叡霖半導体（深セン）有限公司

スマートホームデバイス向けPPTC

スマートホームデバイスは、ますます接続され、コンパクトでインテリジェントになっています。スマートスピーカー、Wi-Fiルーター、スマートカメラ、スマートロック、サーモスタット、スマートライティング、センサー、ハブ、ドアベル、家電製品、およびホームオートメーションコントローラーは、変化する電気条件下で信頼性を持って動作する必要がある電子回路に依存しています。

スマートホームデバイスの一時的な過電流または短絡障害は、敏感なコンポーネントを損傷したり、通信を中断したり、デバイスの動作を停止させたりする可能性があります。

PPTCリセット可能ヒューズは、選択された電源およびインタフェース回路に対して局所的な過電流保護を提供し、障害状態が除去されてPPTCが冷却された後にデバイスを回復させることができます。

コンパクトなスマートホームエレクトロニクスにとって、表面実装PTCデバイスは、比較的少ないPCBスペースを占有しながらリセット可能な保護を提供できるため、特に役立ちます。

この記事では、PPTCデバイスがスマートホームアプリケーションでどのように使用されているか、PPTCヒューズのデータシートを評価する方法、PPTCリセット可能ヒューズがどのように機能するか、および従来のヒューズおよびPolySwitchタイプの製品と比較する方法について説明します。

PPTCとは何ですか?

PPTCは重合体の肯定的な温度係数のために立ちます。

PPTCは、ポリマーベースのリセット可能な過電流保護装置です。一般的には、a PPTCヒューズ、PTCリセット可能ヒューズ、リセット可能ヒューズ、またはポリマーPTCデバイスとして説明されています。

通常の動作条件下では、PPTCは比較的低い抵抗を有し、電流が保護された回路を通過することを可能にする。

過剰な電流が流れると、デバイスは発熱します。その抵抗は大幅に増加し、回路を通る電流を制限します。

障害状態が取り除かれ、デバイスが冷却されると、その抵抗は通常状態に向かって減少します。

基本的な動作過程は次のように要約できます。

通常運転過電流加熱抵抗が増加電流が制限される故障が除去される冷却抵抗が減少する

このリセット可能な動作は、一時的な故障後に従来のヒューズを交換することが不便な電子機器にとって、PPTCデバイスを魅力的にします。

スマートホームデバイスでPPTCヒューズがなぜ役立つのか?

スマートホーム製品には、比較的小さな筐体に複数の電子サブシステムが含まれることがよくあります。

例えば、スマートセキュリティカメラには次のものが含まれる場合があります:

DC電源の入力

Wi-Fiまたはイーサネット通信

イメージセンサ

インフラレッド照明

マイクロコントローラ

メモリ

USBやその他のサービスインターフェース

モーターまたはアクチュエーター回路

1つの回路の障害は、製品の他の部分を不必要に無効にすることなく、理想的には分離する必要があります。

適切に選択されたPPTCは、適切な回路分岐に対して局所的な過電流保護を提供することができます。

密集したPCBの保護

スマートホーム製品は、しばしば限られたPCBスペースで設計されています。

表面実装PTCはPCBに直接取り付けることができ、自動化されたPCBアセンブリプロセスと互換性があります。

表面実装型PPTC製品は、コンパクトなパッケージと異なる電流および電圧定格で利用可能です。主要なPPTCメーカーは、スペースに制限のある電子機器用の表面実装製品ファミリーも提供しています。

リセット可能な保護

従来の一回限りのヒューズとは異なり、PPTCは故障が取り除かれ、デバイスが冷却された後に低抵抗状態に戻ることができます。

この特性は、ユーザーがヒューズを簡単に交換できない場所に設置されるスマートホーム製品に役立ちます。

例えば:

屋外に設置されたスマートカメラ

スマートドアベル

スマートロック

スマートサーモスタット

スマートな照明コントローラー

スマートホームハブ

IoTゲートウェイ

低電圧エレクトロニクスの保護

多くのスマートホームデバイスは、低電圧DC電源レールを使用しています。

PPTCデバイスは、以下に基づいて適切な低電圧アプリケーションに選択できます。

ホールド電流

トリップ電流

最高の電圧

最初の抵抗

最高の欠陥の流れ

トリップまでの時間

実用温度について

実際のアプリケーションは常にメーカーの仕様に対して評価する必要があります。

一般的なスマートホームアプリケーション

スマートカメラ用PPTC

スマートカメラには、電源入力回路、画像処理エレクトロニクス、ワイヤレス通信モジュール、IR LED、モーター、その他の負荷が含まれる場合があります。

リセット可能な過電流保護が必要な電源分岐や補助回路に適したPPTCを検討することができます。

たとえば、スマートな屋外カメラは、次のような異常な状態になる可能性があります。

ケーブルの損傷

コネクタの故障

ショート回路

不正なインストール

過負荷の補助回路

適切に選択された場合、PPTCは局所的な保護層を提供することができます。

スマートドアベル用PPTC

スマートドアベルは、しばしば電力変換、ワイヤレス通信、カメラ、マイク、スピーカー、そして時には補助照明を組み合わせています。

これらの製品は、サービスアクセスが不便な場所に頻繁に設置されるため、リセット可能な保護が役立ちます。

PPTCは、実際の消費電流、入力電圧、周囲温度、および予想される障害状態に応じて選択する必要があります。

スマートロック用PPTC

スマートロックには以下が含まれる場合があります:

モーターズ

ソレノイド

マイクロコントローラ

ワイヤレスモジュール

センサー

バッテリー管理回路

モーターおよびアクチュエータ回路は、デジタルエレクトロニクスとは異なる電流特性を作り出すことができます。

したがって、PPTCの選択は、起動電流、ストール状態、正常動作電流、および回路の熱特性を考慮する必要があります。

スマートホームハブ向けPPTC

スマートホームハブは、複数のデバイスと通信プロトコルを接続します。

以下を含む可能性があります:

Wi-Fiの利用

ブルートゥース

Zigbee

スレッド

イーサネット

USB

マイクロコントローラ

メモリ

パワーマネージメント回路

適切な電源入力、USB、および補助回路については、PPTC保護を考慮することができます。

但し、PPTCはESD、サージ、またはEMIの保護のための取り替えとみなされるべきではないです。それらの条件は別の保護部品を要求するかもしれません。

スマートな照明のためのPPTC

スマート照明システムには、LEDドライバ、ワイヤレス通信、制御IC、および電力変換回路が含まれる場合があります。

低電圧DCセクションの場合、リセット可能な過電流保護が適切な場合は、PPTCを使用することができます。

主電源に接続された機器の場合、保護アーキテクチャはより要求が厳しく、適用可能な安全要件、電圧定格、故障電流、沿面/クリアランス、および規制要件を考慮する必要があります。

電流定格が適切であるという理由だけで、低電圧PPTCが主電源アプリケーションに適していると考えるべきではありません。

PPTCヒューズはどのように機能しますか?

PPTCは、正の温度係数の振る舞いによって動作します。

通常の条件下では、デバイスは比較的導電性のままである。

異常電流が発生すると、デバイス内で消費される電力が温度を上昇させ、抵抗が大幅に増加します。

この高抵抗状態は、保護された回路を流れる電流を制限します。

このデバイスは、機械式サーキットブレーカとまったく同じようには動作しません。

代わりに、PPTCの振る舞いは以下の影響を受けます:

現在の

時間

アンビエント温度

PCBレイアウト

熱の放散

デバイス抵抗

フォルト条件

したがって、エンジニアは、デバイスが適切かどうかを判断する際に、PPTCヒューズのデータシートとトリップまでの時間曲線を使用する必要があります。

アイホールドとイトリップ

PPTCデータシートで最も重要な2つのパラメータは、IholdとItripです。

保持する-Ihold、またはホールド電流は、定義されたテスト条件下でトリップせずにデバイスが運ぶことが指定されている最大電流です。

トリップ-Itrip、またはトリップ電流は、定義された試験条件下でデバイスが高抵抗状態に入るときの最小電流です。

2つのパラメータは、正確な「ON/OFF」しきい値として解釈されるべきではありません。

PPTCの振る舞いは熱と時間に依存します。

例えば、メーカーのデータシートには、定義された周囲温度での電気特性が指定されている場合があります。Littelfuseのデータシートには、指定された試験条件下でのIholdとItripが定義されており、Vmax、Imax、抵抗などのパラメータも提供されています。

スマートホームエレクトロニクス向けPPTCの選定方法

公称電流のみに基づいてPPTCを選択するだけでは不十分です。

エンジニアは、完全な電気および熱環境を評価する必要があります。

1.正常な動作電流を決定する

保護された回路の最大連続電流を測定または計算します。

検討する:

通常の操作

スタートアップ

ピーク負荷

ワイヤレス伝送

モーター操作

LEDアクティベーション

USBの負荷

選択されたIholdは、実際の熱条件下で通常の動作電流よりも適切なマージンを提供する必要があります。

2.最大電圧を確認する

PPTCの最大定格電圧は、保護される回路に適している必要があります。

たとえば、5 VのUSBブランチ、12 VのDC回路、および24 Vの産業用電源には、異なる電圧要件があります。

アイホールドだけに基づいてPPTCを選択しないでください。

3.初期抵抗を評価する

スマートホーム製品では、多くの製品が比較的低電圧の電源レールから動作するため、抵抗が重要になる場合があります。

過度の抵抗は引き起こす可能性があります:

電圧ドロップ

電力損失

追加の暖房

負荷時の利用可能な電圧が低下しています

コンパクトなバッテリー駆動のスマートデバイスでは、抵抗が特に重要になります。

4.旅行時間を確認する

PPTCは、申請に適切な期間内に保護を提供する必要があります。

必要な応答は以下に依存します:

欠陥の流れ

保護されたICの許容

PCBトレース機能

負荷の特性

電源の挙動

エンジニアは、Itripだけに頼るのではなく、メーカーのトリップ時間曲線を評価する必要があります。

5.周囲温度を考慮する

スマートホーム製品は、さまざまな環境で動作することができます。

例えば:

インドアルーム

キッチン

ガレージ

屋根裏

屋外エンクロージャ

機器キャビネット

温度はPPTCの動作に影響を与えるため、適用可能なディレーティング情報を確認する必要があります。

6.パッケージを選択してください

コンパクトなスマートホーム製品は、しばしば表面実装PTCデバイスの恩恵を受けます。

利用可能なパッケージサイズには、コンパクトなSMDフォーマットが含まれる場合があります。

0603/0805/1206/1210/1812/2018/2920

適切なパッケージは、必要な電流、電圧、抵抗、熱性能、およびPCBスペースによって異なります。

Ruilin Semiconductorの現在の製品ポートフォリオには、これらの一般的なサイズと追加のパッケージオプションをカバーする複数のPPTCパッケージファミリーが含まれています。

PPTCヒューズのデータシートで何を探すべきですか?

プロフェッショナルなPPTCヒューズのデータシート
 エンジニアが電気的、熱的、および機械的適合性を評価するために十分な情報を提供する必要があります。

重要なパラメータは次のとおりです。

たとえば、Littelfuseの表面実装PPTCのドキュメントには、Ihold、Itrip、Vmax、Imax、消費電力、トリップ時間、および抵抗値が含まれています。

このため、エンジニアは「PTC 2 A」のような製品名だけでサプライヤを比較するのではなく、完全なデータシートを比較する必要があります。

PPTCポリヒューズ:それはどういう意味ですか?

ポリフューズという用語は、ポリマーベースのリセット可能なPTC保護デバイスを説明するために市場で一般的に使用されています。

「ポリヒューズ」という用語は商業的またはブランド関連の用語として使用されることがありますが、PPTCは基礎となるポリマー正温度係数技術を説明しています。

もう一つよく使われる用語は、Littelfuseのリセット可能なPPTC製品ファミリーに関連するPolySwitchです。

したがって、エンジニアが検索するとき:

PPTCポリヒューズ

ポリヒューズPTC

PolySwitch

PTCリセット可能ヒューズ

PPTCヒューズ

彼らはリセット可能な過電流保護デバイスの類似カテゴリを探しているかもしれませんが、実際の電気特性はまだメーカーのデータシートから比較する必要があります。

PPTCと従来のヒューズ

主な違いは、デバイスが過電流イベントに応答する方法です。

どちらの技術も普遍的に優れているわけではありません。

正しい選択は、アプリケーションの電気的および安全上の要件によって異なります。

ヒューズとPolySwitchの主な違いは何ですか?

