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功率型杜集NTC杜集熱敏電阻的作用和選型分析（二）

文章出處：技術(shù)支持責(zé)任編輯：深圳新時(shí)恒電子科技有限公司發(fā)表時(shí)間：2020-06-10

電機(jī)、變壓器

、開關(guān)電源

、電加熱器

、白熾燈具等等在通電時(shí)

，會(huì)產(chǎn)生瞬間的浪涌電流

，上述電器設(shè)備的功率越大

，浪涌電流越高

。下面我們重點(diǎn)討論功率型 NTC熱敏電阻器在開關(guān)電源和直流變壓器中抑制浪涌電流的作用和選型

。
1
、開關(guān)電源。
開關(guān)電源在開機(jī)上電的瞬間,與負(fù)載并聯(lián)的濾波電容

，電容電壓不能突變

，因此會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的充電電流

，這個(gè)電流就是我們常說的開機(jī)浪涌電流。開機(jī)浪涌電流是在對(duì)濾波電容進(jìn)行初始充電時(shí)產(chǎn)生的

，其大小取決于啟動(dòng)上電時(shí)輸入的電壓值以及由橋式整流器和電解電容等元器件所形成的回路總內(nèi)阻

。
電容引起的浪涌電流計(jì)算：
比如在輸入電壓V為220Vac，整個(gè)電路內(nèi)阻（含整流橋和濾波電容）Rs=1Ω

，若正好在電源輸入波形達(dá)到90度相位的時(shí)候開機(jī)

，那么開機(jī)瞬間浪涌電流的峰值將達(dá)到：I=（220×1.414）/1≈311（A）這個(gè)浪涌電流雖然時(shí)間很短（mS級(jí)），但如果不加以抑制

，會(huì)減短輸入電容和整流橋的壽命

，還可能造成輸入電源電壓的降低，讓使用同一輸入電源的其它電源設(shè)備瞬間掉電

，對(duì)臨近設(shè)備的正常工作產(chǎn)生干擾

。

我們?cè)谶x用功率型NTC熱敏電阻針對(duì)濾波電容引起的浪涌電流保護(hù)時(shí)，需要選擇什么樣參數(shù)的功率型NTC熱敏電阻呢

？這里面還是有一些知識(shí)點(diǎn)的

，我們建議從R25阻值、最大穩(wěn)態(tài)電流

、允許最大電容（焦耳能量）等幾個(gè)方面對(duì)功率型NTC熱敏電阻的參數(shù)進(jìn)行選擇

。

a、功率型NTC熱敏電阻的R25阻值的選擇

。
電路允許的最大啟動(dòng)電流值決定了功率型NTC熱敏電阻的阻值

。
假設(shè)電源額定輸入為220VAC，內(nèi)阻為1Ω

，允許的最大啟動(dòng)電流為60A

，那么選取的功率型NTC在初始狀態(tài)下的最小阻值為：
Rmin=（220×1.414/60）-1=4.2（Ω）
針對(duì)此應(yīng)用我們建議選用功率型NTC熱敏電阻的R25阻值≧4.2Ω。
b

、功率型NTC熱敏電阻的最大穩(wěn)態(tài)電流的選擇

。

最大穩(wěn)態(tài)電流的選用的原則應(yīng)該滿足：電路實(shí)際工作電流 < 功率型NTC熱敏電阻的最大穩(wěn)態(tài)電流。

很多電源是寬電壓設(shè)計(jì)（AC 90V-240V）

，但產(chǎn)品的功率是固定的

，因此要注意在低電壓輸入時(shí)，工作電流要比高電壓輸入時(shí)高許多

。
根據(jù)公式： W=V·I 在相同的功率條件下

，如在90V的輸入電壓時(shí)，工作電流是240V的輸入電壓時(shí)的2.7倍

。因此電路的實(shí)際工作電流以最低電壓時(shí)計(jì)算的為準(zhǔn)

