Самовъзстановяващи се предпазители от Littelfuse. Самовъзстановяващи се PTC предпазители за защита срещу токови претоварвания Параметри на самовъзстановяващи се предпазители

В коментарите към последната ми статия многократно ме упрекваха, че не споменах метод за защита с помощта на самовъзстановяващ се предпазител. За да коригирам тази несправедливост, отначало просто исках да добавя допълнителна схема за защита и кратко обяснение към нея към статията. Реших обаче, че темата за самовъзстановяващите се предпазители заслужава отделна публикация. Факт е, че установеното им име всъщност не отразява същността на нещата и хората често започват да се ровят в таблици с данни и да разбират принципа на работа, когато използват такива „елементарни“ компоненти като предпазител, след като първата партида платки започне да се проваля. Добре е да не е сериен. И така, под разреза ще намерите опит да разберете какъв вид животно е това. PolySwitch, между другото, оригиналното име по-добре отразява същността на устройството и можете да разберете с какво се използва, как и в какви случаи има смисъл да го използвате.

Физика на топло тяло.

PolySwitch, Това PPTC(Полимерен положителен температурен коефициент) устройство, което има положителен температурен коефициент на съпротивление. Всъщност много повече Общи чертитой има позистор или биметален термичен предпазител, отколкото стопяем, с който обикновено се свързва, не на последно място благодарение на усилията на търговците.
Целият трик се крие в материала, от който е направен нашият предпазител - това е матрица от непроводим полимер, смесен със сажди. В студено състояние полимерът кристализира и пространството между кристалите се запълва с въглеродни частици, образувайки много проводящи вериги.

Ако през предпазителя започне да тече твърде много ток, той започва да се нагрява и в даден момент полимерът става аморфен, увеличавайки се по размер. Поради това увеличение, въглеродните вериги започват да се късат, причинявайки увеличаване на съпротивлението и предпазителя да се нагрява още по-бързо. В крайна сметка съпротивлението на предпазителя се увеличава толкова много, че започва забележимо да ограничава потока на тока, като по този начин защитава външната верига. След като устройството се охлади, настъпва процес на кристализация и предпазителят отново става отличен проводник.
Как изглежда температурната зависимост на съпротивлението може да се види от следващата фигура

На кривата са отбелязани няколко точки, характерни за работата на устройството. Нашият предпазител е отличен проводник, стига температурата да е в рамките на работния диапазон на точка 1< T

Идеален сферичен кон във вакуум.

Време е да преминем от теория към практика. Нека съставим проста схема за защита на нашето ценно устройство, толкова проста, че изобразена според GOST ще изглежда просто неприлично.

Какво ще се случи, ако внезапно във веригата се появи неприемлив ток, надвишаващ работния ток? Съпротивлението на материала, от който е направено устройството, ще започне да се увеличава. Това ще доведе до увеличаване на пада на напрежението върху него, а оттам и на разсейваната мощност, равна на U*I. В резултат на това температурата се повишава, това отново води до... Като цяло започва лавинообразен процес на нагряване на устройството с едновременно увеличаване на съпротивлението. В резултат на това проводимостта на устройството пада с порядъци и това води до желаното намаляване на тока във веригата.
След като устройството изстине, устойчивостта му се възстановява. След известно време, за разлика от предпазител със стопяема вложка, нашият Идеален предпазител е готов да работи отново!
Идеален ли е? Нека, въоръжени с нашите скромни познания за физиката на устройството, се опитаме да го разберем.

На хартия беше гладко, но забравиха за деретата.

Може би основният проблем е времето. Времето като цяло е такова вещество, че е много трудно да се победи, въпреки че мнозина наистина искаха... Но нека не говорим за политика - по-близо до нашите полимери. Както вероятно вече се досещате, имам предвид, че промяната на кристалната структура на дадено вещество е много по-дълъг процес от пренареждането на дупки с електрони, например в тунелен диод. Освен това е необходимо известно време, за да се загрее устройството до желаната температура. В резултат на това, когато токът през предпазителя внезапно надвиши праговата стойност, неговото ограничение не настъпва мигновено. При токове, близки до прага, този процес може да отнеме няколко секунди, при токове, близки до максимално допустимите за устройството, част от секундата. В резултат на това, докато се задейства такава защита, сложно електронно устройство ще има време да се повреди, може би повече от дузина пъти. За да потвърдя това, предоставям типична графика на времето за реакция (вертикално) спрямо тока, който го е причинил (хоризонтално) за хипотетичен PTVCустройство.

