用自恢复PPTC器件提高电子设备的可靠性
保护电子电路免于电流过大或温度过高而损坏是众多电路保护技术的一个主要功能。在过去,电路保护一般是采用保险丝或可熔断的导线,但在当前的应用中,可恢复型的器件,例如聚合正温度系数(PPTC)器件、陶瓷正温度系数器件、双金属断路器和恒温开关已经成为首选的解决方案。这些器件在发生故障后不需要进行更换,并且能够保证电源断开或消除了过电流现象后,电路能够恢复到正常的工作状态。
PPTC器件是一种能够限制电流的非线性热敏电阻。在出现故障时,所有的正温度系数器件均处于高阻值状态,而且由于正常操作中仍可能导致在部分回路中存在危险性的电压,对于电路设计人员来说,重要的是要理解PPTC器件与保险丝之间的区别。保险丝属于中断电流的器件,当保险丝熔断后,电路就会中断,保险丝必须进行更换。而一旦PPTC器件发挥作用,仍然有很低的电流流经器件。PPTC器件要求有一个较小的起到电阻性加热作用的漏电流或外部热源来维持器件的工作状态。一旦故障消除或电源中断,外部热源消失后,器件将返回至低阻值状态,所以不需要进行更换。
是否需要熔断
尽管可恢复器件本身具有明显的优点,但在某些情况下,保险丝可能仍是电路保护的一种较佳的选择。在恢复正常运行状态可能导致潜在的安全危险或者在发生故障状态后需要进行设备维修的情况下,则适宜使用保险丝或断路器。例如,对于垃圾处理设备来说,可以推荐使用一次性的保险丝。因为如果电机突然恢复运作,刀片可能会造成严重的伤害事故。另一方面,可恢复型的PPTC器件对于保护电信和网络设备来说,是相当合理的解决方案。在这种情况下,能够迅速恢复运行的能力是十分重要的。
如果对PPTC器件的可恢复性功能的性质把握不当,可能导致器件在电路中得不到适当的使用。而如果设计人员在将PPTC器件与其它可恢复型器件,如陶瓷正温度系数器件、双金属恒温开关和按钮式断路器进行比较时,有可能产生更多的混淆。表1说明了这些过电流保护器件的恢复方式。
PPTC器件在电路设计方面的考虑
PPTC器件可作为电路中的串联元件。由于这些器件的外形较小,有助于节省宝贵的电路板空间。而且,与传统的保险丝要求用户干预相反,这种可恢复的功能允许将器件布置在不能接触到的位置上。由于这些器件属于固态器件,所以还能够承受机械冲击和振动,从而为多种应用提供可靠的保护。