。
c、功率型NTC熱敏電阻最大允許電容（焦耳能量）的選擇。
對(duì)于某個(gè)型號(hào)的功率型NTC熱敏電阻來說

，允許接入的濾波電容的大小是有嚴(yán)格要求的

，這個(gè)值也與最大額定電壓有關(guān)。
開機(jī)浪涌是因?yàn)殡娙莩潆姰a(chǎn)生的

，因此通常用給定電壓值下的允許接入的電容量

，來評(píng)估功率型NTC熱敏電阻承受浪涌電流的能力。
對(duì)于某一個(gè)具體的功率型NTC熱敏電阻來說

，所能承受的最大焦耳能量已經(jīng)確定了

。
功率型NTC熱敏電阻的焦耳能量計(jì)算公式：E=1/2 CV2
從上面的公式可以看出，其允許的接入的電容值與額定電壓的平方成反比

。簡(jiǎn)單來說

，就是輸入電壓越大，允許接入的最大電容值就越小

，反之亦然

。
功率型NTC熱敏電阻產(chǎn)品的規(guī)范一般定義了在220V/AC下允許接入的最大電容值。
假設(shè)某應(yīng)用條件最大額定電壓是420VAC

，濾波電容值為200μF

。根據(jù)上述能量公式可以折算出在220VAC下的等效電容值應(yīng)為：
200×（420）2/（220）2=729μF這樣在選型時(shí)就必須選擇220VAC 下允許接入電容值大于729μF的功率型NTC熱敏電阻器的型號(hào)。
2

、直流變壓器

。
有一些電器內(nèi)有容量很大的直流變壓器，當(dāng)變壓器通電的瞬間

，如果供電電源正弦波的波形正處于零的位置時(shí)

，變壓器會(huì)產(chǎn)生很大的浪涌電流（勵(lì)磁涌流）

，其大小是變壓器額定電流的8-30倍

。
這種情況下，會(huì)產(chǎn)生兩種問題：1

、變壓器過電流損壞

，從而影響變壓器的壽命；2

、對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生干擾

，從而影響在電網(wǎng)內(nèi)使用的其他電器。通過在電源回路中串聯(lián)功率型NTC熱敏電阻器可有效地消除這種影響

，如圖：

功率型杜集NTC杜集熱敏電阻的作用和選型分析（二）的圖片

上圖中兩個(gè)變壓器的功率均為1000W

，總功率為2000W。

、保護(hù)變壓器用功率型NTC熱敏電阻的能量如何進(jìn)行選擇

？

NTC熱敏電阻所需能量=1/2 L I2

變壓器阻抗（Ω）XL=輸入電壓/浪涌電流

=220V/564A

≈0.390(Ω)

根據(jù)XL=2πfL

變壓器電感量L=0.390/（2*3.14）/50 ≈1242（uH）

NTC熱敏電阻所需能量（Joule）=1/2 L I2

=1/2*（1242*10-6)*5642

≈198（Joule）

其中：峰值浪涌電流564A，為示波器測(cè)量值

輸入電壓=220VAC，工作頻率=50Hz

根據(jù)E=1/2 CV2 可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)240V的條件下C=6875uF

，也就是說

，選擇的NTC最大沖擊電容量需要≥6875uF。

、假設(shè)

，變壓器的效率：90%，最小輸入電壓：90V

I穩(wěn)態(tài)=變壓器功率/（變壓器效率*最小輸入電壓）

=2KWA/（0.9*90V）=24.70A ≈ 25A

即功率型NTC熱敏電阻的穩(wěn)態(tài)電流應(yīng)≥25A

。

、電路允許的最大啟動(dòng)電流值決定了功率型NTC熱敏電阻的阻值。

這樣經(jīng)過推算出所需功率型NTC熱敏電阻的最大沖擊電容量

、穩(wěn)態(tài)電流及電阻值就可以從說明書中方便地選擇功率型NTC熱敏電阻的型號(hào)

。

上一篇: 如何使用浪涌電流抑制器杜集NTC杜集熱敏電阻

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