Моля, обърнете внимание, че графиката показва за сравнение две зависимости, взети при различни температури на околната среда. Надявам се, че все още помните, че основната причина за преструктурирането на кристалната структура е температурата на материала, а не токът, протичащ през него. Това означава, че при равни други условия, за да се нагрее устройството до състояние на метаморфоза от по-ниска температура, е необходимо да се изразходва повече енергия, отколкото от по-висока, което означава, че този процес в първия случай ще отнеме повече време. В резултат на това получаваме зависимостта на такива важни параметри на устройството като максималния гарантиран нормален работен ток и гарантирания работен ток от температурата на околната среда.

Преди да представим графиката е редно да споменем основните технически характеристики на този клас устройства.

• Максималното работно напрежение Vmax е максималното допустимо напрежение, което устройството може да издържи без разрушаване при номинален ток.
• Максимално допустимият ток Imax е максималният ток, който устройството може да издържи без разрушаване.
• Номиналният работен ток Ihold е максималният ток, който устройството може да понесе без изключване, т.е. без отваряне на веригата на товара.
• Минималният работен ток Itrip е минималният ток през устройството, който води до преминаване от проводящо състояние към непроводимо състояние, т.е. да се задейства.
• Първоначалното съпротивление Rmin, Rmax е съпротивлението на устройството преди първата работа (при получаване от производителя).

В долната част на графиката е работната зона на устройството. Това, което се случва в средната част, очевидно зависи от относителното положение на звездите в небето, но след като е в горната част на графиката, устройството ще тръгне на пътуване, което ще доведе до метаморфози на неговата кристална структура и, в резултат на това ще се задейства защитата.
Следователно PPTC трябва да се използва с повишено внимание в устройства, предназначени да работят в широк температурен диапазон. Ако си мислите, че проблемите за нашия кандидат за титлата Идеален бушон са приключили, грешите. Той има още една слабост, присъща на хората. След стресово състояние, причинено от прекомерно прегряване, той трябва да се върне към нормалното. Въпреки това, физиката на горещото тяло е много подобна на физиката на мекото тяло. Точно като човек след инсулт, нашият предпазител вече никога няма да бъде същият! За да е по-убедително, ще дам още една графика на рехабилитационния процес след стрес, причинен от свръхток, който умните англичани го нарекоха Trip Event. и как не се страхуват от нашия Роспотребнадзор?

Графиката показва, че процесът на възстановяване може да продължи с дни, но никога не е завършен. С всеки случай на активиране на защитата, нормалното съпротивление на нашето устройство става все по-високо и по-високо. След няколко десетки цикъла устройството обикновено губи способността да изпълнява правилно възложените му функции. Следователно не трябва да ги използвате в случаите, когато са възможни претоварвания с висока честота.
Може би трябва да приключим тук и най-накрая да започнем да обсъждаме области на приложение и схемни решения, но си струва да обсъдим още някои нюанси, за които ще разгледаме основните характеристики на широко разпространената серия на нашия герой на деня.

Когато избирате елемента, който ще използвате в проекта, обърнете внимание на максимално допустимия работен ток. Ако има голяма вероятност да го превишите, тогава трябва да се обърнете към алтернативен тип защита или да го ограничите с друго устройство. Е, например, жичен резистор.
Друг много важен параметър е максималното работно напрежение. Ясно е, че когато устройството е в нормален режим, напрежението на контактите му е много ниско, но след преминаване в защитен режим може рязко да се увеличи. В близко бъдеще този параметър беше много малък и ограничен до десетки волта, което направи невъзможно използването на такива предпазители във вериги с високо напрежение, да речем, за защита на мрежови захранвания.
Наскоро ситуацията се подобри и се появиха серии, които са предназначени за доста високи напрежения, но имайте предвид, че те имат много малки работни токове.

Да пресечем змията и трепетната сърна.