PolySwitchデバイスはリセット可能なPPTCタイプの保護コンポーネントですが、従来のヒューズは一般的に1回限りの保護デバイスです。

従来のヒューズは、ヒューズエレメントが動作状態に達したときに回路を遮断するように設計されている。

PolySwitchタイプのPPTCは、過電流イベント中に抵抗を大幅に増加させ、障害が除去されてデバイスが冷却された後に通常の抵抗に戻ることができます。

したがって、実用的な違いは次のとおりです:

ヒューズは回路を作動させ、ヒューズを交換します

PPTC/PolySwitchは抵抗を増加させ、故障を取り除き、デバイスを冷却し、保護を回復させます。

ただし、トリッピング後の実際の回復時間と抵抗は、デバイスと動作条件によって異なります。

Littelfuse PTCとFuzetecの販売代理店検索

PPTC製品を研究エンジニアは、次のような用語を含むサプライヤーとディストリビューターの検索に遭遇する可能性があります。
LIttelfuse PTC、Fuzetecディストリビューター、PolySwitch、Polyfuseなどのmanufacturer-specific製品名。

これらの検索は、代替ソースを比較する際に役立ちますが、重要なエンジニアリングのステップは、実際の仕様を比較することです。

代替または代替PPTCを評価する場合は、少なくとも以下を比較してください。

Ihold

トリップ

Vmax

IMAX

最初の抵抗

最大の抵抗

トリップまでの時間

パッケージの寸法

実用温度について

資格の要件

規制に関する文書

供給状況とリードタイム

製品は、名目電流定格とパッケージが似ているだけで、ドロップイン交換品と考えるべきではありません。

PCBの熱環境と電気特性もチェックする必要があります。

スマートホームデバイスに適した表面実装PTCの理由

スマートホーム製品の小型化の増加により、PCB面積は重要なエンジニアリング制約となっています。

表面実装PTCは、適切なアプリケーションにいくつかの利点を提供します。

スモールフットプリント

コンパクトなパッケージは貴重なPCBスペースを節約できます。

自動組み立て

SMD PPTCは、自動化されたPCBアセンブリプロセスに統合することができます。

低プロファイルデザイン

薄型パッケージは、コンパクトなコンシューマ製品やIoT製品に役立ちます。

リセット可能な保護

このデバイスは、従来のヒューズホルダを必要とせずにリセット可能な過電流保護を提供することができます。

例えば、Littelfuseは、その表面実装PolySwitch PPTC製品を、スペースに制限のある電子機器に適しており、PCBアセンブリおよびリフロープロセスと互換性があると説明しています。

スマートホームPPTCアプリケーションの例

簡略化された保護アーキテクチャは次のようになります:

DC電源の入力

PPTCの保護

パワーマネージメントIC

MCU/Wi-Fi/Bluetooth/スレッド

センサ/LED/アクチュエータ

システムの設計によっては、個々のブランチに専用の保護が必要な場合もあります。

例えば:

USB電源PPTC USBコントローラー

センサー供給PPTCセンサー

モーター供給PPTCモーター運転者

補助出力PPTCの外部負荷

実際の保護トポロジは、製品の電気アーキテクチャによって決定する必要があります。

Ruilin半導体-PPTCメーカー

ルイリンセミコンダクター（深セン）株式会社 ポリマー正温度係数サーミスターとPPTCリセット可能ヒューズの設計、R&D、販売に焦点を当てたハイテク企業です。

会社の公表された情報によると、そのチームはR&Dと販売において20年以上の業界経験を持ち、同社は標準化されたカスタマイズされたPPTCソリューションに焦点を当てています。

Ruilin SemiconductorのPPTCポートフォリオには以下が含まれます:

スタンダードPPTCシリーズ

超低抵抗PPTCシリーズ

高温対応PPTCシリーズ

Type-C専用のPPTCシリーズ

高電流および高電圧のリセット可能なヒューズソリューション

カスタム仕様

会社は、0 6 0 3、0 805、1206、1210、1812、2018、2920、3425ファミリーを含む複数のパッケージサイズも提供しています。

スマートな家の適用のために、Ruilinの半導体はのためのPPTCの条件を支えることができます:

スマートホームハブ

スマートカメラ

スマートドアベル

スマートロック

スマートセンサー

スマートな照明

スマート家電

IoTデバイス

USB給電エレクトロニクス

低電圧の家電製品

製品の選択は、アプリケーションの実際の電気的および熱的要件に基づいて行う必要があります。最終的なデザインインの前に、お客様は最新のデータシート、仕様、資格要件、およびサンプルを確認する必要があります。

よくある質問(FAQs)

PPTCとは何ですか?

PPTCはポリマー肯定的な温度係数のために立ちます。それはポリマーベースの再設定可能な過電流防御装置です。余分な流れにより装置が熱するとき、抵抗は実質的に増加し、流れを限ります。欠陥が取除かれ、装置が冷却した後、抵抗は正常状態の方に減ります。

PPTCヒューズはどのように機能しますか?

