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Como selecionar corrente de viagem PPTC

Selecionar a corrente de disparo correta é uma parte importante do projeto de proteção confiável contra sobrecorrente com um
Fusível PPTC. Enquanto a corrente de retenção (Ihold) determina se o dispositivo pode suportar a operação normal, a corrente de disparo (Itrip) ajuda os engenheiros a avaliar como o PPTC responde quando o circuito experimenta uma condição de corrente anormal.

No entanto, a corrente de disparo PPTC não deve ser tratada como um simples limiar de comutação instantânea.

Um PPTC é um dispositivo de proteção resetável ativado termicamente. Sua resposta depende da magnitude da corrente, duração, temperatura ambiente, condições térmicas do PCB, resistência do dispositivo e construção da embalagem.

Este artigo explica como selecionar a corrente de viagem PPTC, como o Itrip difere do Ihold, como avaliar o tempo de viagem e o que os engenheiros devem considerar ao usar aplicações de fusein reconfiguráveis, como eletrônica industrial, eletrônica de transporte e sistemas ferroviários.

Qual é o formulário completo do PPTC?

O fusível PPTC Fuse full formisFusível de coeficiente de temperatura positiva polimérica.

Os dispositivos PPTC são comumente conhecidos como:

Fusível PPTC

Fusível resetável PTC

Fusível reiniciável

Fusível resetável de polímero

Polifuso

Disjuntor de fusível reiniciável

A característica fundamental de um PPTC é seu comportamento positivo do coeficiente de temperatura.

À medida que a temperatura do dispositivo aumenta, sua resistência aumenta significativamente. Durante um evento de sobrecorrente, o calor gerado pela corrente faz com que o PPTC se mova para um estado de alta resistência, limitando o fluxo de corrente através do circuito protegido.

Depois que a falha é removida e o dispositivo esfria, sua resistência pode diminuir em direção ao seu estado normal de operação.

Este comportamento resettable distingue um PPTC de um fusível one-time convencional.

O que é corrente de viagem PPTC?

Corrente de viagem, ou Itrip, é uma corrente especificada associada ao PPTC entrando em seu estado de proteção de alta resistência sob condições de teste definidas.

É importante entender que Itrip não é necessariamente um limiar de corrente instantânea.

A PPTC opera através de um processo térmico.

A transição real depende de:

Nível atual

Duração atual

Temperatura ambiente

Resistência do dispositivo

PCB dissipação de calor

Tamanho da embalagem

Condições de montagem

Fontes de calor próximas

Portanto, ao selecionar um PPTC, os engenheiros devem avaliar o Itrip junto com as características de tempo de viagem.

PPTC Ihold vs Itrip

Uma das perguntas de seleção PPTC mais comuns é a diferença entre manter a corrente e a corrente de viagem.

Ihold e Itrip não devem ser interpretados como os limites precisos de "sopro" e "não sopro" de um fusível convencional.

Um PPTC é um componente de proteção térmica, portanto seu comportamento é influenciado tanto pela corrente quanto pelo tempo.

Como selecionar corrente de viagem PPTC

Um processo de seleção prático começa com os requisitos reais do circuito.

As etapas a seguir fornecem uma estrutura de engenharia útil.

Etapa 1: Determinar a Corrente Operacional Normal Máxima

Primeiro, determine a corrente mais alta que o circuito deve consumir durante a operação legítima.

Use a corrente normal máxima, não simplesmente a corrente típica.

Considere:

Carga máxima

Tolerância de fornecimento

Variação de carga

Corrente de arranque

Corrente de aceleração

Corrente de carregamento

Arranque do motor

Efeitos da temperatura

Condições transitórias normais

Por exemplo:

Corrente de funcionamento típica = 1,0 A

Corrente normal máxima de funcionamento = 1,3 A

A seleção do PPTC deve ser baseada na corrente normal máxima de operação de 1,3 A.

Isso evita que a seleção de corrente de disparo interfira na operação legítima.

Etapa 2: Determinar a condição de corrente anormal

Em seguida, determine o nível atual que deve fazer com que o PPTC entre em seu estado de proteção.

