帶您了解NTC和PTC熱敏電阻的組合電流控制

 當保險絲和組件被打開時，高功率負載是一個主要的壓力因素，因為它們會導致非常高的電流流動。為避免這種情況，提供基于 NTC 和 PTC 熱敏電阻的陶瓷 EPCOS 浪涌電流限制器 (ICL) – 組合使用時可形成強大的組合。

當電源、變頻器或車載充電器等大功率負載通電時，短時間內會出現可能是額定電流數倍的電流。這可能會導致不良影響，例如熔斷器跳閘，甚至損壞系統。兩種類型的負載尤其會導致高涌入電流：一方面，它們是電感性負載，例如電機和變壓器，它們需要非常高的電流才能產生磁場。另一組是直流鏈路中的大電容電容器，在連接時會產生非常高的充電電流，這對電容器本身以及整流器來說都是一個相當大的壓力因素。

簡單的方法是使用低歐姆功率電阻器來限制浪涌電流。然而，這確實有一個缺點，即在正常模式下，這些貼片電阻器上會出現不應忽略的功率損耗。一個相當好的解決方案是使用熱敏電阻作為 ICL。NTC 或 PTC 熱敏電阻表現出不同的熱特性并因此提供不同的使用可能性，用于此目的。利用這些組件的所有優點的一種方法是組合使用它們。首先讓我們看看NTC熱敏電阻：

帶有 NTC 熱敏電阻的優雅解決方案

限制高輸入側浪涌電流的一種非常優雅的解決方案是使用愛普科斯 NTC 熱敏電阻。功能原理：這些陶瓷元件是與溫度有關的電阻器，其電阻隨溫度升高而下降。在室溫 (25 °C) 下，它們具有特定的電阻值 (R 25 )，可限制浪涌電流。當電流繼續流過組件時，它會升溫，電阻會降至非常低的值，具體取決于類型，可能遠低于 1 歐姆。額定電流下的損耗相應較低。

NTC ICL 的選擇標準

確定合適的 NTC 熱敏電阻的兩個重要的標準是初始電阻 (R 25 ) 和*大電流。首先，確定所需的R 25。它必須選擇得足夠高，以便通過將其與負載串聯，將電流限制在一個不會導致熔斷器跳閘的值，并且不會對負載的組件（例如整流器）造成損壞。

第二個標準是 I max，它由負載的額定功率決定。這里重要的是 NTC 熱敏電阻的降額。

TDK 提供范圍廣泛的 NTC 熱敏電阻，其 R 25介于 0.5 Ω 和 33 Ω 之間，允許電流為 1.3 A 至 30 A。

使用 ICL 時，應根據類型確保大約 90 秒的冷卻時間，這在負載頻繁短時間打開和關閉的情況下可能會出現問題，因為預熱的 NTC 熱敏電阻的電阻非常低因此幾乎沒有電流限制。此處提供了一種補救措施，即使用繼電器或晶閘管繞過 NTC 熱敏電阻。這可能會在接通后幾秒鐘內發生，因為此時大多數負載已經以額定電流運行。由于旁路，NTC 熱敏電阻不會升溫。

旁路電路的響應時間由R 1和C 1的時間常數以及齊納二極管的值決定。在示例電路中，繼電器會在大約 3 或 4 秒后響應 - 取決于組件的容差。在使用的繼電器（24 V DC，8 A AC）上，線圈的保持電壓約為 0.5 U N。由于 C 2的充電電流，繼電器響應并在 C 2充電后以額定電壓的一半運行，這將電流要求減半。特別是當負載具有高額定電流時，該電路的功率需求小于連續電流流經 NTC 熱敏電阻造成的損耗。

通過 PTC 熱敏電阻對電容器進行可靠充電

直流母線電路中的大電容電容器和電容器組在接通時代表短路。為了在此處實現可靠的電流限制，應使用 PTC 熱敏電阻代替固定電阻器。高電流會導致這些組件升溫，并且與 NTC 熱敏電阻相反，它們會變成高歐姆，這使得它們本質上是安全的。這種行為的優勢在于，在直流鏈路短路的情況下，電流被限制在無害值，這是固定電阻器無法提供的。

對于直流母線電路，TDK 提供一系列特殊的 PTC 熱敏電阻，這些熱敏電阻設計用于 260 V DC 和 560 V DC 之間的電壓，在 25 °C 下提供 22 Ω 和 1100 Ω 之間的電阻，并且根據其類型，符合認證要求符合 UL、IECQ 和 VDE，并符合 AEC-Q200 的要求。

特別是在較大的電容器組的情況下，應注意不要超過 PTC 熱敏電阻的*大熱容和*大允許溫度。通過并聯 PTC ICL 可以實現必要的熱容。

在正常操作中，PTC ICL 或多個并聯的 PTC ICL 在對直流母線電容器充電后必須旁路，以免產生任何功率損耗。但是，如果直流鏈路中出現短路（可能是由損壞的電容器引起），則必須沒有旁路。因此，旁路電路重要的參數是直流母線電壓。如果充電后達到設定值，則沒有故障；另一方面，如果它長時間保持在非常低的值，則存在短路。這使得比較器電路可以輕松實現，僅在直流鏈路充電后才繞過 PTC 熱敏電阻。

結合優勢

尤其是工業電源、轉換器等直流母線電容較大的大功率負載，建議結合NTC和PTC浪涌電流限制器（抗浪涌貼片電阻）的優點和功能。

因此，將此處描述的電壓控制導通時間也用于繞過電源輸入側的 NTC 熱敏電阻是明智的。為此，電路中需要一個帶有兩個轉換觸點的繼電器。

這種組合浪涌電流限制的優點是保護組件、避免電源側或設備內部熔斷器的意外跳閘，以及在直流母線短路時可靠的電流限制。