Съдейки по разнообразието от PolySwitch устройства, предлагани на пазара, е възможно, а в някои случаи дори необходимо, да ги използвате в устройствата, които разработвате, но изборът на конкретно устройство и методът на неговото използване трябва да се подхожда внимателно грижа.
Между другото, по отношение на дизайна на веригата, директната подмяна на предпазители на PolySwitch работи добре само в най-простите случаи. Например: за вграждане в отделения за батерии или за защита на оборудване (електрически двигатели, задвижващи механизми, монтажни блокове) и окабеляване в автомобилни приложения. Тези. устройства, които не излизат от строя веднага при претоварване. Специално за тази цел има широк клас дизайни за тези устройства под формата на джъмпери с аксиални проводници и дори дискове за батерии.

В повечето случаи PolySwitch трябва да се комбинира с по-бързо действащи защитни устройства. Този подход позволява да се компенсират много от техните недостатъци и в резултат на това те успешно се използват за защита на компютърната периферия. В телекомуникациите, за защита на автоматични телефонни централи, кръстосани връзки, мрежово оборудване от токови удари, причинени от мрежово напрежение и мълния. А също и при работа с трансформатори, аларми, високоговорители, контролно-измервателна апаратура, сателитна телевизия и в много други случаи.

Като пример, нека разгледаме хипотетична схема, която цялостно решава проблема с изграждането на супер защитен LED драйвер, захранван от мрежа с напрежение 220V AC.

В първия етап се използва самовъзстановяващ се предпазител във връзка с жичен резистор и варистор. Варисторът предпазва от внезапни скокове на напрежението, а резисторът ограничава тока, протичащ във веригата. Без този резистор, в момента на включване на импулсното захранване, през предпазителя може да протича недопустимо голям токов импулс поради заряда на входните кондензатори. Втората степен на защита предпазва от неправилно превключване на полярността или погрешно свързване на източник на захранване с твърде високо напрежение. В същото време, по време на авария, защитният TVS диод поема ударния ток, а PolySwitch ограничава мощността, протичаща през него, предотвратявайки топлинен срив. Между другото, тази комбинация е толкова очевидна по време на развитието на дизайна на схемите и е толкова широко разпространена, че е породила отделен клас устройства - PolyZen. Много успешен хибрид на змия и треперещ елен лопатар.

Е, на изхода нашият самовъзстановяващ се предпазител служи за предотвратяване на късо съединение, както и в случай, че светодиодите или техният драйвер излязат от работен режим в резултат на прегряване или неизправност.
Веригата съдържа и елементи за защита срещу статично електричество, но това вече не е темата на тази статия...

P.S.

Особено за да не обидя отново чувствата на потребителя kacang, бих искал да отбележа, че при подготовката на статията са използвани материали от следните източници:
en.wikipedia.org
www.platan.ru/
www.te.com/
www.led-e.ru/
както и фрагменти от знания от главата ми, събрани по време на изпълнението на различни проекти за разработване на радиоелектронни устройства, обучение в MIET и навика, внушен от училище, да се търси физически смисъл във всичко.

Принципът на работа на конвенционален предпазител се основава на топлинния ефект на електрическия ток. Тънка медна жица се поставя в керамична или стъклена колба, която изгаря, когато токът, преминаващ през нея, внезапно надвиши определена предварително определена стойност. Това води до необходимостта от замяна на такъв предпазител с нов.

Самовъзстановяващите се предпазители, за разлика от конвенционалните предпазители, могат да се задействат и нулират многократно. Тези самовъзстановяващи се предпазители често се използват в компютри и игрови конзоли за защита на USB и HDMI портове, както и за защита на батериите в преносимо оборудване.

Въпросът е следният. Непроводимият кристален полимер съдържа малки частици въглеродни сажди, въведени в него, които са разпределени в целия обем на полимера, така че да провеждат свободно електрически ток. Върху тънък лист пластмаса се напръскват електроди, носещи ток, които разпределят енергията върху цялата площ на елемента. Към електродите са прикрепени изводи, които служат за свързване на елемента към електрическата верига.

Характеристика на такава проводима пластмаса е високата нелинейност на положителния температурен коефициент на съпротивление (TCR), който служи за защита на веригата. След като токът надвиши определена стойност, елементът ще се нагрее и съпротивлението на проводящата пластмаса ще се увеличи рязко, което ще доведе до прекъсване на електрическата верига, където е свързан елементът.

Превишаването на температурния праг води до превръщането на кристалната структура на полимера в аморфна, а веригите от сажди, през които преминава токът, вече се унищожават - съпротивлението на елемента се увеличава рязко.

Нека да разгледаме основните характеристики на самовъзстановяващите се предпазители.

