NTC熱敏電阻：開關電源中熱敏電阻的選型和作用
發布時間：2017/11/22 訪問人數：2642次
開機時,220V交流電,經過保險和熱敏電阻,整流后,對電容充電,而電容的特性，是瞬間充電電流為最大的,從而對前邊的整流二極管、保險絲帶來沖擊，容易造成損壞，為了提高電源設計的安全系數，常在保險之后加入電阻進行限流，電阻越大時，雖則限流效果好，但是電阻消耗的電能也是越大的，開關電源啟動后，限流電阻已沒有作用，反而浪費電力。為了達到較好限流效果而又省電，現在的開關電源經常采用負溫度熱敏電阻作限流使用（吸收浪涌電流），負溫度熱敏電阻的特性是，溫度越高，電阻越小。常溫時，電阻一般是8~10歐，比較大，開機時，就起到較好的限流作用，電源啟動后，工作電流經過熱敏電阻，使其發熱，熱敏電阻阻值大幅下降（約1~2歐），使熱敏電阻在電源啟動后，電力消耗降到最低。
本人初裝一個輸入功率12W的開關電源,輸入濾波電容為47uF/400V,該電容上電時充電瞬間產生大電流.
為了不使這個電流沖擊對電網上其它設備產生干擾,準備在保險后、整流橋前串聯一個“上電限流電阻”.
經過試驗,本人還是對該電阻難以確定,誠望各位前輩、老師給予指點,謝謝!
分析如下:
1、加裝輸入串聯電阻的必要
如果沒有限流電阻,AC220V經整流橋直接對輸入電容充電,如果趕上交流峰值時刻上電,而此時電容兩端電壓為0V,此時電網上310V電壓處于短路狀態,短路電流大小取決于電網的內阻Rs,以1歐計將有300A的瞬間上電電流,雖然時間很不長,但會減短輸入電容和整流橋的壽命,還可能對臨近設備產生干擾.
所以認為加裝這個串聯限流電阻,很有必要.
2、查閱有關參考電路
該電阻在4.7歐到20歐,有使用NTC(負溫度系數電阻),也有用普通電阻,當然也有不加的.
3、非上電工況的考慮
以12W輸入功率計算,輸入交流電流為12w/220V=0.055A
上電以后穩態情況下:
5歐電阻上的壓降為0.055·5=0.27V,耗散功率為0.055^2·5=0.015W
20歐電阻上的壓降為0.055·20=1.1V,耗散功率為0.055^2·20=0.06W
如此看來:上電以后的串聯壓降和功耗都不大,所以該串聯電阻的選用應該重點考慮上電瞬間的工況.
4、關于串聯電阻的耐壓
查手冊,0.5W以上的電阻,工作電壓都超過350V
按此參數選用1~2W電阻該是沒有問題.
5、關于串聯電阻的最大電流
當輸入電容初始電壓為0V時,加到限流電阻上的可能的最大電壓為220·1.4=310V;
通過5歐電阻的最大電流為62A;
通過20歐電阻的最大電流為15.5A;
電流產生熱量,感覺,電阻能否通過足夠大的電流,還是與它能承受的脈沖功率有關.
6、關于脈沖功率
查了一本電阻手冊(可能老了點),對于碳膜金屬膜電阻,最大脈沖功率不超過額定功率的500~1000倍.
對于5歐電阻,額定功率應該達到62^2·5/1000=19W
對于20歐電阻,額定功率應該達到15.5^2·20/1000=4.8W
若按500倍計算,分別應達到38W、10W
——這也太大了!!!是不是我的手冊太老了,現在關于電阻瞬間脈沖功率的指標是怎么樣的?從哪里能查到?還請各位不吝賜教啊!
7、關于用NTC(負溫度系數電阻)
NTC熱敏電阻隨著溫度升高電阻減小.
如果用它做這個限流電阻,需要靠它自己本身的功耗加溫.上電瞬間它是常溫阻值,整個大電流上電的時間不長(20歐電阻;充電按三角波估算,約2mS),估計在這么短的時間里NTC阻值不會有多大變化,即使變化也是升溫減小阻值.
而在上電以后正常工作時,即使100歐的阻值功耗才不足0.3W(12W電源輸入功率),這么小的功率估計不會使NTC溫升多少,阻值也不會減小太多.
——不知我這么考慮有沒有問題?
——那么使用NTC電阻,到底有什么作用?
我做了這樣的試驗:
1、為了不受其它因素影響,將輸入濾波電容后面的電路斷開,只保留保險、限流電阻、整流橋和輸入濾波電容.
2、不加限流電阻時,0.5A~1A保險均燒斷
3、加1~2W/10~20歐限流電阻(金屬膜),都有正常啟動的時候,此時1A保險通過.
但最后多次上電后,都有被燒斷的情況.
因板上空間有限,實在不想再增大電阻瓦數,而考慮抗干擾性,輸入濾波電容也不想減小,所以很為難.
南京時恒電子科技有限公司，主要進行NTC熱敏電阻器各類產品的新工藝、新技術、新產品的研發和生產。NTC熱敏電阻 熱敏電阻 NTC溫度傳感器 公司為“國家高新技術企業”，“江蘇省民營科技企業”。建有經江蘇省科學技術廳批準的“江蘇省NTC熱敏陶瓷材料工程技術研究中心”，該中心是國內領先、省內唯一的NTC熱敏陶瓷材料研究機構，具有很強的研發實力。
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