Здравствуйте уважаемые читатели! Сегодня я хочу с вами поговорить о таком интересном радиоэлементе как самовосстанавливающийся предохранитель (СП), расскажу о сильных и слабых его сторонах и скажу пару слов об области их применения.
Содержание
Устройство и принцип работы
Основные параметры СП
Плюсы и минусы самовосстанавливающихся предохранителей
Область применения
Устройство и принцип работы
Итак, для начала давайте узнаем по какому принципу функционирует наш самовосстанавливающийся предохранитель и как устроен. Оригинальное название самовосстанавливающегося предохранителя – PolySwitch. Это PPTC (Polymeric Positive Temperature Coefficient) - изделие с положительным температурным коэффициентом сопротивления.
Внешне СП представляет собой круглую или квадратную пластину с выводами, если изделие предназначено для монтажа по технологии ТНТ. А также могут иметь вид прямоугольных пластин (как сопротивления), если они будут предназначены для монтажа SMT.
Так что по своей сути СП гораздо ближе к позистору или биметаллическому термопредохранителю, чем к обычному плавкому предохранителю.
Главная фишка СП заключена в том, что в его основе используется специальный токо непроводящий полимер, в матрицу которого встраивается токопроводящий углерод, формирующий проводящие дорожки.
И пока через образованные углеродом дорожки течет номинальный ток, ничего не происходит. Но как только его величина возрастает выше определенного предела, то полимерное вещество начинает нагреваться, и в определенный момент времени полимер осуществляет переход в аморфное состояние. В результате чего изделие увеличивается в размерах и запускается процесс разрыва проводящих дорожек из графита.
Это влечет за собой увеличение сопротивления, что приводит к еще большему нагреву предохранителя. И это приводит к тому, что сильно возросшее сопротивление полностью прекращает протекание тока по цепи, тем самым защищая прибор.
После того как прибор остыл, запускается обратный процесс кристаллизации полимера и восстановление проводящих дорожек, то есть предохранитель начинает вновь проводить ток.
Температурная зависимость сопротивления выглядит так
Из рисунка выше видно, что пока температура самовосстанавливающегося предохранителя находится между точками 1-2, изделие пропускает ток. По достижении определенного уровня температуры сопротивление начинает увеличиваться и уже на отрезке 3-4 изменяется по экспоненциальному закону.
Основные параметры СП
1. Umax (В) – максимальное напряжение, которое способно выдержать изделие и не разрушиться.
2. Lh (A) – номинальный ток, который способен пропускать через себя СП без срабатывания.
3. Itrip (A) – минимальный ток, при котором срабатывает самовосстанавливающийся предохранитель.
4. Rmin; R1max. Одни из важнейших параметров Rmin показывает сопротивление изделия до первого его срабатывания. R1max – это сопротивление предохранителя спустя один час после срабатывания. Данные параметры всегда указываются для определенной температуры окружающей среды.
И чем меньше эти параметры, тем лучше. Ведь СП включается в цепь последовательно и если он будет обладать достаточно большим сопротивлением, то на нем будет рассеиваться мощность изделия, что нежелательно.
5. Рабочая температура и температура срабатывания. Рабочей температурой называется диапазон, в котором минимальное сопротивление и сопротивление после срабатывания практически неизменно и варьируется этот коридор от -40 до +85 градусов по Цельсию. А температура срабатывания обычно составляет 125 градусов по Цельсию.
6. Imax – максимальный ток короткого замыкания, который выдерживает изделие без разрушения.
7. Скорость срабатывания Max. Time to Trip - это время, за которое СП переходит из рабочего состояния в сработанное. Тоже крайне важный параметр и тут работает правило: чем меньше, тем лучше.
А теперь давайте перейдем к плюсам и минусам изделия.
Плюсы и минусы самовосстанавливающихся предохранителей
Итак, из плюсов можно выделить то, что в случае срабатывания данное изделие не нужно менять, как, например, обычный предохранитель.
А вот минусов у него несколько больше:
Достаточно низкое время срабатывания. Мы уже уяснили, чтобы запустить процесс в полимерном веществе, ему нужно нагреться и получается, что скорость срабатывания такой защиты достаточно медленная и напрямую зависит от первоначальной температуры СП.
То есть если прибор будет использоваться в широких температурных пределах, то для его защиты применять СП нежелательно.
Так же есть еще один существенный минус, даже после первого срабатывания изделие не восстанавливается до первоначальных параметров.
И получается, что буквально через пару тройку срабатываний изделие нужно менять, так как оно не будет полноценно выполнять свои защитные функции. И из этого следует еще одни вывод, что в изделиях, где возможны частые перегрузки, такие защитные элементы нежелательны к использованию.
Область применения
Несмотря на довольно серьезные недостатки, такие защитные элементы довольно широко используются, например, в импульсных боках питания, но не как отдельный элемент защиты, а в комплексе совместно с другими гораздо более быстродействующими защитными устройствами.
Это все, что я хотел вам рассказать о самовосстанавливающихся предохранителях. Если вам понравилась статья, тогда оцените ее лайком и спасибо, что уделили свое внимание!