1. Максимално работно напрежение е напрежението, което предпазителят може да издържи без разрушаване, при условие че през него протича номиналният ток. Обикновено тази стойност варира от 6 до 600 волта.

2. Максималният ток, който не води до изключване, номиналният ток на самовъзстановяващ се предпазител. Обикновено се случва от 50 mA до 40 A.

3. Минимален работен ток – стойността на тока, при която проводящото състояние става непроводимо, т.е. стойността на тока, при която веригата се отваря.

4. Максимално и минимално съпротивление. Съпротивлението е в изправност. Препоръчително е да изберете елемент с най-ниската стойност на този параметър от наличните, така че да не се губи излишна мощност върху него.

5. Работна температура (обикновено от -400 C до +850 C).

6. Работна температура, или с други думи – температура на „щракане” (обикновено от +1250 C и повече).

7. Максимално допустимият ток е максималният при номинално напрежение, който елементът може да издържи без разрушаване. Ако този ток бъде превишен, предпазителят просто ще изгори. Обикновено тази стойност се измерва в десетки ампери.

8. Скорост на реакция. Времето за нагряване до температурата на реакция е част от секундата и зависи от тока на претоварване и околната температура. Тези параметри са посочени в документацията за конкретен модел.

Самовъзстановяващите се предпазители се предлагат както в корпуси с отвори, така и в SMD. На външен вид такива предпазители приличат на варистори или SMD резистори и се използват широко в защитни вериги на различни електрически устройства.

Един от параметрите, който определя надеждността на продукта, е неговата ремонтопригодност и скорост на възстановяване. Въпреки това, като се има предвид тенденцията към миниатюризация на продуктите, такава проста операция като подмяната на повреден конвенционален предпазител изисква доста значителна инвестиция на ресурси и време, а ако се използва SMD предпазител, подмяната „на място“ става напълно невъзможна.

Този проблем може да бъде решен чрез преминаване от предпазител към самовъзстановяващ се предпазител.

Самовъзстановяващият се предпазител е полимерен термистор с положителен температурен коефициент. Материалът на предпазителя е електропроводим полимер с примес на сажди. Концентрацията на въглерод е такава, че в студено състояние полимерът кристализира и пространството между кристалите е запълнено с въглеродни частици, съпротивлението на материала е ниско. С повишаване на температурата полимерът преминава в аморфно състояние, увеличавайки се по размер. Въглеродните вериги започват да се разкъсват, причинявайки бързо увеличаване на съпротивлението.

Тъй като електрическият ток, протичащ през полимера, се увеличава, той се нагрява и съпротивлението се увеличава толкова много, че материалът става непроводим. По този начин е възможно да се ограничи протичащият през него ток и в резултат на това да се защити външната верига. След охлаждане настъпва процесът на обратна кристализация и полимерът отново става проводник.

Температурната зависимост на съпротивлението на полимера е показана на фигура 2.

Трябва да се има предвид, че основният фактор, влияещ върху съпротивлението на материала, е неговата температура, а не токът, протичащ през него. Кривата показва два характерни диапазона: „Нормален диапазон“, в който продуктът е обикновен проводник (температура на материала под 80 ° C) и „Работен диапазон“, когато температурата достигне определена гранична стойност и съпротивлението започне да нараства бързо, променяйки почти експоненциално. След като продуктът изстине, устойчивостта му се възстановява.

Отнема известно време, за да се загрее материалът до работната температура, така че ограничението на тока във веригата не възниква мигновено. При ниски токове, близки до прага, работата може да отнеме няколко секунди, при токове, близки до максимално допустимите, част от секундата.

Времето за реакция се влияе и от температурата на околната среда. За да се нагрее материалът до задействащо състояние от по-ниска температура на околната среда, е необходимо да се изразходва повече енергия, отколкото от по-висока, което означава, че процесът в този случай ще отнеме повече време. Следователно времето на работа, максималният гарантиран нормален работен ток (ток на задържане, Ihold) и гарантираният работен ток (Itrip) зависят от температурата на околната среда.

В долната част на графиката, Фигура 3, е номиналната работна зона на устройството, зоната с ниско съпротивление. В горната част на графиката е зоната на гарантирана работа. В средната част на графиката има неработеща зона, където съответствието с параметрите не е стандартизирано или гарантирано по никакъв начин. При изчисляване и работа на вериги, използващи самовъзстановяващи се предпазители в широк диапазон от температури на околната среда, това трябва да се вземе предвид и безусловно да се спазва.

