叡霖半導体（深セン）有限公司

PPTC保持電流の計算方法

PPTCの保持電流を計算する方法は、過電流保護のためにPPTCリセット可能なヒューズを選択する際に重要な問題です。保持電流は、一般的に以下のように識別されます。
Ihold
指定された条件下で、PPTCが高抵抗状態に移行することなく、連続的にどれだけの電流を流すことができるかを決定します。

ただし、必要なPPTC保持電流を計算するには、Iholdを公称負荷電流に合わせるだけではありません。

実際の選択では、最大正常動作電流、周囲温度、PCBの熱条件、電流公差、起動動作、およびメーカーの熱ディレーティング曲線を考慮する必要があります。

このガイドでは、必要なPPTC保持電流の計算方法と、実際の部品選択にPPTCデータシートを使用する方法について説明します。

PPTCホールディングカレントとは何ですか?

PPTC保持電流(Ihold)は、定義されたテスト条件下でトリップせずにPPTCリセット可能ヒューズが運ぶことが指定されている最大電流です。

正確な試験条件はメーカーや製品シリーズによって異なります。そのため、データシートに示されているIhold値は、常に指定された温度、取り付け、および試験条件と一緒に解釈する必要があります。

PPTCは熱的に活性化された保護部品です。デバイスに電流が流れると、その抵抗に応じて電力が放散されます。発生した熱が周囲の環境に伝わる熱を超えると、デバイスの温度が上昇し、その抵抗が大幅に増加します。

これは、PPTC保持電流がtemperature-dependentであることを意味する。

周囲温度が上昇するにつれて、利用できる現在の機能は一般に減ります。従って製造業者はエンジニアが実際の動作環境のための適切なPPTCを定めるのを助けるように熱軽減のカーブかtemperature-specificの現在の評価を提供します。

PPTCホールディングカレントはなぜ重要なのですか?

正しいアイホールドを選択する目的は、2つの目的を達成することです。

PPTCは、すべての正当な動作条件下で低抵抗状態を維持する必要があります。

異常な過電流状態が発生した場合、PPTCは適切な保護を提供する必要があります。

Iholdが低すぎると、通常の動作中にデバイスがトリップする可能性があります。

Iholdが過度に高く選択されると、PPTCは中程度の過電流状態に対する保護効果が低下する可能性があります。

従って、PPTCの選択は間のバランスです 
正常な動作電流と故障保護の要件
.

PPTC保持電流の計算方法

実用的な計算はいくつかのステップで実行できます。

ステップ1:最大正常動作電流を決定する

保護された回路が正当に引き出すことができる最大電流から開始します。

一般的な動作電流だけを使用しないでください。

検討する:

連続的な最大負荷電流

電源の許容値

負荷の変動

スタートアップ電流

充電の流れ

モーターまたはアクチュエーターの起動

温度に関連した電流の変化

他の正当な一時的な状態

この値を次のように定義します。

Iload（最大）=正常な動作電流の最大値

例えば:

典型的な負荷電流は0.60 Aです。

最高の正常な負荷流れ=0.75 A

PPTCは0.60 Aではなく、0.75 Aに基づいて選択する必要があります。

ステップ2:最高周囲温度を決定する

次に、PPTCが通常動作中に経験する最高温度を決定します。

これは、装置の指定された周囲温度と常に同じとは限りません。

例えば:

装置の周囲温度: 50℃

PPTC付近の温度: 60℃

PPTCがDC/DCコンバータ、MOS FET、パワー抵抗器、またはその他の発熱部品の近くに取り付けられている場合、その局所温度は周囲の空気温度よりも高くなる可能性があります。

したがって、可能な限りPPTCの場所またはその周辺で最悪の温度を使用してください。

温度は特に重要です。なぜなら、PPTCの保持電流は温度が上昇するにつれて減少するからです。

ステップ3: PPTCの熱劣化係数を見つける

最高動作温度を決定した後、メーカーの熱ディレーティング曲線を確認してください。

データシートには、次のいずれかが提供される場合があります:

軽減する割合

Acurrent-versus-temperatureテーブル

熱劣化グラフ

Temperature-specificホールド値

例えば、基準条件下でPPTCの公称Iホールドが1.0 Aであり、アプリケーションの最高温度におけるメーカーの熱ディレーティング係数が70%であるとします。

おおよその利用可能な保有電流は次のとおりです:

