叡霖半導体（深セン）有限公司

PPTCの電圧評価の選び方

正しいPPTCの電圧評価を選ぶことは信頼できる再設定可能な過電流保護を設計することの必要不可欠な部分です。IholdおよびItripのような現在の評価が頻繁にエンジニアが考慮する最初の変数である間、PPTCの電圧評価はまた回路の作動および欠陥状態のために適していなければなりません。

PPTCリセット可能ヒューズは、永久的なオープン回路を作成する従来のヒューズのように動作しません。過電流イベント中、PPTCは抵抗を大幅に増加させ、電流を制限します。その結果、保護された状態中にデバイスに現れる可能性のある電圧が重要な考慮事項になります。

PPTCを選択する場合、エンジニアは最大回路電圧、PPTC Vmax、故障電流、動作温度、回路トランジェント、AC/DC要件、およびメーカーが指定したテスト条件を評価する必要があります。

このガイドでは、PPTC電圧定格を選択する方法と、電子回路用のPPTCヒューズを選択する際にVmaxを正しく評価する方法について説明します。

PPTCの電圧評価とは何ですか?

PPTCの電圧定格は一般的にVmaxとして表され、定義された条件下でメーカーによって指定された最大電圧を意味します。

Vmaxは、単にPPTCが自動的にトリップする電圧として解釈すべきではありません。

PPTCは主に過電流保護装置です。その電気的な振る舞いは電流によって発生する熱によって駆動されます。電圧定格は重要です。なぜなら、過電流または故障状態中に存在する電圧に耐える必要があり、許容できない電気的ストレスがないからです。

したがって、PPTCヒューズを選択する際には、エンジニアは両方を考慮する必要があります。

現在の保護要件と電圧耐性要件

2つのパラメータは一緒に評価する必要があります。

PPTCの電圧定格はなぜ重要なのですか?

電子回路が12 Vで動作すると仮定します。

12 Vよりわずかに高い電圧評価を持つPPTCを選択することが誘惑されるかもしれません。

ただし、実際のデザインには以下も含まれる場合があります:

電源の許容値

誘導トランジェント

容量性エネルギー

バッテリー電圧の変動

スイッチングスパイク

故障によって生成された電圧

異なる接地条件

PPTCは、製造元が指定した実際の電気環境に適している必要があります。

電圧定格が不十分なPPTCは、保持電流定格が適切であっても、故障時に過剰な電気的ストレスを経験する可能性があります。

したがって:

PPTC電圧の選択は、公称電源電圧だけでなく、デバイスが経験する可能性のある最大電圧に基づく必要があります。

PPTC Vmaxの意味は何ですか?

Vmax
メーカーが定義した条件下でPPTCに指定された最大動作電圧です。

正確な定義と試験条件は製品ファミリによって異なるため、エンジニアは常に個々のPPTCデータシートを参照する必要があります。

Vmaxは、一般的に他の主要なパラメータと一緒にリストされています。

Ihold

トリップ

Vmax

IMAX

最初の抵抗

トリップまでの時間

実用温度について

これらのパラメータは関連していますが、異なる目的を果たします。

Ihold

指定された保持電流機能を定義します。

トリップ

メーカーの試験条件下で指定されたトリップ電流特性を定義します。

Vmax

PPTCの最大規定電圧を定義します。

IMAX

デバイスの指定された機能に関連する最大障害電流を定義します。

正しいPPTCの選択には、これらすべてのパラメータを一緒に評価する必要があります。

PPTCの電圧評価の選び方

実用的なPPTC電圧選択過程は、いくつかのステップに分けることができます。

ステップ1:最大正常動作電圧を決定する

回路の実際の電圧範囲から始めます。

公称電圧だけを使用しないでください。

例えば、「12 V」システムは、以下の理由からより広い範囲で動作する可能性があります:

電源の許容値

バッテリー充電

バッテリー放電

DC/DCコンバーターのバリエーション

システムの動作モード

定義する:

V動作（最大）=正常な回路の最大電圧

この値には、通常動作時に期待される最大の正当な定常状態電圧が含まれている必要があります。

ステップ2: PPTC Vmaxを確認してください。

最大回路電圧が決定されたら、候補PPTCのVmaxと比較してください。

基本的な要件として:

Vmax（PPTC）≥最大適用可能な回路電圧

ただし、比較はメーカーの指定条件と実際の回路動作を使用して行う必要があります。

例えば:

