额定线电压 PPTC 器件帮助

　　现在广受欢迎的PPTC高分子正温度系数可复位电路保护器件推出了额定线电压系列，为家用电机和专业电机保险丝和双金属保护装置提供了简单而具有成本效益的另一选择。

　　尽管家用电机和专业电机通常情况下是可靠的，但仍会受机械过载、过热、止动、偏差过大、严重过电压、潮湿及其他破坏性因素的影响。电器设计者借助多种电路保护技巧确保安全性，防止发生火灾，同时减少因电机故障而生成的质保期返修及更换成本。

　　最新一代的PPTC器件包括线电压额定为 120 VAC 和 240 VAC 的组件，可并联安装以增大电流容量。低成本、可复位功能性及掉电保护属性使 PPTC 器件成为用于变压器及间歇和持续运行电器电机的可靠、节约成本的电路保护解决方案。

　　保护电路使之免受因过电流或过热而引起的损坏，这是许多电路保护技术的主要功能。以前此项保护是通过一次性保险丝或熔线来实现的。在如今的电机应用中，可复位器件如 PPTC 器件、陶瓷正温度系数(CPTC)器件、双金属断路器和自动调温器则成为受人追捧的解决方案。这些器件帮助保护电机或变压器，使其免受因短路、电路过载或客户误用引起的过电流损坏。

　　PPTC 器件有助于防止因过电流浪涌和过热故障引起的损坏，可提供低阻抗，可与保险丝解决方案相兼容。与传统的保险丝作用原理相似。在故障条件下 PPTC 器件限制极高电流流量。然而在电路电源被切断后 PPTC 器件自动复位。故障条件被排除后，这使受保护的设备可正常运行，从而无需更换保险丝。

　　技术对比-CPTC 器件

　　陶瓷 PTC(CPTC)器件帮助提供可复位保护，然而其相对高的运行温度、高阻抗和大尺寸使其应用受限。CPTC 器件的构成比较脆弱，易于因撞击、震动及加热/制冷的热应力受损。这在许多电器应用中都较为常见。

　　图1和2 显示了由泰科电子的瑞侃电路保护部执行的CPTC 器件和 PPTC 器件测试比较结果。当主要保护元件使用了相同的变压器时，将 PolySwitchPPTC 器件与 CPTC 器件作比较。使 PPTC 和 CPTC 器件具有相同的保持电流。在测试中，当测量电流、线圈温度和动作时间时通过次级短路制造故障。如图1所示， PPTC 器件反应速度更快，温度更低。

　　CPTC 器件表面温度大约是75℃ 到 185℃，与其相比， PPTC 器件在动作状态下表面温度略低，大约为 100℃ 到 120℃。PPTC 器件的电路阻抗较低，电容较小，频率依赖性较小。

　　热量图对图2中 CPTC 和 PPTC 器件的表面温度差异进行了说明。在 220VAC  动作的对比中，CPTC 器件表面最高温度达到 184.5℃，而 PPTC 器件表面最高温度为 118.9℃。

　　技术对比-双金属断路器

　　虽然双金属断路器被广泛用于保护电器电机，但它却不能进行掉电保护，需要额外的动作来中断其通电与断电循环。双金属条是由两种不同金属混合制成。当双金属电流超出额定值，过电流所产生的热量会使双金属过电流所产生的热量会使双金属条弯曲，从而断开一组触点以终止电流通过。电流不流经器件，双金属条恢复正常形状，闭合触点，这样电流恢复。在出现止动时，双金属断路器继续循环，直到电源被切断。

　　该器件循环性能有若干不足。其中包括材料疲劳，触点易于烧坏，起火花或焊死。如果器件“失效闭合”，就会引起电机及后续电子器件因过电流受损。潜在的噪音和电磁干扰(EMI)也会使双金属断路器不能与先进的电子控制系统相兼容。

　　最近泰科电子进行测试，将一个普遍使用的双金属热保护器和 PolySwitch LVR PPTC  器件分别安装在一个制冰机电机上，比较两者的热特性和电气特性。保护器件被耦合到电机绕组，在测试过程中电机轴被锁定。在测试过程中记录绕组/线圈的电压、电流和温度以及PPTC器件和双金属保护器的温度。

　　图 3 和图 4 说明了两项测试的结果。在使用双金属断路器的测试中，在 60分钟时电机绕组温度达到将近 129℃。这明显高于使用 PPTC 保护器件进行的测试，在同一时间段内使用后者时，电机绕组温度为 44℃。 

　　间歇运行电机保护技巧

　　间歇运行电机(如用于搅拌机和食品加工机的电机)通常只运行一段时间。一般来说，这些产品的运行时间若超出了设定的最大限制，就会引起止动、过热及完全故障。在通电时出现故障有两个原因，一是由于触点故障，另一个是客户误操作。

　　要防止过热，所使用的电路保护器件必须快速“动作”，但不能快于设计速度，从而避免为用户带来麻烦。设计一套保护方案，使其既能有效保护电机，又不会误动作，这对设计者来说是一项挑战。

　　误动作通常是由与电动设备某些电气组件相关的浪涌电流引起的。PPTC 器件的主要优点就是可为其指定一个大大低于电机正常运行电流的动作电流，而不是指定一个长于系统完整运行周期几倍的动作时间，从而避免了误动作。

　　图5 显示是如何将 PPTC 器件安装于电机电路中以防止过电流或过热事件而引发的损坏。当将器件密封于电机壳内，其会对电机内电流作出反应，并在故障条件下反映升温情况。  

　　持续运行电机保护技巧

　　持续运行的电机(如用于冰箱和空调中的电机)设计时优化尺寸和成本。由于通常情况下，电机驱动风机，一些气流就会穿过电机，使运行压力更大。结果，风机电机的止动电流通常只有运行电流的两倍，而在其他应用中，止动电流通常是运行电流的三到四倍。这就更加难于选择合适的保险丝，使保险丝在风机受阻时可靠断开；而不会在第一次开启电机时因浪涌电流熔断。

　　如间歇运行电机的讨论中所述， PPTC 器件在电机保护方案中颇具优势。由于电机易于随温度变化，因此通过改变其特性，在适当时可降低其反应速度。在风机被驱动的应用中， PPTC 器件和电机放置于气流中都大有裨益。由于气流会防止PPTC 器件达到动作温度，因此这种方法会大大增加其动作电流。然而如果由于某种原因风机止动，其流动制冷效果就会消失，使电机电流过大，快速升温。这会引发 PPTC 器件动作，进而限制流经电机的电流。与一次性保险丝不同，PPTC 器件通过略微增加电流消耗来阻止可能引起升温的故障损坏。
 
　　结语

　　新一代的 PPTC 器件适合广泛用于电器设计，其符合 UL 1434 标准，与无铅焊料和大体积组件工艺相兼容。其低阻抗、快速动作时间、低高度和可复位功能性的特性帮助电路设计者提供安全可靠的产品，符合管理机构要求，降低了质保期维修成本。