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陶瓷PTC热敏电阻器用于电源变压器的选型实例

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-06-05  浏览次数:1502
核心提示:,实际测试35 Ω完全符合保护条件.此时我们可很方便的将同一规格型号的陶瓷PTC热敏电阻器产品划分两类,分别满足两款变压器正常工作要求,以达到最佳使用效果.

工程师在选用PTC热敏电阻器时,必须明确提出其初级电压、初级额定电流以及1.25倍的电压电流,以方便我司准确为客户提供选型.提高选型的准确性.以下以实例解释如何为变压器选型:
 
1、陶瓷PTC热敏电阻器用于电源变压器的选型实例
已知:某变压器厂商工程师在设计一电源变压器时,其电路参数如下:初级电压220V,次级电压10.8V,次级电流550mA,次级异常时的初级电流约220mA,要求10分钟之内进入保护状态,变压器工作环境温度-10至55 ℃,正常工作时温升 约为15至25 ℃,其安装方式为PTC嵌入变压器线包内安装。请选定一款陶瓷PTC热敏电阻器用于初级保护。
 
答:之前我们在前面提过,选择变压器保护用陶瓷PTC热敏电阻器应考虑并确认以下参数:最大工作电压、不动作电流、动作电流、最大电流、居里温度、外形尺寸、使用环境温度等参数,以下我们根据以上要求进行选型实例说明.
 
1、首先确定最大工作电压
已知变压器工作电压220V,考虑电源波动的因素,最大工作电压应考虑20%--25%的波动,取最大波动值25%,则PTC热敏电阻器的最大工作电压220V×(1+25%)=270V,故PTC热敏电阻器的最大工作电压选270V,但根据我司的命名情况,一般取265V.
 
 
2、确定不动作电流
根据对变压器工作条件要求,最高温度为55℃,且在1.15倍正常电压下工作,测量变压器正常工作电流为46mA,
测量线圈表面温度为75--78 ℃,考虑使用安全系数,选用的陶瓷PTC热敏电阻器应满足80 ℃50mA的长期工作电流,如转换为60℃不动作电流时,需再预留20%左右的余量。即50×1.2=60mA
 
η取0.65-0.75 ,通过计算:(次级电压×次级电流)÷ η = 初级电压 × 初级电流(I),可计算出:
初级电流(I)=【(次级电压×次级电流)÷ η】/ 初级电压 =【(10.8×0.55A) ÷0.75】÷ 220V
计算得出电流I等于36mA,综合考虑实际需在1.25倍的情况下正常工作,特必须加大工作电流,因计算值是理想状态,考虑实际时应尽可能根据实际测试结果为准(包括测量正常 工作电流与线圈表面温度)
 
4、确定动作电流
A、次级异常状态保护
一般电源变压器在常温状态下,如本应用实例所示,次级异常短路时初级电流为220 mA,所以应考虑220mA下,常温陶瓷PTC热敏电阻器要求在5分钟内保护.
 
 
B、初级过压保护
当变压期正常工作一段时间后,变压器因输入电压过高,导致电流增大,超过变压器的内线要求,陶瓷PTC热敏电阻器起保护作用,在此状态下,通常取PTC正常工作电流的2倍值作为保护电流阀值(环境温度取决于变压器正常工作时线圈温度,通常为60-80℃),时间可要求在180-300S之间保护。在此条件下,可要求陶瓷PTC热敏电阻器100mA,180S内保护.
 
C、过温(热)保护:变压器正常温度环境过高,超过变压器承受内线,此变压器正常最高温度为80 ℃,通常考虑增加15-20 ℃的上限作为保护要求,所以此条件要求PTC在95 ℃50mA条件下30分钟内保护(因温度是热积累的过程,所以仅依靠温度上升保护时间比较长)
 
4、确定最大电流
经实际测量,变压器次级短路时,初级电流可达到220mA,如果考虑到初级线圈发生部分短路时有更大的电流通过,PTC热敏电阻器的最大电流确定在0.5A以上。
 
5、确定居里温度和外形尺寸
A、居里温度,考虑产品的保护条件,为满足产品过温状态下达到保护要求,通常,居里温度点应比实际工作的最高温度点高出20-25 ℃为最佳。如选择居里太低,容易引起产品误保护。如太高,产品表面温度较高,正常保护时间加长。本实例可选择居里温度100℃。
 
B、考虑产品的最大电流0.5A,选用7mm外径为最适宜,如外尺寸太大,成本较高,太小,耐电流能力不足.
 
6、确定PTC型号
根据以上选型计算,查阅AMPRON公司的技术规格表,可选定MZ11-07N45RH265
最大工作电压265V,额定零功率电阻值45Ω ,不动作电流80℃,140 mA;动作电流220 mA,最大电流0.5A,居里温度100℃,最大外径为8.5mm。
 
7、同一型号产品不同段产品的使用规则
举例说明,如本实例变压器型号,初级最大正常工作电流为50 mA,根据我公司实际测试得知,该产品55Ω时完全能满足此正常工作电流。因变压器同系列规格调整更改型号,如将初级最大工作电流下调为40 mA,此时实际测试我公司同一规格型号(MZ11-07N45RH265)产品65Ω时,完全能满足40 mA的工作电流,此时保护条件可按照最低保护要求检测,即保护条件同时能符合两款规格型号,如上两规格型号,实际测试35 Ω完全符合保护条件.此时我们可很方便的将同一规格型号的陶瓷PTC热敏电阻器产品划分两类,分别满足两款变压器正常工作要求,以达到最佳使用效果.
 
 
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