As condições de falha potenciais incluem:

Curto-circuito

Sobrecarga

Motor travado

Danos no cabo

Falha no conector

Falha do componente

Ligação incorrecta

Falha na bateria

Defina a corrente de falha esperada como:

Falha = corrente anormal esperada

A corrente de falha real depende muito da fonte de energia e da impedância do circuito.

Por exemplo, uma alimentação industrial de 24 V pode ser capaz de fornecer substancialmente mais corrente do que a carga normal de 1 A.

Portanto, a corrente de falha deve ser calculada ou medida em vez de estimada a partir da corrente normal de operação.

Etapa 3: Avalie a relação entre Ihold e Itrip

O
O PPTC selecionado deve satisfazer dois requisitos diferentes:

Condição normal

O PPTC deve transportar a corrente legítima máxima sem tropeçar incômodo.

Portanto:

Ihold ≥ corrente normal máxima de funcionamento

Depois de considerar a redução de temperatura apropriada.

Condição de falha

O PPTC deve fazer a transição para seu estado de alta resistência sob a condição de corrente anormal necessária.

Isso significa que o engenheiro deve avaliar:

Itrip + Tempo de viagem + Corrente de falha

Juntos.

Selecionar Itrip sem considerar o tempo de viagem pode resultar em um projeto de proteção incompleto.

Etapa 4: Verifique a curva de tempo de viagem

Esta é uma das etapas mais importantes na seleção de PPTC.

Um PPTC normalmente não muda instantaneamente de baixa resistência para alta resistência.

Quanto maior a sobrecorrente, mais rápido o dispositivo geralmente aquece em direção à sua região de transição.

Os fabricantes, portanto, fornecem curvas de tempo de viagem que mostram a relação entre a corrente e o tempo de resposta em condições especificadas.

Por exemplo, suponha:

Carga normal = 1.0 A

Corrente de falha = 5 A

Resposta de proteção necessária = dentro de um tempo definido

Um PPTC com um Ihold adequado pode ainda ser inadequado se o seu tempo de viagem a 5 A não cumprir os requisitos do sistema.

Sempre avalie a curva real de tempo-corrente do dispositivo selecionado.

Etapa 5: Considere a temperatura ambiente

A temperatura tem uma grande influência no comportamento do disparo do PPTC.

Um PPTC operando a uma temperatura ambiente mais alta requer menos aquecimento adicional para atingir sua região de transição.

Portanto, o dispositivo pode entrar em seu estado de alta resistência em uma corrente mais baixa ou em um tempo mais curto do que faria em condições mais frias.

Ao selecionar PPTC Itrip, considere:

Temperatura ambiente mínima

Temperatura ambiente máxima

Temperatura PCB

Fontes de calor próximas

Condições do compartimento

Fluxo de ar

Área de cobre

Um PPTC instalado ao lado de um MOSFET de potência pode experimentar um ambiente térmico substancialmente diferente do mesmo componente instalado em uma placa de teste de laboratório aberta.

Etapa 6: Considere as condições térmicas do PCB

As especificações do PPTC são geradas sob condições de teste definidas.

O PCB real pode fornecer diferentes características térmicas.

Os fatores incluem:

Área de cobre

Espessura de cobre

Largura do traço

Planos de terra

Vias térmicas

Fluxo de ar

Espaçamento dos componentes

Projeto do gabinete

Uma grande área de cobre pode melhorar a propagação de calor e influenciar o comportamento térmico do PPTC.

Para projetos críticos, a configuração real do PCB deve, portanto, ser incluída nos testes de validação.

Etapa 7: Verifique a Classificação de Tensão PPTC

A corrente de disparo não pode ser avaliada independentemente da tensão.

O PPTC selecionado também deve ter uma classificação de tensão máxima apropriada.

Verificar:

Vmax (PPTC) ≥ tensão máxima aplicável do circuito

A definição real e as condições de teste para Vmax dependem do fabricante específico e da família de produtos.

