Восстанавливаемый предохранитель
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( январь 2017 г. ) |
или Восстанавливаемый предохранитель полимерное устройство с положительным температурным коэффициентом ( PPTC ) представляет собой пассивный электронный компонент, используемый для защиты от перегрузки по току в электронных схемах . Устройство также известно как Multifuse или Polyfuse или Polyswitch . В определенных ситуациях они аналогичны функциям ПТК-термисторов, действуют на основе механических изменений, а не носителей заряда эффектов но в полупроводниках . Эти устройства были впервые обнаружены и описаны Джеральдом Пирсоном из Bell Labs США в 1939 году и описаны в патенте № 2 258 958. [1]
Операция [ править ]
Полимерное устройство PTC состоит из непроводящей матрицы кристаллического органического полимера , наполненной технического углерода. частицами [2] чтобы сделать его проводящим. В холодном состоянии полимер находится в кристаллическом состоянии, при этом углерод проникает в области между кристаллами, образуя множество проводящих цепочек. Поскольку он является проводящим («начальное сопротивление»), [3] он пропустит ток. Если через устройство пропустить слишком большой ток, устройство начнет нагреваться. По мере нагревания устройства полимер будет расширяться, переходя из кристаллического состояния в аморфное . [4] Расширение разделяет частицы углерода и разрывает проводящие пути, в результате чего устройство нагревается быстрее и расширяется, что еще больше повышает сопротивление. [5] Это увеличение сопротивления существенно снижает ток в цепи. Небольшой ток (утечки) все еще протекает через устройство и достаточен для поддержания температуры на уровне, который будет удерживать его в состоянии высокого сопротивления. Ток утечки может варьироваться от менее ста мА при номинальном напряжении до нескольких сотен мА при более низком напряжении. Можно сказать, что устройство имеет функцию фиксации. [6] Ток удержания — это максимальный ток, при котором устройство гарантированно не сработает. Ток срабатывания – это ток, при котором устройство гарантированно сработает. [7]
При отключении питания нагрев за счет тока утечки прекратится и устройство PPTC остынет. По мере охлаждения устройства оно восстанавливает свою первоначальную кристаллическую структуру и возвращается в состояние с низким сопротивлением, где оно может удерживать ток, указанный для устройства. [6] Такое охлаждение обычно занимает несколько секунд, хотя сработавшее устройство будет сохранять чуть большее сопротивление в течение нескольких часов, если только мощность в нем не слабее или не использовалась часто, медленно приближаясь к начальному значению сопротивления. Сброс часто не происходит, даже если неисправность была устранена, а питание все еще подается, поскольку рабочий ток может быть выше тока удержания PPTC. Устройство может не вернуться к исходному значению сопротивления; скорее всего, оно стабилизируется при значительно более высоком сопротивлении (до 4 раз выше исходного значения). Для того, чтобы устройство вернулось к значению сопротивления, близкому к исходному значению, или вообще вернулось к нему, могут потребоваться часы, дни, недели или даже годы. [8]
Устройство PPTC имеет номинальный ток и номинальное напряжение. [9]
Приложения [ править ]
Эти устройства часто используются в компьютерных источниках питания, в основном из-за стандарта PC 97 (который рекомендует герметичный компьютер, который пользователю никогда не придется открывать), а также в аэрокосмической/ядерной промышленности, где замена затруднена. [ нужна ссылка ] Еще одним применением таких устройств является защита аудиодинамиков , особенно твитеров , от повреждения при перегрузке: подключив резистор или лампочку параллельно устройству PPTC, можно спроектировать схему, которая ограничивает общий ток через твитер до безопасного значения. вместо того, чтобы отключать его, позволяя динамику продолжать работу без повреждений, когда усилитель выдает большую мощность, чем может выдержать твитер. Хотя предохранитель также может обеспечить аналогичную защиту, если предохранитель перегорит, твитер не сможет работать, пока предохранитель не будет заменен. [10]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Патент США 2258958 .: «Проводящее устройство», подана 13 июля 1939 г., получено 7 марта 2017 г.
- ^ Герман Ф. Марк (16 октября 2013 г.). Энциклопедия полимерной науки и технологии, краткая информация . Джон Уайли и сыновья. стр. 274–. ISBN 978-0-470-07369-8 .
- ^ Джанфранко Пистойя (25 января 2005 г.). Аккумуляторы для портативных устройств . Эльзевир. стр. 183–. ISBN 978-0-08-045556-3 .
- ^ Мин Цю Чжан; Мин Чжи Ронг (28 июня 2011 г.). Самовосстанавливающиеся полимеры и полимерные композиты . Джон Уайли и сыновья. стр. 391–. ISBN 978-1-118-08258-4 .
- ^ А. Райт; П.Г. Ньюбери (январь 2004 г.). Электрические предохранители . ИЭПП. стр. 15 –. ISBN 978-0-86341-399-5 .
- ^ Jump up to: а б Институт инженеров электротехники и электроники. Совет района залива Сан-Франциско (1995 г.). Протокол конференции WESCON . Западная электронная выставка и конвенция.
- ^ Дизайн машины . Пентон/IPC. 1997.
- ^ «Основы перезапускаемых устройств PolySwitch» (PDF) . TE Связь . Архивировано из оригинала (PDF) 22 января 2015 года . Проверено 31 августа 2014 г.
- ^ Хеннинг Валлентовиц; Кристиан Амзель (27 июня 2011 г.). 42 В. Сети PowerNet Springer Science & Business Media. стр. 80–. ISBN 978-3-642-18139-9 .
- ^ Примечание по применению громкоговорителя