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如何使用NTC热敏电阻限制浪涌电流

如何使用NTC热敏电阻限制浪涌电流
来源:网络整理 时间:2019-03-22

电源电路通电的瞬间,外部电源的能量首先转移到输入滤波电容上。该瞬间产生很大的浪涌电流,如果不加以限制,很容易损坏保险丝以及后续的整流二极管等周边电子元器件。因此在电路设计时,需要考虑如何限制浪涌电流。在本文中,我们将首先介绍如何使用NTC热敏电阻限制浪涌电流,然后介绍如何选择NTC热敏电阻,后介绍如何使用继电器进一步减小NTC热敏电阻上的功耗。

限制浪涌电流,为什么用NTC?

NTC (负温度系数) 热敏电阻是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻。

下图1是典型的AC-DC电源电路前端,图中Z1为NTC热敏电阻。该电阻在电源通电时能起到瞬间限流保护的作用。

电源电路通电的瞬间,可以看成是对滤波电容(如下图1中的C1、C2)充电的过程。涌浪电流的大小可以用电压除以滤波电容的等效串联电阻来估算

电流值越大,对周边电路的破坏力越大。

为了解决这一问题,简单方法加一个NTC热敏电阻(如下图1中的Z1)来减小涌浪电流的大小,此时通电瞬间的浪涌电阻相当于电压除以NTC热敏电阻与滤波电容的等效串联电阻之和

比如使用一个25℃时为10Ω的NTC热敏电阻,假设滤波电容的等效串联电阻为1Ω,那么浪涌电流大小将相应降到十分之一左右。可见NTC热敏电阻的阻值越大,限制浪涌电流的效果越好。

图1,AC-DC电源电路前端

当然NTC热敏电阻的阻值并不是越大越好。阻值越大,消耗的功耗越大。负温度系数NTC热敏电阻很好的平衡了限制浪涌电流以及功耗。

对于一个100W的电源电路来说,假设使用一个25℃时为10Ω的NTC热敏电阻。 在刚接通电源,环境温度25℃条件下,NTC热敏电阻将会有2W左右的功率损耗:

然后随着电流流过NTC热敏电阻,温度逐渐升高。假设NTC热敏电阻升温到85℃,电阻降到2Ω左右, 在NTC热敏电阻上的损耗将降到0.4W左右。如下图

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