Основни параметри на самовъзстановяващите се предпазители:

• U max - максималното напрежение, което продуктът може да издържи без разрушаване или повреда, когато през него протича ток не повече от Imax.
• I max - максималният ток, протичащ през продукта, при който не настъпва неговото разрушаване или повреда, когато към него се приложи напрежение, което не надвишава Umax.
• Задържам - максималният ток, протичащ през продукта, при който той не се изключва при околна температура от +20°C (задържащ ток).
• I trip - минималният ток, протичащ през продукта, при който той се изключва при околна температура от +20°C (работен ток).
• T trip - Времето за реакция на продукта, характеризира времето на преминаване на продукта в непроводимо състояние и има силна зависимост от количеството ток, протичащ през него и температурата на околната среда. Колкото по-високи са токът и температурата, толкова по-бърз е преходът. Диапазонът на времето за реакция започва от няколко милисекунди.
• Pd - Мощност, разсейвана от продукта в изключено (затворено и загрято) състояние при околна температура от +20°C.
• Работен температурен диапазон, °C - като правило, е -40°С…+85°C. В този диапазон продуктът не достига температурата на преход.

Когато избирате предпазителя, който ще използвате във вашите решения, обърнете внимание на максимално допустимия работен ток. Понякога, по време на прехода към затворено състояние, устройството „успява“ напълно да се срине. Ако има голяма вероятност за превишаване на максималния ток, тогава си струва да използвате обикновен предпазител или да ограничите максималния ток (ток на късо съединение), като използвате допълнителен резистор.

Друг много важен параметър е максималното работно напрежение. Когато устройството е в нормален режим, напрежението на неговите контакти е много малко. Но при влизане в състояние на задействане може да се увеличи рязко. В момента има серия от самовъзстановяващи се предпазители, предназначени за високо напрежение, но те също имат ниски работни токове.

Използването на самовъзстановяващи се предпазители в комбинация с по-бързо действащи защитни устройства позволява изискванията за защита да бъдат напълно реализирани. Тази комбинация се използва успешно за защита на компютърни периферни устройства, в телекомуникациите, за защита на автоматични телефонни централи, крос-конектори и мрежово оборудване от токови удари, причинени от мрежово напрежение и мълния. В допълнение, самовъзстановяващите се предпазители се използват активно в компютри и игрови конзоли за защита на портове (например USB, HDMI), както и батерии в преносимо оборудване.

По-долу са дадени примери за конструиране на вериги с помощта на самовъзстановяващ се предпазител.

Резюме

Навсякъде, където има източник на захранване и товар, е възможно да се използват самовъзстановяващи се предпазители. Фактът, че тези предпазители се нулират автоматично, ги отличава като клас устройства за защита на веригата. Компетентните разработчици знаят за характеристиките на тяхното приложение и работа и ги вземат предвид.

Тъй като самовъзстановяващите се предпазители не изискват поддръжка, те могат да се използват като защитни устройства за вградени вериги. Тези продукти се „намират“ в почти всички устройства, от домакинска употреба, в малки и средни предприятия, до използване в големи предприятия, където се изисква минимална човешка намеса.

Предимствата включват:

• Ниска цена.
• Спестяване на място (включително на печатната платка).
• Не изисква поддръжка.

Недостатъците включват:

Необходимостта да се гарантира спазването на всички режими на работа, включително в задействано състояние (състояние на защита).

Самовъзстановяващият се предпазител е инерционно устройство; В такива случаи трябва да се използва заедно с други защитни елементи - супресори, варистори, отводители, ценерови диоди, но необходимостта от ограничаване на максималния ток във веригата остава.

Токът на изключване на самовъзстановяващ се предпазител зависи от температурата на околната среда. Колкото е по-високо, толкова е по-малко. Ако е необходимо да се работи в разширен диапазон от околни температури, трябва да се вземе предвид възможността за фалшиво задействане на предпазителя.

Самовъзстановяващите се предпазители са представени в гамата на групата компании Promelektronika от продукти на такива водещи компании като Littelfuse и Bourns.