Por exemplo, se o circuito opera a partir de uma alimentação de 24 V, os engenheiros devem determinar a tensão real máxima do sistema e selecionar um PPTC com um Vmax apropriado.

Os transientes de tensão também devem ser considerados separadamente.

Um PPTC é principalmente um dispositivo de proteção contra sobrecorrente e não deve ser automaticamente tratado como um substituto da proteção transitória baseada no TVS.

Passo 8: Verificar a Corrente Máxima de Falhas

A corrente de falha disponível é outro parâmetro crítico.

Uma fonte de alimentação ou bateria pode ser capaz de fornecer muito mais corrente do que a carga normal requer.

Os Imaxs do PPTC devem, portanto, ser verificados em relação à condição de corrente de falha aplicável.

Por exemplo:

Corrente normal = 1 A

Corrente de falha = 15 A

Um PPTC não deve ser selecionado simplesmente porque seu Ihold é adequado para 1 A.

O dispositivo também deve ser capaz de lidar com a condição de falha aplicável de acordo com as especificações do fabricante.

Etapa 9: Verifique a resistência inicial

A resistência ao PPTC afeta tanto a operação normal quanto o comportamento térmico.

A queda de tensão no estado normal pode ser estimada usando:
Vdrop = I R

A dissipação de potência pode ser estimada como:
P = IR

Por exemplo:
Corrente = 2 A 

Resistência inicial = 0,10

Então:
Vdrop = 2 0.10 = 0.20 V

E: 
P = 2² 0,10 = 0,40 W

O calor gerado contribui para a temperatura operacional do PPTC.

Isso significa que resistência, corrente e temperatura estão intimamente relacionadas ao comportamento do disparo.

Exemplo de seleção atual de viagem PPTC

Considere um circuito de controle de 12 V com:

Corrente normal máxima de funcionamento = 0,8 A

Temperatura ambiente máxima = 60C

Corrente de curto-circuito prevista = 8 A

Montagem PCB SMD

Um processo de seleção prático seria:

1. Selecione Ihold

O temperature-adjusted Ihold deve permanecer acima da corrente normal máxima de 0,8 A.

2. Avalie o Itrip

Selecione dispositivos candidatos cujas características de corrente de disparo sejam apropriadas para a falha esperada.

3. Verifique o tempo de viagem

Revise a curva de tempo de viagem do fabricante na corrente de falha esperada.

4. Verifique o Vmax

Verifique se a classificação de tensão máxima do PPTC é apropriada para o sistema de 12 V e as condições de falha aplicáveis.

5. Verifique Imax

Confirme se o dispositivo é adequado para a corrente de falha de 8 A disponível nas condições especificadas do fabricante.

6. Verifique a resistência

Verifique se a queda de tensão no estado normal e a dissipação de energia são aceitáveis.

7. Valide o design completo

Teste o PPTC no PCB real em condições normais, de inicialização, de alta temperatura e de falha.

A corrente de viagem PPTC não é um limiar instantâneo

Um mal-entendido comum é:

"Se o PPTC for avaliado em 2 A Itrip, ele disparará imediatamente quando a corrente atingir 2 A."

Não é assim que um PPTC funciona normalmente.

O PPTC responde a
 Energia térmica acumulada ao longo do tempo.

A resposta real depende de ambos:

Magnitude atual

E Tempo, Por exemplo, uma sobrecorrente moderada pode exigir significativamente mais tempo para fazer com que o PPTC entre em seu estado de alta resistência do que uma corrente de curto-circuito muito maior.

Portanto, os engenheiros devem usar a curva de tempo de viagem do fabricante, não apenas o número Itrip.

Como a temperatura afeta a corrente de viagem PPTC

A temperatura altera o ponto de partida térmico do dispositivo.

A uma temperatura ambiente mais elevada:

Menos calor adicional pode ser necessário para alcançar a região de transição

A capacidade de retenção de corrente diminui

Comportamento de viagem pode ocorrer mais cedo

À temperatura ambiente mais baixa:

Mais aquecimento pode ser necessário

A capacidade de retenção de corrente geralmente aumenta

A resposta de viagem pode ser diferente do comportamento à temperatura ambiente

É por isso que a seleção PPTC deve sempre incluir a faixa de temperatura operacional real.