アイホールド（実際）=1.0 A 70%=0.70 A

これは、デバイスをその高温条件下で1.0 Aの保持電流デバイスとして扱うべきではないことを意味します。

厳密な軽減の要因は特定のPPTCの製造業者のデータ用紙から常に来なければなりません。異なったPPTCの構造およびプロダクトシリーズにかなり異なった温度の特徴がある場合もあります。

ステップ4:必要な名目保有額を計算する

最大正常動作電流と熱ディレーティング係数がわかれば、有用な工学的関係は次のとおりです:

必要な公称Ihold 2172841 32002最大正常動作電流÷熱ディレーティング係数

例えば:

最高の正常な流れ=0.75 A

熱ディレーティング係数=70%=0.7 0

それから:

必要なノミナルIhold ≥ 0.75 A÷0.7 0

必要なノミナルIhold ≥ 1.0 7 A

この例では、名目Iholdが約1.1 A以上のPPTCは、さらなる評価の候補となる可能性があります。

ただし、この計算は選択過程の始まりにすぎません。エンジニアは、実際のデータシート、トリップ時間特性、電圧定格、最大故障電流、抵抗、およびアプリケーション条件を確認する必要があります。

リトルフューズの公表されたPPTC選択方法は、正常な動作電流を決定し、周囲温度を確認し、熱ディレーティングを適用し、残りの電気パラメータを検証することを推奨しています。

PPTCホールディングカレント計算式

最初のパスエンジニアリング計算の場合:

Ihold（必須）2172841 32002 Iload（最高）/Kt

どこ:

Ihold（必須）=必要な公称PPTC保持電流

Iload（最大）=正常な動作電流の最大値

Kt=サーマルデラティン
実際の動作温度におけるgファクター

例えば:

計算する:

1.20 A÷0.75=1.60 Aです

次に利用可能なPPTC評価は、完全なデータシートに対して評価する必要があります。

重要:この例の75%の値は例示的なものです。実際のディレーティング係数は、選択したPPTCシリーズのデータシートから取得する必要があります。

例: 25℃でのPPTC保持電流の計算

例えば、電子回路が:

正常な動作電流: 0.50 A

最高の正常な動作電流: 0.60 A

最高の周囲温度: 25 C

選択されたPPTCの基準Iholdが25 Cで指定されており、データシートがその動作条件で追加のディレーティングを必要としない場合、最初のパス要件は次のとおりです:

アイホールド≥ 0.60 A

したがって、Iholdが0.75 Aのデバイスが候補として考慮される可能性があります。

しかし、エンジニアはまだ確認する必要があります:

トリップ

Vmax

IMAX

最初の抵抗

トリップまでの時間

パッケージ

PCBの熱条件

例:高温下でのPPTC保持電流の計算

今度は、より高い温度で動作する同じ回路を考えてみましょう。

必要な要件:

最高の正常な流れ=0.60 A

最高の実用温度=70 C

70℃における熱劣化係数は60%です。

計算する:

必要な公称Ihold=0.60 A÷0.6 0

必要な公称Ihold=1.0 0 A

したがって、公称Iholdがわずか0.60 AのPPTCは、このアプリケーションに適していると自動的に扱われるべきではありません。

約1.0 A以上の名目Iholdを持つPPTCが検討される場合がありますが、完全なデータシートとアプリケーションの検証が必要です。

この例は、25℃のアイホールドを単に高温設計にコピーできない理由を示しています。

何故温度がPPTC保持電流を変化させるのか

電流、抵抗、温度の関係は、PPTCの動作にとって基本的なものです。

電流がPPTCを通過すると、デバイスは熱を発生します。

電力の単純化された関係は次のとおりです:

P=Rの

どこで:

P=消費される電力

I=現在の

R=デバイス抵抗

PPTCは周囲にも熱を伝えます。

したがって、実際のデバイス温度は以下に依存します:

現在の

レジスタンス

アンビエント温度

PCBの銅線エリア

気流

コンポーネントの配置

パッケージの構築

近くの熱源

周囲温度が上昇するにつれて、PPTCがその遷移領域に到達するために必要な追加加熱が少なくなる可能性があります。

その結果、保持電流能力が低下します。リトルヒューズの技術的な説明は、この熱関係を説明し、熱伝達に影響を与える設計の選択が保持電流に影響を与える可能性があることに注意しています。