Обозначаване на серия от самовъзстановяващи се предпазители

Външен вид

Самовъзстановяващ се предпазителс други думи можем да наречем предпазител за многократна употреба. Предпазителят е полимерен резистор с положителен температурен коефициент на съпротивление. Използва се за защита от свръхток на вериги или едновременна защита от напрежение и ток вътре от 3А до 100АИ от 6V до 250V.

Самовъзстановяващите се предпазители се различават от традиционните конструкции по липсата на предпазител и възможността самовъзстановяващи се проводими способностислед като стимулът е бил задействан и завършен.

Възможност за автоматично възстановяване на предпазителя намалява времето и разходитеза поддръжка и ремонт на електроинсталации.

Увеличаването на преминаващия ток или температурата на околната среда над номиналните стойности води до увеличаване на съпротивлението на предпазителя в границите от 0.0026Ohm до 60Ohm, стопяване на кристални проводими частици и последващо отваряне на веригата. Скорост на реакциязависи от конкретната серия и продължава в рамките от 0.15 s до 40.00 s.

След нулиране на веригата, температурата на предпазителя намалява, възстановявайки първоначалните си характеристики. Настъпва самолечение. трябва да бъде отбелязано че броят на операциите е ограничен. След всяка операция производителността се влошава.

Избор на подходящ предпазителтрябва да се извърши, като се обърне внимание на следните характеристики: тип предпазител (с радиални, аксиални проводници или за повърхностен монтаж в SMD версия), максимален незадействащ ток (препоръчително е да изберете стойност, по-висока от тока на веригата), максимално работно напрежение и температура на работната среда, влияещи върху работния ток.

Прилагат се показаните предпазителив компютърно, телекомуникационно и кросоувър оборудване, медицинско измервателно оборудване, батерии, автомобилно и друго електрическо оборудване.

Подробни характеристики и основни параметри на самовъзстановяващите се предпазителисе появяват в таблиците. Обяснение на маркировките, зависимостта на тока, който не води до работа, от температурата на околната среда, размери, препоръки за монтаж и запояванеса дадени по-долу.

Гаранцията за работа на доставените от нашата фирма самовъзстановяващи се предпазители е 2 години. Това се потвърждава от документи с добро качество.

Крайната цена за самовъзстановяващ се предпазител зависи от количеството, времето за доставка, производителя, страната на произход и начина на плащане.

Да, има такъв хитър електронен компонент с много дълго име - самовъзстановяващ се предпазител. Що за „звяр“ е това и как работи? Ето за това ще говорим.

Всеки знае обичайния предпазител. Той е проектиран просто и работи изключително добре. Принципът на неговото действие се основава на топлинния ефект на електрическия ток.

Взема се тънка медна тел, която може да издържи определено количество ток, поставена в стъклена или керамична колба, така че при задействане разтопеният метал да не се пръска в различни посоки. Понякога този защитен елемент ви спасява в случай на късо съединение във веригата, но проблемът е, че самият той „умира“ завинаги.

За да смените дефектен предпазител, трябва да отворите кутията на устройството и да смените изгорелия предпазител. Но не винаги е удобно да се извърши такава операция и не винаги е необходимо. Следователно в такива случаи самовъзстановяващият се предпазител е много логична замяна на предпазител.

Самовъзстановяващите се предпазители се използват широко в компютри и игрови конзоли за защита на портове (например USB, HDMI), както и батерии в преносимо оборудване.

И така, нека да разберем как работи самовъзстановяващ се предпазител (ще го наричаме накратко JV), както и какви са основните му параметри.

Самовъзстановяващият се предпазител е изработен от специална проводима пластмаса. Тази пластмаса е специално вещество. Състои се от непроводим кристален полимер и малки частици сажди, въведени в него. Частиците сажди са разпределени в полимера и провеждат свободно електрически ток.

Самата пластмаса се формова в тънък лист и електродите, носещи ток, се напръскват върху повърхността. Благодарение на електродите е възможно да се разпредели енергията върху цялата повърхност. Към електродите са прикрепени лопатови или жични проводници, поради което съвместното предприятие е свързано към електрическата верига.

Основната характеристика на проводимата пластмаса е нейният висок нелинеен положителен температурен коефициент на съпротивление ( TKS). Просто казано, проводимата пластмаса провежда ток, докато температурата й надвиши определен праг.

След това съпротивлението на проводящата пластмаса рязко се увеличава, което води до прекъсване на електрическата верига. Това се случва, защото при превишаване на температурния праг кристалната структура на полимера се трансформира в аморфна и веригите от сажди, през които преминава токът, се разрушават. Това води до рязко повишаване на съпротивлението.