候補者は基本的な電圧定格の観点から適している可能性がありますが、追加の検証が必要です。

エンジニアは、故障状態、電流、温度、抵抗、および過渡挙動も評価する必要があります。

ステップ3:故障時のPPTC両端の電圧を考慮する

これはPPTCの選択の重要な側面です。

PPTCが正常な状態にあるとき、その抵抗は比較的低い。

過電流が発生すると、その抵抗は大幅に増加します。

抵抗が増加すると、回路内の電圧分布が変化します。

回路トポロジによっては、PPTCが高抵抗状態に入った後、電源電圧のかなりの部分がPPTCの両端に現れることがあります。

したがって、PPTCの電圧定格は、保護状態中に経験する可能性のある電圧に対して適切でなければなりません。

これが、公称電源電圧とVmaxを単純に比較するだけでは、必ずしも完全なエンジニアリングの状況が得られない理由の1つです。

ステップ4:回路がACかDCかを判断する

PPTCの規定電圧定格は、保護される回路のタイプに適している必要があります。

エンジニアは以下を決定すべきです:

DCの電圧

AC電圧は何ですか?

ACの周波数

ピーク電圧

RMSの電圧

可能なスイッチングトランジェント

DC定格のPPTC仕様をACアプリケーションに自動的に適用できるとは思わないでください。

ACアプリケーションについては、メーカーのデータシートを確認して、意図された電圧および周波数条件を確認する必要があります。

データシートに必要なACアプリケーションが明示的に記載されていない場合は、部品を選択する前にメーカーに相談してください。

ステップ5:電圧トランジェントを考慮する

多くの電子システムは電圧トランジェントを経験します。

例えば:

モーターの切り替え

リレー切り替え

インダクティブ負荷

ホットプラグ

バッテリー接続

自動車の電気トランジェント

電源の切り替え

ESDに関するイベント

PPTCは通常、専用の過渡電圧保護部品を置き換えるものではありません。

例えば:

PPTCの過電流保護

TVSダイオードの過渡電圧抑制

これらのデバイスは、回路が両方のタイプの保護を必要とする場合に一緒に使用することができます。

回路に大きな電圧トランジェントが含まれている場合、エンジニアは、単に公称電圧定格の高いPPTCを選択するのではなく、追加のトランジェント抑制が必要かどうかを判断する必要があります。

ステップ6:故障電流を確認する

電圧定格は、常に利用可能な故障電流とともに評価する必要があります。

単純な回路を考える:

供給=24ボルト

正常な流れ=1 A

ショート可能電流=10 A

PPTCは1 Aの負荷に適したIholdを持っているかもしれませんが、10 Aの故障状態についてはさらなる評価が必要です。

チェック:

IMAX（PPTC）≥の適用可能な故障電流要件

IMAXの正確な解釈は、メーカーが指定した試験条件によって異なります。

したがって、利用可能な短絡電流は、通常の負荷電流から推定するのではなく、実際の電源から決定する必要があります。

ステップ7:動作温度を考慮する

PPTCの電圧選択は温度から完全に分離することはできません。

PPTCの特性は温度によって変化し、デバイスの抵抗と電流の挙動がtemperature-dependentます。

したがって、エンジニアはPPTCの指定された動作温度範囲を確認する必要があります。

例えば:

家電: 0℃から50℃まで

産業機器:-40℃から85℃まで

自動車アプリケーション:潜在的に広い温度範囲

実際の要件はアプリケーションによって異なります。

室温で正常に動作するデバイスは、高温または低温で同じ性能を持つと自動的に想定すべきではありません。

PPTCを評価する際には、以下を確認してください:

作動温度の範囲

Iholdの軽減

抵抗と温度

トリップまでの時間

メーカーの資格データ

ステップ8: Vmaxと一緒にIholdを確認してください。

PPTCの選択における最も一般的な間違いの1つは、まず電圧定格を選択し、電流定格を別の問題として扱うことです。

PPTCは両方を満たす必要があります。

例えば、アプリケーションが必要とするとします:

最高の正常な流れ=1.2 A

最高の動作電圧=24 V

最高の周囲温度=60 C

選択したデバイスには以下が必要です:

Temperature-adjustedIhold ≥ 1.2 AおよびVmax ≥最大適用回路電圧

その後、確認してください:

トリップ

IMAX

最初の抵抗

トリップまでの時間

パッケージ

温度の評価

正しいデバイスは、完全な電気的および熱的要件を満たすものです。

PPTCの電圧評価の例

例1: 5 VのUSB回路

USB関連の回路を考えてみましょう。

わずかな電圧: 5 V

最高の正常な電圧: 5.25ボルト

最大負荷の流れ: 1 A

最初のステップは、通常の条件下での最大電圧を決定することです。

選択したPPTCのVmaxが最大適用電圧を十分に上回り、そのIholdが動作温度に適している場合は、さらなる評価を検討することができます。

エンジニアは次に確認する必要があります:

Ihold

トリップ

最初の抵抗

トリップまでの時間

IMAX

パッケージ

PCBの熱条件

USBアプリケーションの場合、低い抵抗も重要な場合があります。これは、過度の電圧降下によって、下流負荷に利用可能な電圧が低下する可能性があるためです。

例2: 12 Vバッテリー駆動回路

12 Vシステムとして説明されるバッテリ駆動システムを考えてみましょう。

実際の電圧は以下によって異なる場合があります:

バッテリー化学

充電の状態

充電の状態

充電器の電圧

システムの動作モード

したがって、エンジニアは単に12 Vを設計値として使用するのではなく、実際の最大電圧を決定する必要があります。

仮定する:

最高の実際の電圧=14.4 V

最高の正常な流れ=2 A

候補PPTCは、回路に適したVmaxと、2 A負荷に対して十分なtemperature-adjustedIholdを備えている必要があります。

その後、選択は通常状態と障害状態の両方で検証する必要があります。

例3: 24 V産業用コントロール回路

24 Vの産業用制御回路を考えてみましょう。

わずかな電圧=24 V

最高の供給電圧=28 V

最高の正常な流れ=1.5 A

最高の実用温度=70 C

選考過程は以下の通りです:

電圧を

PPTCのVmaxが最大適用電圧および障害状態に適していることを確認します。

現在の

Iholdtemperature-adjustedが1.5 A以上であることを確認します。

フォルト

利用可能な短絡電流を決定し、PPTCのImaxを確認します。

サーマル

温度ディレーティング曲線と実際のPCBの熱環境を確認してください。

トリップまでの時間

予想される障害に対してPPTCが必要な保護応答を提供していることを確認してください。

これは、PPTCの電圧定格が電流と温度に関係なく選択できない理由を示しています。

PPTC Vmaxとシステム電圧の比較

有用なエンジニアリングの区別は次のとおりです:

これらの値は必ずしも同一ではありません。

適切な設計では、PPTCを選択する前に実際の電圧条件を特定する必要があります。

PPTCの電圧評価とIholdの比較

PPTCの電圧評価と保持電流は、異なる特性を表しています。

例えば:

Vmax=30ボルト

意味しない:

アイホールド=30 A

同様に:

アイホールド=2 A

PPTCがどの電圧でも動作できることを意味するわけではありません。

PPTCは両方のパラメータを使用して選択する必要があります。

例えば:

PPTC A: 1.5 A Ihold、16ボルトVmax

PPTC B: 1.5 A Iholdの30ボルトVmax

アプリケーションが24 Vに達する可能性がある場合、Iholdが適切であっても、PPTC Aは適切ではない可能性があります。

逆に、Iholdまたは抵抗が現在の要件を満たさない場合、より高いVmaxデバイスは適切ではない可能性があります。

PPTCの電圧評価と抵抗

初期抵抗は、PPTCを選択する際のもう1つの重要なパラメータです。

高抵抗のPPTCは、通常動作時により大きな電圧降下を引き起こす可能性があります。

電圧降下は次のように近似できます。

Vdrop=私R

例えば、もし:

流れ=2 A

PPTCの抵抗=0.15Ω

それから:

Vdrop=2 A 0.15から0.30 V

低電圧回路では、0.30 Vの降下が大きくなる可能性があります。

したがって、PPTCの選択は以下を考慮する必要があります:

Vmax+Ihold+の抵抗

電圧評価だけでなく。

PPTCの電圧評価と電力損失

通常動作時のPPTC消費電力は、以下を使用して推定できます。

P=Rの

例えば:

流れ=2 A

抵抗は0.15Ωです。

それから:

P=2の²0.1 5

P=0.60 Wの

この熱はPPTCの動作温度に寄与します。

したがって、電流、抵抗、温度は密接に関連しています。

これは、Vmaxだけに基づいてPPTCを選択することが不完全な設計につながる別の理由です。

異なるアプリケーションのためのPPTC電圧定格

異なるアプリケーションには異なる電圧要件があります。

USBと家電製品

典型的な考慮事項は次のとおりです。

低い動作電圧

低い抵抗

コンパクトパッケージ

スタートアップ電流

ホットプラグ条件

バッテリー保護

重要な要因には以下が含まれます:

バッテリーの最大電圧

充電の電圧

欠陥の流れ

温度の

使用可能な短絡電流

自動車エレクトロニクス

エンジニアは考慮すべきこと:

バッテリーの動作範囲

自動車の電気トランジェント

温度の

ロードダンプ関連の保護アーキテクチャ

資格の要件

PPTCは、自動車のトランジェントを単独で処理することを想定すべきではありません。

インダストリアルコントロール

典型的な考慮事項は次のとおりです。

12 V、24 Vまたはその他のDCシステム

長い運用期間

より高い周囲温度

配線の欠陥

より高い利用できる欠陥の流れ

医療エレクトロニクス

追加の要件には以下が含まれる場合があります:

制御された故障挙動

信頼性

リークの考慮事項

温度の

適用される安全基準

正確な保護アーキテクチャは、関連する製品要件と規格に従って決定する必要があります。

PPTC電圧評価の選択チェックリスト

PPTCヒューズを最終決定する前に、以下を確認してください:

電圧を

システムの公称電圧は何ですか?

一般的な動作電圧の最大値は何ですか?

回路はACですか、DCですか?

電圧トランジェントはありますか?

障害時にPPTC間にどのような電圧が現れる可能性がありますか?

選択したVmaxは適切ですか?

現在の

一般的な最大電流は何ですか?

予想される故障電流は何ですか?

アイホールドは最高温度で十分ですか?

IMAXは適切ですか?

サーマル

周囲の最高温度は何度ですか?

ローカルPCBの温度は何度ですか?

PPTCは熱源の近くにありますか?

熱劣化は考慮されていますか?

電気の

最初の抵抗は何ですか?

最大負荷時に発生する電圧降下は何ですか?

何の力が失われているのですか?

旅行の時間は適切ですか?

メカニカル

パッケージはPCBと互換性がありますか?

選択したフットプリントは必要な電流に適していますか?

製造要件は満たされていますか?

PPTC電圧定格を選択する際のよくある間違い

間違い1:公称電圧のみに基づいて選択する

12 Vシステムは必ずしも正確に12 Vに限定されるわけではありません。

常に最大実際動作電圧を決定してください。

間違い2:より高いVmaxがより良い保護を意味すると仮定する

より高い電圧定格が自動的にPPTCをより良くするわけではありません。

デバイスには適切なものも必要です:

Ihold

トリップ

IMAX

レジスタンス

トリップまでの時間

温度の特性

間違い3:障害条件を無視する

障害時の電圧および電流条件は、通常の動作と大きく異なる場合があります。

完全な障害シナリオを評価します。

間違い4: TVSの代替としてPPTCを使用する

PPTCは主に過電流保護用に設計されています。

TVSダイオードは過渡電圧抑制用に設計されています。

それらは異なる保護問題を解決し、必要に応じて一緒に使用することができます。

間違い5:温度を無視する

PPTCの電気的特性はtemperature-dependentです。

25℃で適切に見える成分は、70℃または85℃で異なる動作をする可能性があります。

メーカーの温度仕様とディレーティングデータを常に確認してください。

PPTC電圧定格の選択方法:実用的なエンジニアリング方法

実用的なワークフローは以下のように要約できます:

1.公称システム電圧を決定する

2.最高の正常な動作電圧を決定して下さい

3. AC/DCの要件を特定する

4.可能なトランジェントを特定する

5.欠陥の間にPPTCを渡って現われるかもしれない電圧を定めて下さい

6.適切なVmaxを持つPPTCを選択してください。

7.最高動作温度でIholdを確認してください。

8.トリップとトリップまでの時間を確認してください。

9.利用できる欠陥の流れに対してImaxを確認して下さい

10.抵抗、パッケージ、およびPCBの熱状態を確認してください

11.実際のアプリケーションで選択したPPTCを検証する

この過程によって、公称電源電圧のみに基づいてPPTCを選択するよりも信頼性の高い選択方法が得られます。

データシートでPPTC電圧仕様を読む方法

PPTCのデータシートを確認する際には、特に注意してください。

最終的な部品の認定には、常にメーカーの最新のデータシートを使用してください。

よくある質問(FAQ)

Q 1: PPTC Vmaxとは何ですか?