ユニバーサルPPTCディレーティングパーセンテージを使用しないでください

一つのよくある間違いは、仮定することです:

「PPTC Iホールドは常に負荷電流より20%または30%高くする必要があります。」

すべてのPPTC設計に対して正しい単一のパーセンテージはありません。

必要なマージンは以下に依存します:

温度の

PPTCシリーズ

パッケージ

PCBレイアウト

プロファイルを読み込む

製造の許容

サーマル環境

スタートアップ電流

必要な信頼性

例えば、あるPPTCシリーズは60℃で公称保持電流の比較的高い割合を保持することがありますが、別のシリーズは異なるディレーティング曲線を持つことがあります。

公表されたメーカーのデータによると、温度やデバイスの構造によって熱劣化が大幅に異なることが示されています。

したがって:

一般的なパーセンテージを適用する代わりに、メーカーのディレーティング曲線を使用してください。

PPTCホールディングカレントとトリップカレント

イホールドとイトリップはよく混同されます。

彼らはPPTCの振る舞いの異なる側面を説明しています。

IholdとItripの間の領域は、正確な電子スイッチングの閾値として扱うべきではありません。

PPTCは熱デバイスであるため、実際の動作は温度、電流持続時間、実装条件、および熱放散に依存します。

PPTCの保持電流と起動電流

スタートアップ電流には特別な注意が必要です。

一部の回路は、起動時に定常動作時よりもかなり多くの電流を消費します。

例えば:

DCモーター

ソレノイド

容量性の負荷

バッテリー充電回路

パワーコンバータ

LEDドライバ

コミュニケーション機器

起動電流が正常動作の正当な部分である場合、PPTCは望ましくないトリッピングなしにそれを許容する必要があります。

ただし、起動イベントごとにIholdを増やすだけでは、過電流保護の効果が低下する可能性があります。

より良いアプローチは、時間と現在の振る舞いを調べることです
 PPTCの持続時間と起動電流の大きさと比較してください。

データシートからPPTCアイホールドを選択する方法

実用的なデータシートのワークフローは次のとおりです。

1.正常な負荷電流の最大値を求める

最大の正当な定常状態電流を決定します。

2.実際の動作温度を決定する

PPTCの場所で最悪の温度を使用してください。

3.熱軽減曲線を読む

その温度で利用可能なIholdまたは軽減係数を見つけてください。

4.必要な名目Iholdを計算する

使用する:

Ihold（必須）2172841 32002 Iload（最高）/Kt

5.次に適したPPTCを選択してください

仕様が要件を満たす市販のデバイスを選択してください。

6. Itripを確認してください

予想される障害状態でデバイスが保護状態に入ることができることを確認してください。

7. VmaxとImaxを確認してください。

最大回路電圧と将来の故障電流がPPTC定格内であることを確認します。

8.抵抗をチェックする

正常状態の抵抗が許容できない電圧降下または電力損失を引き起こさないことを確認します。

9.旅行までの時間を確認する

PPTCが必要な障害期間内に十分な保護を提供できることを確認してください。

10.実際のアプリケーションを検証する

最終的なPPTCの選択は代表的な電気、熱および機械条件の下でテストされるべきです。

Littelfuseの選択ガイドでは、実際のアプリケーションにおいてPTCの独立したテストと評価を特に推奨しています。

PPTCの保有率が低すぎるとどうなりますか?

選択されたIholdが低すぎる場合、PPTCは正当な動作中に高抵抗状態に入る可能性があります。

可能な症状は次のとおりです:

予期せぬ停電

電圧ドロップ

装置の再起動

断続的な操作

生産テストの失敗

高温での迷惑なトリップ

例えば、PPTCは25℃の実験室試験中は正常に動作しますが、70℃のバーンイン試験中にトリップを開始することがあります。

これは必ずしもPPTCが欠陥品であることを意味するわけではありません。

実際の動作温度と熱環境は、元の選択時に想定された条件の外側にある可能性があります。

PPTCの保有率が高すぎるとどうなりますか?