Откъде идва топлината, която води до промяна във фазовото състояние на полимера? Повишаването на температурата на полимера се получава, защото в авариен режим през самовъзстановяващия се предпазител започва да тече ток, който надвишава номиналния (т.е. работния) предпазител. В същото време, поради топлинния ефект на тока, температурата на материала на предпазителя се повишава. Това от своя страна води до изключване на предпазителя.

Параметри на самовъзстановяващите се предпазители.

За да изберете правилно самовъзстановяващ се предпазител за конкретно устройство, трябва да знаете основните му параметри. Нека да ги разгледаме.

Максимално работно напрежение ( Vmaxили Umax, V). Напрежението, което самовъзстановяващият се предпазител може да издържи без разрушаване, когато през него протича номиналният ток. Например, за защита на USB порт е подходящ SP с максимално работно напрежение от 6 волта.

Номинален работен ток или ток на задържане ( АЗ ДЪРЖАили Их, А). Токът, който самовъзстановяващият се предпазител може да пренесе през себе си, без да „изключва“.

Минимален работен ток ( спъвам сеили ТО, А). Минималният ток през SP, при който настъпва преход от проводящо състояние към непроводимо състояние. С други думи, това е токът, при който самовъзстановяващият се предпазител "изключва" - отваря веригата.

Минимално и максимално съпротивление ( RminИ R 1макс, ома). Това е съпротивлението на самовъзстановяващ се предпазител. По друг начин можем да кажем, че това е съпротивата на съвместното предприятие в работещо, провеждащо състояние. Параметърът R min е минималното съпротивление на съвместното предприятие, а R 1max е съпротивлението на предпазителя 1 час след последното пътуване. И двата параметъра са посочени за определена температура, например за 23 0 C. R min и R 1max обикновено се обозначават по-просто, например така: R = 0,5...1,17 (Ohm).

Всъщност това е много важен параметър. Колкото по-малък е, толкова по-добре, тъй като предпазителят винаги е свързан последователно с текущия консуматор (преди товара). А, както знаете, силата се губи чрез съпротива. За устройства, захранвани от автономни източници на енергия (акумулаторни батерии, батерии), е по-добре да изберете захранване с ниско съпротивление в работно състояние.

Работната температура на самовъзстановяващ се предпазител обикновено е в диапазона от -40 0 Спреди +85 0 С. При тази температура съпротивлението на съвместното предприятие практически не се променя и е в диапазона R min - R max. Температурата на "щракване", или с други думи, температурата на задействане обикновено е от +125 0 Си по-високи.

Още един параметър. Максимално допустим ток ( Imax, А). Това е максималният ток на късо съединение, който самовъзстановяващият се предпазител може да издържи без разрушаване при номинално напрежение (V max). Ако токът през съвместното предприятие надвиши стойността I max, тогава той ще се провали завинаги (всъщност ще „изгори“). Обикновено стойността на този параметър е в диапазона от няколко десетки ампера (40 - 100 A).

Също така много важен параметър е скоростта на работа на SP ( Макс. Време за пътуване). Тъй като загряването отнема известно време, предпазителят не задейства веднага, а след известно време. Той е доста малък и възлиза на част от секундата. Времето за реакция зависи от тока на претоварване и температурата на околната среда. Параметри като време за реакция са посочени в документацията за конкретен модел самовъзстановяващ се предпазител.

Самовъзстановяващите се предпазители се предлагат както в конвенционални корпуси за монтаж през отвор (THT технология), така и за повърхностен монтаж (SMT технология). SP за монтаж в отвори външно изглеждат като варистори и имат или корпус на диска, или правоъгълен.



SP за повърхностен монтаж са подобни на SMD резистори, но може да имат различна опаковка (обикновено под формата на плоча с лентови изводи).



Самовъзстановяващите се предпазители се произвеждат от компании като Bourns и Fuzetec.

Пример за приложение.

Пример за използване на самовъзстановяващ се предпазител би било използването му в захранване, което беше описано на страниците на сайта.



Той използва самовъзстановяващ се предпазител във връзка с други защитни елементи. Задействането на защитата не води до необратимо изгаряне на предпазителя и устройството започва да работи веднага след отстраняване на повредата или късото съединение в захранващата верига.