Para produtos usados em ambientes externos, automotivos, industriais ou ferroviários, a avaliação da temperatura pode ser particularmente importante.

PPTC Fuse em Aplicações Ferroviárias

A palavra-chave fusível PPTC em ferrovias reflete uma área de aplicação importante onde a proteção contra sobrecorrente resetável pode ser considerada para sistemas eletrônicos.

O equipamento ferroviário pode conter muitos subsistemas electrónicos distribuídos, incluindo:

Sistemas de informação dos passageiros

Equipamento de comunicação

Eletrônica de controle

Sistemas de iluminação

Sistemas de controle de portas

Sistemas de monitorização

Interfaces de sensores

Eletrônica de potência auxiliar

Dependendo da arquitetura do sistema, a proteção contra sobrecorrente resetável pode ajudar a proteger ramificações individuais de baixa tensão e interfaces eletrônicas.

No entanto, as aplicações ferroviárias exigem uma consideração cuidadosa de todo o ambiente do sistema.

Os engenheiros podem precisar avaliar:

Ampla faixa de temperatura

Vibração mecânica

Choque

Umidade

Transitórios elétricos

Requisitos de incêndio e fumaça

Longa vida útil

Qualificação de componentes

Normas ferroviárias aplicáveis

Um PPTC só deve ser descrito como adequado para utilização ferroviária quando o produto específico tiver sido avaliado e qualificado em relação aos requisitos aplicáveis ao sistema ferroviário previsto.

Portanto, os engenheiros devem verificar a documentação de qualificação do fabricante, em vez de assumir que um PPTC de uso geral atende automaticamente aos requisitos ferroviários.

Selecionando corrente de viagem PPTC para eletrônica ferroviária

Para a eletrônica ferroviária, o princípio básico de seleção permanece o mesmo, mas os requisitos ambientais podem ser mais exigentes.

Uma avaliação prática pode incluir:

Corrente Normal

Determine a corrente legítima máxima do branch protegido.

Temperatura

Determine a faixa de temperatura operacional completa e aplique as informações de redução de temperatura do fabricante.

Corrente de Falha

Determine a corrente de falha disponível do subsistema de energia ferroviária real.

Tempo de viagem

Avalie se a resposta PPTC é apropriada para o circuito eletrônico protegido.

Tensão

Verifique a tensão máxima do circuito aplicável e PPTC Vmax.

Ambiente Mecânico

Considere os requisitos de vibração e choque para a instalação pretendida.

Qualificação

Confirmar se o produto PPTC específico possui as qualificações e provas de ensaio exigidas para a aplicação ferroviária visada.

Esta abordagem é mais adequada do que simplesmente procurar um "fusível PPTC ferroviário" com base em uma palavra-chave ou tamanho do pacote.

Fusível reajustável vs Fusível convencional para proteção de viagem

Um fusível convencional e um fusível resetável PPTC fornecem diferentes características de proteção.

Nenhuma das duas tecnologias é universalmente melhor.

A solução adequada depende de:

Resposta a falhas necessária

Requisitos de segurança do sistema

Estratégia de manutenção

Espaço disponível

Atual

Tensão

Energia da falha

Normas aplicáveis

O que é um disjuntor de fusível reconfigurável?

O termo
 O disjuntor de fusível reiniciável às vezes é usado para descrever um componente de proteção contra sobrecorrente reiniciável.

Para aplicações electrónicas, os termos técnicos comuns incluem:

Fusível PPTC

Fusível resetável PTC

Fusível reiniciável

Fusível resetável de polímero

Um PPTC é diferente de um disjuntor mecânico.

Um PPTC normalmente não contém contatos mecânicos que abram o circuito. Em vez disso, sua resistência aumenta significativamente quando é aquecido por uma condição de sobrecorrente.

Depois que a falha é removida e o dispositivo esfria, a resistência diminui em direção ao seu estado normal.