過度に高いIholdを持つPPTCを選択することも問題を引き起こす可能性があります。

このデバイスは、高抵抗状態に入る前に、より長い期間にわたって大きな過電流に耐えることができます。

これにより、敏感な下流コンポーネントに提供される保護レベルが低下する可能性があります。

したがって、目標はありません:

可能な限り最大のアイホールドを選択してください。

目標は:

必要なフォルト保護動作を維持しながら、最大正当動作電流に十分な高さのIholdを選択してください。

PPTC保持電流とPCBレイアウト

PPTCデータシートは通常、指定されたテスト条件下で生成されます。

実際のPCBは異なる動作をする可能性があります。

PPTCの熱性能に影響を与える可能性のあるPCB要因は次のとおりです。

銅地エリア

銅の厚さ

トレース幅

サーマルビア

地上の飛行機

近くのコンポーネント

気流

エンクロージャのデザイン

大きな銅面積は、熱拡散を改善し、PPTCの熱挙動を変化させる可能性があります。

逆に、PPTCをホットパワー部品の近くに配置すると、効果的な熱マージンが低下する可能性があります。

したがって、重要な設計については、エンジニアは室温計算だけに頼るのではなく、実際のPCB構成の下でPPTCを評価する必要があります。

実用的なPPTC保持電流の計算例

24 Vの産業用制御回路を考えてみましょう。

回路の要件

わずかな電圧: 24 V

最高の正常な負荷流れ: 1.5 A

最高の周囲温度: 60 C

SMDマウント

ショートサーキット保護が必要です

候補のPPTCのデータシートによると、必要な動作温度において75%の熱劣化係数が示されていると仮定します。

計算する

必要な公称Ihold=1.5 A÷0.7 5

必要なノミナルIhold=2.0 A

次の評価段階として、名目Iholdが約2.0 A以上のPPTCを検討することができます。

しかし、選択はまだ終わっていません。

エンジニアはまだ確認する必要があります:

Vmax ≥の最大回路電圧

IMAX ≥将来の故障電流

確認してください:

トリップ

トリップまでの時間

最初の抵抗

ポストトリップ抵抗

パッケージ

実用温度について

PCBの熱条件

これは、PPTC保持電流を計算する方法に対する正しいエンジニアリングアプローチです。

PPTCの現在の計算チェックリスト

PPTCを選択する前に、以下を確認してください。

ロードする

連続動作電流の最大値は何ですか?

最大の正当な起動電流は何ですか?

負荷変動はありますか?

温度の

周囲の最高温度は何度ですか?

PPTCの近くの温度は何度ですか?

PPTCは熱源に近いですか?

PPTCデータシート

アイホールドの評価は何ですか?

Itripとは何ですか?

熱劣化曲線とは何ですか?

Vmaxとは何ですか?

IMAXとは何ですか?

最初の抵抗は何ですか?

旅行までの時間は何ですか?

PCB

銅の面積は何ですか?

予想される空気の流れは何ですか?

サーマルビアは使用されていますか?

近くに発熱部品はありますか?

バリデーション

設計は最高温度でテストされていますか?

最大正常負荷はテストされましたか?

予想される障害状態はテストされましたか?

スタートアップの振る舞いは評価されましたか?

よくある質問(FAQs)

PPTC Iholdとは何ですか?

PPTC Iholdは、PPTCリセット可能ヒューズの指定された保持電流です。これは、デバイスが高抵抗状態に移行することなく、定義された条件下で運ぶことができる最大電流を表します。

必要なPPTC保持電流はどのように計算しますか?

便利なファーストパスの計算は次のとおりです:

必要な公称Ihold 2172841 32002最大正常動作電流÷熱ディレーティング係数

熱ディレーティング係数は、選択したPPTCシリーズと動作温度のメーカーのデータシートから取得する必要があります。

PPTC Iホールドは負荷電流より高くする必要がありますか?

はい。PPTCに最高の正当な動作電流の上の十分なtemperature-adjustedの保持現在の機能があるべきです。

ただし、必要なマージンは、普遍的なパーセンテージではなく、実際のアプリケーションから決定する必要があります。

温度はPPTCの保持電流に影響しますか?

はい。高温は一般にPPTCの利用できる保持現在の機能を減らします。こういうわけで製造業者は熱軽減のカーブおよびtemperature-specific評価を提供します。

25 CのIhold値を直接使用できますか?

実際の動作条件がデータシートの参照条件と一致し、メーカーの仕様がそれを許可している場合に限ります。

より高温のアプリケーションでは、適切な熱劣化情報を使用してIhold値を評価する必要があります。

イホールドとイトリップの違いは何ですか?

