 수십 배의 좁은 온도 범위, 즉 비선형 PTC 효과에 따라 급격하게 증가하는 현상을 나타낸다. 상당한 수의 유형의 전도성 중합체가 중합체 PTC 서미스터와 같은 이러한 효과를 나타낸다. 이러한 전도성 폴리머는 과전류 보호 장치를 제조하는 데 매우 유용합니다.
도 4에서, 초기 저항 Rmin
회로에 설치되기 전에 25 ° C의 주변 온도에서 자체 리셋 퓨즈 시리즈의 폴리머 PTC 서미스터의 저항을 테스트했습니다.
공장 SMT
5, Rmax
실온에서 자체 리셋 퓨즈 시리즈 폴리머 PTC 서미스터 동작 또는 리플 로우 솔더링
보드에 설치 한 후 최대 저항을 측정했습니다.
도 6에 도시 된 바와 같이, 최소 저항 (Rmin) / 최대 저항 (Rmax)
특정 주변 온도에서, 예를 들면 : 25 ° C에서 회로에 설치하기 전에 특정 유형의 자체 재설정 퓨즈 시리즈의 폴리머 서미스터가 지정된 범위, 즉 최소 (Rmin) 및 최대 ( Rmax)). 이 값은 사양의 저항 막대에 나열됩니다.
7, 현재 아이 홀드 유지
유지 전류는 자체 리 세팅 퓨즈 시리즈 폴리머 PTC 서미스터가 작동하지 않을 때 통과 할 수있는 최대 전류입니다. 제한된 환경 조건 하에서, 디바이스는 낮은 저항 상태에서 높은 저항 상태로 천이하지 않고 무기한 오래 유지 될 수 있습니다.
8, 동작 전류 Itrip
정의 된 환경 조건에서 제한 시간 동안 작동하는 폴리머 서미스터의 자체 재설정 퓨즈 시리즈를 야기하는 최소 정상 상태 전류.
도 9에서, 최대 전류 (Imax) (유동 저항)
제한된 상태에서, 자동 복귀 형 퓨즈 시리즈 중합체 PTC 서미스터의 안전 동작의 최대 동작 전류, 즉 서미스터의 저항 값. 이 값을 초과하면 서미스터가 손상되어 복구 할 수 없습니다. 이 값은 사양의 흐름에 대한 저항 열에 나열됩니다.
10, 누설 전류 Ires
자체 재설정 형 퓨즈 시리즈 폴리머 PTC 서미스터는 하이 임피던스 상태에있을 때 서미스터를 통과하는 전류를 고정시킵니다.
도 11에서, 최대 동작 전류 / 정상 동작 전류
정상 동작 조건에서 회로를 통해 흐르는 최대 전류. 회로의 최대 주변 작동 온도에서 회로 보호에 사용되는 자체 재설정 퓨즈 시리즈 폴리머 PTC 서미스터의 유지 전류는 일반적으로 작동 전류보다 큽니다.
12, 행동
과전류가 발생하거나 주위 온도가 상승하면 자체 리셋 퓨즈 시리즈 폴리머 PTC 서미스터가 저 저항에서 높은 저항으로 변경됩니다.
13, 동작 시간
서미스터가 완료 될 때까지 과전류가 시작되는 데 필요한 시간. 특정 PTC 서미스터의 특정 자체 재설정 퓨즈 시리즈의 경우 회로를 통해 흐르는 전류가 크거나 작동 주변 온도가 높을수록 작동 시간이 짧아집니다.
14, Vmax 최대 전압 (내전압 값)
제한된 조건에서 자동 리셋 시리즈 퓨즈 시리즈 폴리머 PTC 서미스터는 최고 전압을 안전하게 견딜 수 있습니다. 즉, 서미스터의 내전압 값. 이 값보다 크면 서미스터가 고장 나거나 복구 할 수 없습니다. 이 값은 일반적으로 데이터 시트의 압력 허용차 열에 나열됩니다.
도 15에서, 최대 작동 전압
정상 동작 상태에서, 자체 리셋 퓨즈 시리즈 폴리머 PTC 서미스터의 양단에 걸리는 최대 전압. 많은 회로에서 회로의 전원 공급 장치 전압과 같습니다.
전도성 중합체
여기서, 절연성 고분자 재료 (폴리올레핀, 에폭시 수지 등)에 도전성 입자 (카본 블랙, 탄소 섬유, 금속 분말, 금속 산화물 등)를 충전하여 이루어지는 도전성 복합 재료이다.
17, 주위 온도
서미스터 주위의 정지 공기 또는 서미스터 소자가있는 회로의 온도.
18, 작동 온도 범위
P 구성 요소가 안전하게 작동 할 수있는 주변 온도 범위.
19, 최대 작업 환경 온도
구성 요소가 안전하게 작동 할 것으로 예상되는 최고 주변 온도.
20, 소비 전력
셀프 - 리셋 퓨즈 시리즈 중합체 PTC 서미스터에 의해 소비되는 전력은 서미스터를 통해 흐르는 누설 전류와 서미스터를 가로 지르는 전압의 곱을 계산함으로써 얻어진다.
21, 고온, 고습 노화
실내 온도에서, 비교적 높은 온도 (예 : 85 ° C)와 높은 습도 (예 : 85 % 습도) 전후에 자동 재설정 형 퓨즈 시리즈 폴리머 PTC 서미스터의 저항 변화를 측정하십시오 (예 : 150 시간).
22 일, 수동 노화 시험
실온에서 장시간 (예 : 1000 시간) 고온 (예 : 70 ° C 또는 85 ° C) 전후의 자체 재설정 형 퓨즈 시리즈 폴리머 PTC 서미스터의 저항 변화를 측정합니다.
23 일 온열 테스트
실온에서의 온도 사이클 전과 후에자가 - 리 세팅 퓨즈 시리즈 폴리머 PTC 서미스터의 저항 변화에 대한 테스트 결과. (예를 들어, -55 ° C에서 + 125 ° C 사이에서 10 번 순환).
24, PTC 강도 β
PTC 서미스터는 충분한 PTC 강도를 가지며 NTC를 나타낼 수 없습니다. β = 1gR 140 ° C / R 실온 ≥ 5 R 140 ° C, R 실내 온도는 140 ° C 및 실온에서 정격 제로 전력 저항 값입니다.
25, 행동 특성
PTC 서미스터는 내전압 시험 및 전류 저항 시험 전후의 비 작동 특성에 대해 시험되어야하고, R은 비 작동 특성 시험시의 서미스터의 U / I이며, 정격 저항의 전력 저항. 값 또는 재시험 값.
26, 회복 시간
PTC 서미스터를 작동 한 후 복구 시간은 60S 이하 여야합니다.
27, 고장 모드 테스트
고장 모드 시험에서 고농도 PTC 서미스터는 시험되었거나 고장 상태 일 수 있으며, 허용 된 고장 모드는 개방 또는 고 저항이지만, 저 저항 또는 개방 화염은 발생하지 않는다.전체 시험.
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