Lista de verificação de seleção atual de viagem PPTC

Antes de finalizar um PPTC, analise:

Atual

Corrente normal máxima

Corrente de arranque

Corrente de aceleração

Corrente de falha esperada

Ihold

Viagem

Imax

Tensão

Tensão nominal

Tensão máxima de funcionamento

Vmax

Transientes de tensão

Térmica

Temperatura ambiente máxima

Temperatura ambiente mínima

Temperatura PCB

Fontes de calor

PCB área de cobre

Cronometragem

Tempo de viagem na corrente de falha esperada

Duração máxima aceitável da falha

Duração do arranque

Elétrico

Resistência inicial

Queda de tensão

Dissipação de energia

Mecânica e Qualificação

Pacote

Pegada PCB

Requisitos ambientais

Normas industriais aplicáveis

Qualificação do produto

Viagem comum PPTC Erros de seleção atual

Erro 1: Tratar Itrip como um Limiar Instantâneo

Um PPTC é um dispositivo térmico.

Sempre avalie a corrente junto com o tempo de viagem.

Erro 2: Selecionar Itrip Sem Verificar Ihold

Um dispositivo pode fornecer uma resposta adequada a falhas, mas um disparo incômodo durante o funcionamento normal se sua capacidade de corrente de retenção for insuficiente.

Erro 3: Ignorar a Temperatura

Temperatura mais alta pode alterar significativamente o comportamento do PPTC.

Use os dados de temperatura do fabricante.

Erro 4: Selecionar apenas pela corrente

A seleção do PPTC também requer a verificação de:

Tensão + Ihold + Itrip + Imax + Resistência + Temperatura + Tempo de viagem

Erro 5: Assumindo que cada PPTC é adequado para aplicações ferroviárias

As aplicações ferroviárias podem exigir qualificações ambientais e de segurança específicas.

Um PPTC de uso geral não deve ser comercializado ou especificado como qualificado para transporte ferroviário sem documentação comprovativa do produto.

Processo Prático de Seleção de Correntes de Viagem PPTC

Um fluxo de trabalho de engenharia útil é:

Corrente Normal Máxima

Temperatura Derating

Ihold obrigatório

Corrente de Falha Esperada

Itrip e Tempo de Viagem

Vmax

Imax

Resistência Inicial

Pacote e condições térmicas PCB

Validação de Aplicativos

Este processo fornece um método mais confiável para selecionar um PPTC do que usar Itrip como uma especificação autônoma.

Perguntas frequentes(FAQs)

Qual é a corrente de viagem PPTC?

A corrente de disparo do PPTC, ou Itrip, é uma corrente especificada associada ao PPTC entrar em seu estado de proteção de alta resistência sob condições de teste definidas.

O PPTC Itrip é um limiar de viagem instantânea?

Não. Os PPTCs são dispositivos ativados termicamente. A resposta real depende da magnitude da corrente, duração, temperatura e condições térmicas.

Qual é a diferença entre Ihold e Itrip?

Ihold refere-se à corrente que o PPTC pode transportar sob condições especificadas sem entrar no estado de proteção, enquanto Itrip refere-se à corrente associada ao acionamento do estado de alta resistência sob condições definidas.

Como faço para selecionar corrente de viagem PPTC?

Determine a corrente normal máxima, a corrente de falha esperada e a resposta de proteção necessária. Em seguida, avalie Ihold, Itrip e a curva de tempo de deslocamento do fabricante juntos.

A temperatura afeta a corrente de disparo do PPTC?

Sim. A temperatura ambiente e do PCB pode influenciar significativamente o comportamento do PPTC. A redução da temperatura e os dados de aplicação do fabricante devem ser considerados.

O PPTC Itrip deve ser maior ou menor que a corrente de carga normal?

Itrip está normalmente acima da corrente normal de operação, enquanto Ihold deve ser suficiente para transportar a carga legítima máxima sob as condições térmicas reais. A relação exata deve ser avaliada usando as especificações do fabricante.

Posso usar um PPTC para eletrônica ferroviária?