PPTCヒューズは、temperature-dependent抵抗の増加によって動作します。通常の動作中は、比較的低い抵抗があります。過電流状態では、デバイスが加熱され、抵抗が大幅に増加して電流が制限されます。故障が除去され、デバイスが冷却されると、通常の抵抗に戻ることができます。

PPTCポリヒューズとは何ですか?

PPTCポリヒューズは一般的に、ポリマーベースのリセット可能なPTC過電流保護デバイスを指します。「ポリヒューズ」は、リセット可能なポリマーPTCデバイスの市場用語として一般的に使用されています。実際の電気特性は、常にメーカーのデータシートを使用して確認する必要があります。

ヒューズとポリスイッチの主な違いは何ですか?

従来のヒューズは、通常、動作状態に達した後に回路を開く一回限りの保護部品です。PolySwitchタイプのPPTCは、過電流イベント中に抵抗を増加させ、故障が除去され、デバイスが冷却された後に通常の抵抗に回復することができます。

Surface Mount PTCはスマートホームデバイスに適していますか?

はい。表面実装PTCデバイスは、比較的少ないPCBスペースを使用しながらリセット可能な過電流保護を提供できるため、多くのコンパクトなスマートホーム製品に特に適しています。デバイスは、電流、電圧、抵抗、温度、および障害要件に応じて選択する必要があります。

PPTCヒューズのデータシートで確認すべき情報は何ですか?

最低でも、Ihold、Itrip、Vmax、Imax、初期抵抗、最大抵抗、トリップまでの時間、動作温度、パッケージ寸法、適用可能な認証または資格情報を確認してください。

Littelfuse PTCは他のPPTCと同じですか?

いいえ。LittelfuseのPolySwitch製品は、特定のメーカーのPPTC製品ファミリーです。他のメーカーは、異なる材料、構造、仕様、および性能特性を持つPPTCデバイスを製造しています。同等または代替製品は、それぞれのデータシートから評価する必要があります。

Fuzetecの販売代理店はどのように見つけられますか?

Fuzetecのディストリビューターを探す場合は、サプライヤーの認可状況、製品のトレーサビリティ、メーカーの部品番号、日付コード、パッケージ、データシート、および供給履歴を確認してください。Fuzetecデバイスを別のPPTCに交換する場合は、パッケージと名目電流だけに頼らず、完全な電気仕様を比較してください。

PPTCはスマートホームのWi-FiやBluetoothモジュールを保護できますか?

PPTCは、ワイヤレスモジュールを供給する適切な電源ブランチを保護するために使用できますが、ワイヤレス通信プロトコル自体を保護するわけではありません。ESD、サージ、EMI、およびRF関連の保護には、他の回路設計対策が必要な場合があります。

スマートホームのバッテリー駆動製品にPPTCを使用できますか?

はい。PPTC装置は電圧、流れ、抵抗、温度および欠陥の条件が選ばれた装置と互換性があれば適した電池式回路で使用することができます。低い抵抗は電圧低下および力の損失がシステム性能に影響を与えるので電池式プロダクトで特に重要である場合もあります。

PPTCは従来のヒューズをすべて置き換えることができますか?

いいえ。PPTCおよび慣習的なヒューズに異なった電気および熱特徴があります。機能を中断する非常に速い中断、非常に低い抵抗、高い要求する適用、または特定の安全承認は慣習的なヒューズか別の保護技術を要求するかもしれません。

結論として

スマートホームデバイスは、より小型で接続性が高く、多機能になるにつれて、コンパクトで信頼性の高い回路保護が必要です。

適切に選択されたPPTCリセット可能ヒューズは、スマートカメラ、スマートロック、ドアベル、ハブ、センサー、照明システム、スマートアプライアンス、その他の接続された電子機器にリセット可能な過電流保護を提供できます。

エンジニアにとって、重要なのは単に「2 A PPTC」を選択することやパッケージの体格を合わせることではありません。信頼性の高い設計は、Ihold、Itrip、Vmax、Imax、抵抗、トリップ時間、温度低下、およびPCBの熱条件を一緒に評価する必要があります。

PPTCサプライヤを探している製造業者にとって、技術文書の品質、製品の一貫性、エンジニアリングサポート、トレーサビリティ、application-specificソリューションを提供する能力も重要な考慮事項です。

Ruilin Semiconductorは、家電、スマートホーム、自動車、産業、医療およびその他の回路保護アプリケーション向けに、複数の電気およびパッケージ構成でPPTCリセット可能なヒューズソリューションを提供しています。