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联合式电路保护有助于防止损坏DVB网络设备

时间:04-07 来源:电子产品世界 点击:

升造成的,聚合物内的晶体物质将会融化并成为无定形物质。在晶体相融化阶段所出现的体积增长导致导电性颗粒在液力作用下分隔,并导致器件的电阻值出现巨大的非线性增长。

典型情况下,电阻值将增加3到4个数量级。此电阻值在增加后能够将故障条件下流经的电流数量降低到一个较低的稳态水平,从而保护电路内的设备。在故障排除以前以及电路电源断开以前,PPTC器件将保护在其闩锁(高阻值)状态下,而故障排除以及电路电源断开时,导电性复合材料冷却下来并重新结晶,将PPTC恢复成电路内的低阻值状态,受影响的设备也恢复到正常的运行状况。

PPTC器件在电路中作为串联部件使用。此器件所具有的较小外形有助于节省宝贵的板卡空间。而且与传统上要求用户能够接触到的熔断器相反,PPTC器件的可复位功能允许其布置在无法接触到的位置。由于PPTC器件属于固态器件,所以也能耐受机械冲击和振动,从而有助于在广泛的应用范围内提供可靠的保护能力。

虽然PPTC器件经常被称为“可复位的熔断器“,但它属于用于限制电流的非线性热敏电阻器。熔断器属于电流跳闸型器件,而一旦熔断器“熔断”,它所在的电路即被损坏,熔断器上再也无法流过电流。这种电气中断(或断路)属于永久性的状况。

一旦PPTC器件动作,由于它需要有一个很低的焦耳加热泄漏电流或外部热源来保护其已动作状况,所以有一个很小数值的电流通过。一旦故障状况被排除,这个热源即被消除。这时器件就可以恢复到低阻值状态,而电路也就恢复正常。

尽管这种可复位器件有着本质上的明显优点,仍然有一些熔断器可能是电路保护较为适宜方式的状况。在恢复到正常运行状态会造成潜在的安全危险和/或设备上的器件在发生故障后应当进行维护的状况下,采用熔断器或断路器较为合适。例如,在垃圾处理装置中推荐采用一次性的熔断器,因为此装置的刀片在电动机突然恢复运行时有可能导致严重的伤害事故。另一方面,可复位的PPTC器件对于需要立刻恢复运行的电信和网络设备的保护方面是一项合理的解决方案。

最后,设计人员必须决定自己设计的应用要求采用哪种水平的保护。决定是否适合采用某一具体保护器件的最好方式是进行一次全面的系统测试。

  PPTC器件在设计中要考虑的事项

在电路中包含PPTC器件的设计时,有一些关键性的参数要予以考虑,包括器件的保持和动作电流、环境条件对器件性能的影响、器件的复位时间、动作状态下的泄漏电流,以及自动或手动复位条件。

  保持和动作电流

图4所示为PPTC器件的保持和动作电流作为温度函数的特性。在A区描述的电流和温度组合下,PPTC器件将动作以保护电路。在B区描述的电流和温度组合下,PPTC器件能够让电路工作在正常状况下。在C区内,器件既有可能跳闸,也有可能保持在低阻值状态下,这要取决于具体的器件电阻值和环境。

由于PPTC器件可以在温度作用下动作,所以在器件周围有任何温度上的变化都将影响到器件的性能。在PPTC器件周围温度增加时,器件动作所需的能量较少,因此保持电流(IHOLD)降低。采用陶瓷材质和聚合物材质的正温度系数(PTC)器件的制造商能够提供温度降额定值曲线和IHOLD对温度的表格,以帮助设计人员选择适用的器件。

  环境条件对器件性能的影响

PPTC器件的热传导环境可以对器件的性能产生显著的影响。通常,通过增加器件的热传导性能,其功率耗散、动作时间和保持电流方面均将有相应的增长。如果从器件发出的热量传导量下降,则会出现相反的现象。此外,器件周围热质量的改变也将改变器件的动作时间。

PPTC器件的动作时间定义为在故障电流开始出现至器件动作之间的时间。动作时间取决于故障电流和环境温度的大小。

动作事件是由于在向环境中散失热量的速率低于热量产生的速率而造成的。如果所产生的热量大于所散失的热量,器件的温度将有所增加。温度上升的速率和让器件跳闸所要求的总能量取决于故障电流和热传导环境。

在正常的运行条件下,器件所产生的热量和器件散失到环境中的热量处于平衡状态下。

I2R = U(T-TA)

其中:I 为流经器件的电流;R为器件电阻值;U为综合热传导系数;T为器件的温度;TA环境温度。

电流或环境温度或两者的上升,均将导致器件达到电阻值迅速上升的温度。电阻值的这种巨大变化将降低流经电路的电流,保留电路不被损坏。

保持电流器件能够在不限时间的情况下,保持不从低阻值状态转入高阻值状态的最高稳态电流。保持电流可以根据热传导环境进行相当精确的定义,并且会受到各方面的设计选择的影响,例如:

·将器件布置在发热源的附

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