PTC协同电路保护

PTC协同电路保护

核心问题:

LCD加热元件保护技术介绍

用于协调保护交流电源

概述工业控制器的保护策略

解决方案:

安装WHPTC设备以保护LCD和加热器控制电路

与WHPTC装置一起安装的过电流和过电压保护电路，用于保护交流电源输入端子

采用金属氧化物压敏电阻处理过压保护

使用WHPTC设备减少组件数量并减少故障对系统的影响

WHPTC器件用于家用电器，控制器和交流电源的协同电路保护

高分子聚合物开关正温度系数装置（PPTC）实现的过电流和过热协同保护技术可以保护家用电器中的电动机，控制器和电子组件. WHPTC器件的电阻小，尺寸与保险丝相同. 发生故障时，它将限制危险大电流的流动. 但是，在排除故障并切断电源之后，WHPTC器件将返回到其原始的低电阻状态，并且它所保护的设备仍然可以正常工作.

LCD加热元件保护技术

液晶显示器广泛用于家用电器，但是温度变化对其影响很大. 这是因为LCD的性能在低温下很差，因此经常使用加热元件来提高温度并改善性能. 通常的方法是将加热元件的温度传感器连接到微处理器控制的开关上，并使用该开关控制加热元件. LCD的温度超过指定范围时，加热元件的电源将被切断.

这种方法的缺点是微控制器控制加热元件，该加热元件现在用于过热控制. 如果微控制器发生故障或其他控制元件发生故障，则将失去对加热元件的控制，从而导致高温下的断电功能失效以及热量控制丧失.

图1 PPTC器件将减少高温下流入加热元件的电流

安装独立于加热元件控制器的WHPTC装置可以保护LCD和加热器控制电路免受温度过高造成的损坏. 如图1所示，WHPTC器件通常放置在电源和加热器之间的连接线中，并放置在LCD导热电路中，以便LCD产生的热量可以传导到WHPTC器件. 当LCD的温度达到某个预定温度时，PPTC器件的电阻迅速升高，并且加热元件中的电流相应地减小. 一旦故障消除并重新打开电源，电路将返回其正常工作状态.

用于协调保护交流电源

从小型台式家用设备到人员使用的高温熔炉，电子设备的结构变得越来越复杂，功能越来越多，所有这些都促进了电路的集成和电路板尺寸的减小. 如何保护敏感的电子元件并防止由于电压瞬变，短路和用户误用而造成的损坏是制造商的首要考虑. 过去，在设计控制电路板时，通常在变压器的一次侧和二次侧不使用过电流保护. 发生故障时，变压器会散发大量热量，以防止损坏控制电路板. 连接到交流电源输入端的协调的过电流和过电压保护电路可以帮助设计人员满足安全机构的要求，并减少组件数量并降低成本.

图2连接到交流电源电路的协调过电压和过电流保护

图2说明了如何将金属氧化物变阻器（MOV）与WHPTC器件结合使用. 两者的结合提高了设备​​在恶劣AC环境中的可靠性，并符合国际电工委员会IEC 61000标准的测试要求.

金属氧化物压敏电阻具有很高的直通电流和能量吸收能力，响应速度快，成本低，非常适合电源侧的过压保护. WHPTC过电流保护装置的额定工作电压也是AC 240V，允许间歇性电压高达265V，可以与压敏电阻一起安装在AC电源输入线路中.

可以自动恢复的WHPTC保护装置与一次性电流保险丝不同. 发生故障时，如果电流略有升高，则会导致其温度升高，从而防止电路损坏. 将WHPTC设备安装在可能发热的组件附近，例如磁性组件，场效应晶体管（FET）或功率电阻器. 实现过电流保护和过热保护只需要一个.

某些交流电源过载情况可能导致压敏电阻保持钳位状态. 此时，电流将继续流动，最终可能因过热而损坏设备. 通过将WHPTC器件放置在金属氧化物压敏电阻附近，可以密切监测压敏电阻的加热状态. 当压敏电阻长时间过载时，其热量将传递到WHPTC器件，从而使WHPTC器件更快地变为高阻状态，从而限制了压敏电阻中的电流，从而保护了压敏电阻不会烧坏.

对于特定应用，选择WHPTC器件和压敏电阻与国际电工委员会IEC61000-4-5规定的设备保护等级以及设备本身的工作条件有关. 选择PPTC设备时，主要考虑因素是该设备的额定电流应与正常工作条件下的电气设备电流保持一致.

工业控制器的保护策略

传统上，一次性保险丝已用于保护电子电路免受过电流造成的损坏. 使用此技术时，如果线路出现故障或组件出现故障，则电流过大，保险丝会烧断ptc保护电路，并且电气连接会中断. 如果系统的一个组件发生故障，则其他组件和整个系统将无法工作. 这样，必须移除并更换受影响组件上的所有保险丝，然后系统才能再次运行.

在控制器和远程控制设备中，如果使用自我恢复故障保护技术，则可以减少故障对系统的影响，减少影响系统的组件数量，并缩短维修时间. WHPTC器件是一种替代保险丝技术的实用可行的方法. 它可以保护有价值的电子系统，降低保修和维护服务的成本ptc保护电路，并提高用户满意度.

在工业控制器的许多应用中，用WHPTC器件代替一次性保险丝可以帮助设计人员在关键接口电路上实现相同水平的过电流保护；并且，当外部故障导致系统出现故障时，如果中间有大电流，则无需更换或修理保险丝.

除控制器外，任何需要电源，模拟电路或通信总线接口的远程传感器，指示器或制动器，如果使用WHPTC设备，也会从中受益. 这些组件通常由于接线错误，电源错误或中性线连接不良而损坏.

结论

使用协调的过流，过热和过压保护，设计人员可以减少零件数量，并减少由于电动机和控制板变压器故障而引起的保修恢复. PPTC自恢复保险丝装置具有低电阻，动作时间快，高度低和自恢复功能，可以帮助设计人员设计安全可靠的产品并满足监管机构的要求.

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