NTC热敏电阻器系由特殊配置的金属氧化物陶瓷材料制成,它可用来抑制高的突波电流。相对于受保护电路,热敏电阻器具有较高的电阻。因此会抑制突波电流约1~2秒,在这一段时间内热敏电阻的电阻将因温度升高而下降,直至热敏电阻两端压降到可被忽略的电阻值为止。如图A以电源供应器为例, 在电源开的瞬间,电容器一般阻抗极低,桥式整流器通常承受很大的电流,热敏电阻器特别使用于保护电源供应器。
特征
●有效抑止突波电流。
●稳定状态下功率损耗极小(通常仅有1W或小于50W)。
●热及电特性稳定性高。
●宽广的电性规格可供选择。
应用概述
将一NTC热敏电阻与一白热灯丝串联时,可以消除突波电流。若一只NTC热敏电阻无法提供足够之突流限制功能时,二只或更多的热敏电阻可用于串联电路上或供应电路的各个分路上(如图A)。但要注意的是NTC热敏电阻,不可并联于电路上,因为其中一只NTC就可能会传导几乎所有的电流。热敏电阻最好用于AC电路的A1或A2处,或是DC电路D1或D2处。
在设计上,当电路刚被打开的瞬间,NTC热敏电阻的阻值高于电路上所有白热灯丝的总电阻值。当电流开始通过时,热敏电阻随时产生「自然」现象,并在1到2秒内,阻值会降到几可忽略。以同样的构想来看电动马达的突波电流,亦可以被抑制到最低限度。图C表示应用热敏电阻保护直流马达前后突波电流波形的差异。
选用原则
1.热敏电阻器的最大工作电流>实际电源回路的工作电流
2.热敏电阻器的标称电阻值
R≥ 式中E为线路电压 l m为浪涌电流
对于转换电源、逆变电源、开关电源、
UPS电源l m=100倍工作电流
对于灯丝、加热器等回路l m=30倍工作电流
电压电流特性
当NTCR热敏电阻在小电流下工作时,由于功率太底,其电阻保持固定而表现线性关系(符合欧姆定律V/R=1)。如果电流增加,NTC热敏电阻就会产生焦耳效应(P =V×1)而使自己发热,其电阻值随即减小表现「电流增加,电压下降」的状态。
说明NTC元件与环境达成热平衡所需的时间,主要决定于材料热容量(G)及散热系数(δ)。当元件温度由T1降到T0,则可得到下列平衡式:
-HdT=δ(T-T0)dt 其中-HdT=元件热损失
δ(T-T0)dt:元件散热量
积分后可得温度与时间关系式T-T1= (T0-T1)×e-t/t
其中τ=H/δ