Iholdは、PPTCが高抵抗状態に遷移せずに運ぶように指定された電流を説明します。Itripは、指定された条件下でその遷移をトリガーするために関連する電流を説明します。

単純なON/OFFしきい値として扱うべきではありません。

私のPPTCが評価されたIholdを下回るのはなぜですか?

考えられる原因には、higher-than-expected局所温度、PCBの熱条件、近くの熱源、起動電流、実装の違い、または実際のアプリケーションとメーカーのテスト条件の違いが含まれます。

PPTCアイホールドには固定の安全マージンがありますか?

普遍的な差益はあらゆるPPTCの設計に適用しません。必須の差益は温度、負荷特徴、PPTCの構造、PCBの熱環境および信頼性の条件によって決まります。

アイホールドを計算すべきですか、それとも単に次に高いPPTCの評価を選択すべきですか?

計算とデータシートの選択の両方が役立ちます。まず、実際の動作条件に基づいて必要な公称Iholdを計算し、次に標準のPPTCを選択し、その完全な電気および熱仕様を確認します。

Ruilin SemiconductorはPPTC保持電流の計算に役立ちますか?

はい。Ruilin Semiconductorは、負荷電流、動作温度、パッケージ、PCB条件、およびアプリケーション要件に基づいて、エンジニアと購買チームがPPTC Ihold要件を評価するのをサポートできます。

メーカー: Ruilin Semiconductor

ルイリン・セミコンダクター
回路保護および関連する電子部品に特化した半導体メーカーです。

PPTCの製造業者として、Ruilinの半導体はPPTCの再設置可能なヒューズの解決を提供します
 OEM、ODM、EMS、および産業用電子アプリケーションのため。

当社のPPTC製品は、以下を含む主要な電気的および熱的パラメータにわたって評価されます。

保持電流（アイホールド）

現在の旅行(Itrip)

最高の電圧（Vmax）

最高の欠陥の流れ（IMAX）

最初の抵抗

トリップ後の抵抗

タイム・トゥ・トリップ

実用温度について

パッケージと寸法

Ruilin Semiconductorは、公称電流定格だけに頼るのではなく、実際のアプリケーション要件に従ってPPTCコンポーネントを選択することで顧客をサポートします。

特定のPPTC保持電流、動作温度、電圧定格、パッケージまたは抵抗範囲を必要とするプロジェクトの場合、当社の技術チームは製品の選択とアプリケーションの評価を支援できます。

Ruilin Semiconductor-信頼性の高いリセット可能な過電流保護のためのPPTC製造と技術サポート。

結論として

信頼性の高いリセット可能な過電流保護には、PPTC保持電流を正確に決定することが不可欠です。

基本的な計算は:

必要な公称Ihold 2172841 32002最大正常動作電流÷熱ディレーティング係数

しかし、この方程式は完全選択法ではなく、第1段階の工学計算として扱う必要があります。

最終的なPPTCの選択も確認する必要があります。

アイホールド+トリップ+Vmax+Imax+抵抗+旅行時間+温度+PCBの熱条件

最も信頼性の高いアプローチは、回路の電気的要件とメーカーのPPTCデータシート、熱ディレーティング曲線、トリップまでの時間特性を組み合わせ、実際のアプリケーション条件下で検証することです。

OEMおよびODMプロジェクトにおいて、Ruilin Semiconductorは、幅広い電子保護アプリケーションに対してPPTC製造、部品選択、および技術サポートを提供しています。

メーカー: Ruilin Semiconductor

ルイリンセミコンダクター（深セン）株式会社 PPTCリセット可能ヒューズとポリマー正温度係数（PPTC）回路保護部品に特化したメーカーです。

当社のPPTC製品は、過負荷および短絡状態にさらされる電子および電気機器にリセット可能な過電流保護を提供するように設計されています。製品ポートフォリオは、さまざまな電流定格、電圧定格、抵抗レベル、パッケージサイズ、およびアプリケーション要件をカバーしています。

Ruilin Semiconductorは、OEM、ODM、EMS企業、電子機器メーカー、およびディストリビューターがアプリケーションに適したPPTCソリューションを特定するのを支援し、製品選択やエンジニアリング評価からサンプル、データシート、量産まで顧客をサポートしています。