Um PPTC pode ser considerado para aplicações adequadas de proteção eletrônica ferroviária, mas a adequação depende dos requisitos específicos do sistema, das condições ambientais e das normas aplicáveis. Um PPTC de uso geral não deve ser automaticamente considerado qualificado para ferrovias.

O que significa o formulário completo PPTC Fuse?

PPTC significa Coeficiente de Temperatura Positiva Polimérica. Um fusível PPTC é um dispositivo de proteção contra sobrecorrente resetável baseado em polímero.

O que é um fusível Resettable?

Um fusível reiniciável é um dispositivo de proteção contra sobrecorrente que pode retornar à sua resistência normal depois que a falha é removida e o dispositivo esfria. PPTC é um tipo comum de fusível reiniciável.

O que é um disjuntor de fusível reconfigurável?

Disjuntor de fusível reiniciável é um termo usado às vezes para componentes de proteção contra sobrecorrente resetáveis. Um PPTC difere de um disjuntor mecânico porque opera por meio de um aumento de resistência acionado termicamente em vez de contatos mecânicos.

Um PPTC pode substituir um fusível convencional?

Em algumas aplicações, sim. No entanto, os fusíveis PPTC e convencionais têm características elétricas e de interrupção de falhas diferentes. A tecnologia de proteção deve ser selecionada de acordo com todos os requisitos do sistema.

Que outros parâmetros devem ser verificados ao selecionar corrente de viagem PPTC?

Os engenheiros também devem verificarn Eu Porão, Vmax, Imax, resistência inicial, tempo de viagem, faixa de temperatura, derating térmico, pacote e condições PCB.

Conclusão

Selecionar o PPTC trip currentr correto é mais do que escolher um número de uma tabela de produtos.

Uma seleção confiável de PPTC deve avaliar:

Corrente normal máxima + Ihold + Itrip + Tempo de viagem + Vmax + Imax + Temperatura + Resistência

O princípio fundamental é que um PPTC responde à energia térmica acumulada ao longo do tempo, em vez de funcionar como um interruptor eletrônico de corrente instantâneo.

Para aplicações exigentes, incluindo eletrônica industrial e ferroviária, os engenheiros devem avaliar o PPTC usando a folha de dados do fabricante, descartando informações, curvas de tempo de viagem e dados de qualificação aplicáveis.

O componente final deve então ser validado sob as condições elétricas, térmicas e ambientais reais da aplicação alvo.

Ruilin Semicondutor fornece fabricação de PPTC e suporte técnico para OEM, ODM e aplicações de proteção eletrônica.

Sobre a Ruilin Semicondutor

Ruilin Semicondutor É um fabricante de semicondutores focado na proteção de circuitos e componentes eletrônicos relacionados.

Como fabricante de PPTC, a Ruilin Semicondutor fornece soluções de proteção contra sobrecorrente resetáveis para OEM, ODM, EMS e aplicações eletrônicas industriais.

Nossa avaliação do produto PPTC abrange os principais parâmetros, incluindo:

Mantendo Corrente (Ihold)

Corrente de Viagem (Itrip)

Tensão máxima (Vmax)

Corrente máxima de falha (Imax)

Resistência Inicial

Tempo de viagem

Temperatura de operação

Derretendo térmica

Pacote e Dimensões

A Ruilin Semicondutor oferece suporte aos clientes na avaliação dos requisitos PPTC de acordo com as condições reais da aplicação, incluindo corrente de carga, corrente de falha, tensão, temperatura, configuração de PCB e requisitos de pacote.

Para aplicações envolvendo eletrônica industrial, eletrônica de transporte, equipamentos alimentados por bateria, eletrônicos de consumo e outros sistemas eletrônicos, nossa equipe técnica pode auxiliar na seleção e avaliação de aplicações PPTC.

Para aplicações relacionadas com o transporte ferroviário, os requisitos ambientais, de fiabilidade e de qualificação exigidos devem ser revistos em relação à documentação específica do produto e às normas-alvo do sistema antes da aprovação final dos componentes.

Ruilin Semicondutor Fabricação de PPTC e suporte técnico para proteção confiável contra sobrecorrente resetável.