詳解PTC保護(hù)電路設(shè)計(jì),家電不怕再被燒了
發(fā)布時(shí)間:2015-01-17 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】很多家電總會遭遇“難啃”的大塊頭引起電機(jī)堵轉(zhuǎn)從而燒毀電機(jī)等,設(shè)計(jì)工程師通常會設(shè)計(jì)溫度或過流保護(hù)措施。這里主要講解的是如何用PTC保護(hù)智能家電電路?具體的保護(hù)電路設(shè)計(jì)方案請看下文。
在以豆?jié){機(jī)、攪拌機(jī)、打蛋機(jī)等為代表的家電中,為避免遭遇“難啃”的大塊頭引起電機(jī)堵轉(zhuǎn)從而燒毀電機(jī)等,設(shè)計(jì)工程師通常會設(shè)計(jì)溫度或過流保護(hù)措施,常用的有:1次性過流保護(hù)、可恢復(fù)溫度保護(hù),如今也使用PTC做堵轉(zhuǎn)保護(hù)。當(dāng)電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí),流過電樞的電流將是電機(jī)正常工作電流的數(shù)倍,通常至少可達(dá)到4倍~5倍或更高,如此大的電流流過電機(jī)的電樞,將引起電機(jī)整體溫度急劇上升,導(dǎo)致電氣絕緣性能顯著下降,最后引起轉(zhuǎn)子或定子繞組漆包線的絕緣層融化,引起電機(jī)短路燃燒等危險(xiǎn)的現(xiàn)象發(fā)生。
豆?jié){機(jī)應(yīng)用電路圖
由于電機(jī)在啟動(dòng)時(shí),為了克服摩擦力矩,瞬間的工作電流會比較大,而完成啟動(dòng)后,在沒有發(fā)生堵轉(zhuǎn)的情況下,工作電流將是一個(gè)恒定的值,由于1次保險(xiǎn)絲在其額定工作電流2倍時(shí),就會迅速動(dòng)作,表現(xiàn)為燒斷,呈現(xiàn)開路,導(dǎo)致電機(jī)啟動(dòng)失敗,故早期使用1次性做為電機(jī)的過流保護(hù)時(shí),為了克服1次性保險(xiǎn)的這個(gè)缺點(diǎn),通常會選的1次性保險(xiǎn)絲的額定工作電流會遠(yuǎn)大于電機(jī)的正常工作電流,這樣雖然避免了電機(jī)啟動(dòng)瞬間的誤保護(hù)問題,但若是電機(jī)發(fā)生了堵轉(zhuǎn)或過熱現(xiàn)象時(shí),會導(dǎo)致保護(hù)不及時(shí),影響保護(hù)效果。
若選用雙金屬溫控器作為電機(jī)的堵轉(zhuǎn)或是過熱保護(hù),電機(jī)啟動(dòng)瞬間的沖擊電流在沒有轉(zhuǎn)化為電機(jī)整機(jī)的熱量之前,雙金屬溫控器將不會動(dòng)作,雖然可以有效地避免選用1次性保險(xiǎn)絲的弊端,但雙金屬溫控器的安裝位置非常的講究,需要將溫控器緊貼電機(jī)的定子或勵(lì)磁繞組,否則,若電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn),雖然電樞的實(shí)際溫度已高于允許值,但因?yàn)闊崃總鲗?dǎo)的不及時(shí),或是熱量傳導(dǎo)給溫控器的量不夠,不足以引起溫控器動(dòng)作,將會導(dǎo)致保護(hù)效果大打折扣。
若使用PTC作為電機(jī)的堵轉(zhuǎn)保護(hù),將有效地避免上述問題,首先PTC作為高分子材料的可恢復(fù)保險(xiǎn)絲,內(nèi)部是依靠焦耳定律Q=I^2*R*T動(dòng)作,可見其內(nèi)部產(chǎn)生的熱量與流過的電流的平方成正比,當(dāng)電流增加一點(diǎn),內(nèi)部的熱量將以電流的平方的關(guān)系急劇增加;電機(jī)啟動(dòng)瞬間的大電流沖擊,由于積聚的熱量不足以引起 PTC動(dòng)作,故不會發(fā)生誤保護(hù);一旦電機(jī)發(fā)生了堵轉(zhuǎn),由于堵轉(zhuǎn)的電流是數(shù)倍于正常工作電流,PTC只要流過的電流是正常工作電流的2倍即可啟動(dòng)保護(hù),而此刻電機(jī)的整體溫度往往并沒有升起來,避免了高溫對電機(jī)的沖擊!
PTC啟動(dòng)保護(hù)后,需要人工干預(yù)斷電,令PTC熱量散發(fā)后即可恢復(fù)到出廠的低阻值狀態(tài),若沒有切斷電流,PTC將一直有一個(gè)小的殘余電流流過維持PTC為高阻值,即使此刻用戶正在帶電清理攪拌機(jī)的刀片,也確保電機(jī)不會旋轉(zhuǎn),從而保護(hù)了用戶的人身安全,這事PTC用于這類小家電保護(hù)的最大亮點(diǎn)!
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