Самовосстанавливающиеся предохранители

Самовосстанавливающиеся предохранители (англ. PTC Resettable Fuse) представляют собой устройства, принцип работы которых основывается на способности скачкообразного увеличения собственного сопротивления при увеличении окружающей температуры или росте проходящего тока, а также на способности восстановления высокой проводимости при снижении тока и температуры. Эти компоненты используются для защиты различного оборудования от перегрева и перегрузок по току.

У нас можно купить импортные самовосстанавливающиеся предохранители ведущих мировых производителей.

Немного об основах

В условиях сбоя через предохранитель будет протекать большой ток, вызывая его нагрев. Сопротивление устройства будет экспоненциально возрастать, обеспечивая непрерывную защиту цепи до тех пор, пока неисправность не будет устранена. После устранения неисправности и снижения протекающего тока предохранитель будет остывать и через некоторое время вернётся в нормальное состояние с низким сопротивлением.

Рисунок 1 – Принцип работы самовосстанавливающегося предохранителя

Тело самовосстанавливающигося предохранителя с положительным температурным коэффициентом изготавливают из токопроводящего пластика, который состоит из непроводящего кристаллического полимера с содержанием высокопроводящих частиц углерода. Из-за близости проводящих частиц в кристаллической решётке при нормальных условиях прибор обладает низкой резестивностью и хорошо проводит ток. Однако, по мере возрастания протекающего тока, тело предохранителя нагреваться и в конечном итоге переходит в аморфное состояние, при этом токопроводящие частицы становятся изолированными друг от друга и теряют способность проводить ток, что вызывает резкий рост сопротивления материала. При дальнейшем снижении тока материал охлаждается и возвращается в кристаллическое состояние. Переход из состояния высокой проводимости в состояние высокого сопротивления называется отключением или срабатыванием (англ. Tripping).

Основные характеристики

При выборе коня загляните в его заводскую спецификацию. Ниже приведены основные параметры, на которые следует обратить внимание при выборе той или иной модели предохранителя-PTC.

U_max, максимальное напряжение (англ. Maximal Voltage) – максимальное значение приложенного напряжения, при котором предохранитель может выполнять свои функции.

I_trip, ток срабатывания (англ. Trip Current) – минимальное значение протекающего через предохранитель тока, при котором происходит отключение (срабатывание).

I_hold, ток удержания (англ. Hold Current) – максимальный ток, который может протекать через предохранитель не приводя его к срабатыванию (без разрыва цепи нагрузки).

I_max, максимально допустимый ток (англ. Max Current) – максимальное значение не приводящего к нарушению функциональности тока, протекающего через предохранитель при номинальном напряжении.

T_trip, время срабатывания (англ. Time to Trip) – промежуток времени, за который происходит переход предохранителя из проводящего состояния в состояние с высокой резистивностью.

R_i или R_min, исходное сопротивление (англ. Initial Resistance) – начальное сопротивление предохранителя в режиме проводящего состояния до первого срабатывания.

R₁ или R_max, сопротивление предохранителя после восстановления (англ. Post Trip Resistance) – максимальное значение сопротивления предохранителя по истечении часа во время восстановления после срабатывания при заданной температуре окружающей среды.

Ниже приведён идеальный график зависимости сопротивления от температуры предохранителя, а также типовая схема использования.

Рисунок 2 – Зависимость сопротивления от температуры (идеальный случай)

Рисунок 2 – Типовая схема использования

Обращаем Ваше внимание на то, что в реалии сопротивление самовосстанавливающегося предохранителя находится в экспоненциальной зависимости от температуры.

Подведём черту

• Неэффективно использовать PTC-предохранители в схемах защиты цепей, чувствительных к коротким скачкам тока.
• При использовании восстанавливающихся предохранителей в приборах, работающих при высоких температурах, следует брать во внимание, что ток срабатывания и скорость восстановления существенно зависят от температуры окружающей среды.
• Максимальное напряжение и ток в цепи не должны превышать предельно допустимые значения, иначе это приведёт к выходу из строя предохранителя.
• Рабочий ресурс предохранителей-PTC ограничен, поэтому не рекомендуется использовать их для защиты оборудования, в котором часто возникают перегрузки.

Восстанавливающиеся предохранители находят своё широкое применение в компьютерной технике, в телекоммуникационном, промышленном и автомобильном оборудовании, а также в различной бытовой технике.