A 1: PPTC Vmaxは、製造業者が定義したテストおよび動作条件の下でPPTCに指定された最大電圧です。正確な仕様は、選択したデバイスのデータシートで確認する必要があります。

Q 2:私はいかにPPTCの電圧評価を選びますか。

A 2:最初に、PPTCが実際の回路で経験する可能性のある最大電圧を決定します。次に、指定されたVmaxがその電圧に適しているデバイスを選択し、Ihold、Itrip、Imax、温度、抵抗、およびトリップ時間を確認します。

Q 3: PPTC Vmaxは公称システム電圧よりも高くする必要がありますか?

A 3:通常、PPTCの指定されたVmaxは、公称電圧だけでなく、最大の適用可能な回路電圧に適している必要があります。電源の許容範囲と障害状態も評価する必要があります。

Q 4: 12 Vの回路で16 VのPPTCを使用できますか?

実際の回路電圧とメーカーが指定したVmax条件が互換性がある場合は可能ですが、電圧耐性、障害状態、温度、およびトランジェントを含む完全なアプリケーションを評価する必要があります。

Q 5: 24 Vの回路でPPTCを使用できますか?

A 5:はい、選択されたPPTCが適切な電圧定格を持ち、電流、故障、熱およびその他のアプリケーション要件を満たす場合に限ります。

Q 6: PPTCの電圧評価は旅行電流を決定しますか?

A 6:いいえ。VmaxとItripは異なる仕様です。Vmaxはデバイスの指定電圧能力に関連し、Itripは定義されたテスト条件下での過電流保護動作に関連します。

Q 7:より高いPPTCの電圧評価は常によりよいですか。

A 7:いいえ。より高いVmaxは自動的によりよい回路の保護を意味しません。PPTCはまた適切なIhold、Itrip、Imax、抵抗および時間旅行の特徴を提供しなければなりません。

Q 8: PPTCは電圧スパイクから保護しますか?

A 8: PPTCは主として過電流保護デバイスであり、通常はTVSダイオードやその他の過渡電圧保護デバイスの代替として考えるべきではありません。

Q 9:温度はPPTCの電圧選択に影響しますか?

A 9:温度はPPTCの電気的挙動、特に保持電流と抵抗に大きな影響を与えます。したがって、デバイスの動作温度と減衰特性はVmaxと共に考慮する必要があります。

Q 10: Vmax以外にどのようなパラメータを確認すればよいですか?

A 10:最低限、レビュー:
 アイホールド、アイトリップ、アイマックス、初期抵抗、トリップ時間、動作温度、パッケージおよびディレーティング特性。

Q 11: Ruilin Semiconductorは正しいPPTC電圧定格を選択するのに役立ちますか?

A 11:はい。Ruilin Semiconductorは、動作電圧、電流、温度、パッケージ、故障状態、およびアプリケーション要件に基づいて、OEM、ODM、EMS企業、およびエンジニアリングチームがPPTC要件を評価するのを支援できます。

結論として

正しいPPTC電圧定格を選択するには、部品を公称電源電圧に合わせるだけでは不十分です。

実用的な選択過程では、以下を評価する必要があります:

最大回路電圧+PPTC Vmax+故障条件+Ihold+Itrip+Imax+温度+抵抗+トリップ時間

選択されたPPTCは、予想される障害条件下で必要な過電流保護を提供しながら、最も高い正当な回路電圧と電流の下で正常に動作することができる必要があります。

最も重要なことは、Vmaxは常にメーカーのデータシートと指定された試験条件に従って解釈する必要があることです。

生産設計の場合、最終的なPPTCは、アプリケーションの実際の電気的、熱的、および機械的条件下で検証する必要があります。

Ruilin Semiconductorは、OEM、ODM、および産業用電子保護アプリケーションのためのPPTC製造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
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製品評価は、以下を含む主要なパラメータをカバーしています:

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

タイム・トゥ・トリップ

実用温度について

熱ディレーティング

パッケージと寸法

Ruilin Semiconductorは、公称電圧または電流値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電圧定格、電流定格、パッケージサイズ、抵抗範囲、またはoperating-temperature要件を必要とするプロジェクトについては、当社の技術チームがコンポーネントの選択とアプリケーションの評価を支援します。

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。