GE Measurement & Control SolutionsGE Measurement & Control Solutions

Startseite » Temperatur » Einschaltstromstoßbegrenzung » Einschaltstromstoßbegrenzer
E-Mail Drucken

NTC Einschaltstrom-Begrenzer - Thermistoren

NTC Einschaltstromstoßbegrenzer

Der Einschaltstrom-Begrenzer begrenzt den Einschaltstrom auf einen Wert, der nicht dazu führt, dass die Sicherung ausgelöst wird. Der Eingangsstromstoßschutz macht lästige Arbeiten wie das Auswechseln durchgebrannter Sicherungen oder das Schweißen von Schalterkontakten weitgehend überflüssig.

Merkmale



  • Kostengünstig, Solid-State-Gerät für Einschaltstromstoßunterdrückung
  • Robust
  • Großer Arbeitstemperaturbereich: -58°F bis 347°F (-50°C bis 175°C)
  • Geeignet für Leiterplattenmontage
  • Erhältlich als Standardausführung mit abgeknickten oder geraden Leitungen und in EIS RS-468A Tape-and-Reel-Paketen zum automatischen Einzug.

Anwendungen



Steuerung des Einschaltstromstoßes in Schaltnetzteilen, fluoreszierenden Lampe, Umrichtern, Motoren usw.

  • Niedriger gleichbleibender Widerstand und damit verbundener Leistungsverlust
  • Geringe Größe
  • Kostengünstiger Solid-State-Sensor

Technische Daten


Spezifikationen von Typ CL

NTC-Scheiben für Einschaltstromstoßbegrenzung

Beschreibung Scheibenthermistor mit nicht isolierten Leitungsdrähten
Optionen Für abgeknickte Leitungen den Zusatz A vor der Bestellnummer hinzufügen
Für Tape-and-Reel-Verpackung den Zusatz B vor der Bestellnummer hinzufügen
Andere Toleranzen im Bereich 0,7 Ω bis 120 Ω
Andere Toleranzen, Toleranzen bei anderen Temperaturen
Alternative Leitungslängen, Leitungsmaterialien, Isolierungen
Daten *max. Nennleistung bei 77 °F (25 ºC) oder herabgesetzt = √(1,1425–0,0057 x TA) x Imax bei 77 °F (25 °C) für von 77 °F (25 ºC) abweichende Umgebungstemperaturen.
**Max. Nennleistung
***R0=X1Y, X und Y sind der folgenden Tabelle zu entnehmen.

 

ntc-inrush-1

Einschaltstromstoßbegrenzer in Schaltnetzteilen Das Problem durch Spannungsspitzen in Schaltnetzteilen wird dadurch verursacht, dass große Filterkondensatoren zur Glättung der Brummspannung im gerichteten 60-Hz-Strom verwendet werden und dann auf Hochfrequenz abgeschnitten werden. Das obige Diagram zeigt einen Schaltkreis, wie der üblicherweise in Schaltnetzteilen verwendet wird.
In dem Schaltkreis ist der maximale Einschaltstrom die Spitzenleitungsspannung geteilt durch den Wert von R. Für 120 V beträgt sie ca. 120 x √2/RI. Idealerweise sollte RI beim Einschalter sehr hoch sein und während des Betriebs auf Null sinken. Der NTC-Thermistor ist für diese Annwendung bestens geeignet. Die Stromspitzen werden begrenzt, indem er als Widerstand wirkt, der von einem hohem Kaltwiderstand auf einen niedrigen Heißwiderstand fällt, wenn er durch den Stromdurchfluss erhitzt wird. Faktoren, die bei der Konfiguration eines NTC-Thermistors als Einschaltstromstoßbegrenzer beachtet werden müssen:

Max. zulässiger Spitzenstrom beim Einschalten
Übereinstimmung des Thermistors mit der Größe der Filterkondensatoren
Höchstwert des konstanten stationären Stroms
Max. Umgebungstemperatur
Erwartete Lebensdauer des Netzanschlusses
Max. Spitzenstrom Durch eine Einschaltstromstoßbegrenzung soll vor allem verhindert werden, dass Komponenten in Reihenschaltung mit dem Gleichspannungswandler durch den Einschaltstrom beschädigt werden. Der Eingangsstromstoßschutz macht lästige Arbeiten wie das Auswechseln durchgebrannter Sicherungen oder das Schweißen von Schalterkontakten weitgehend überflüssig. Da die meisten Thermistormaterialien bei allen Temperaturen sehr schnell ohmisch sind, wird der Leerlaufwiderstand des Thermistors berechnet, indem die Spitzeneingangsspannung durch den max. zulässigen Spitzenstrom im Netzteil geteilt wird (Vpeak/Imax Stromspitze).
Energiespitze bei Einschalten Wenn der Schaltkreis unter Strom steht, wirken die Filterkondensatoren in einem Schalter wie ein Kurzschluß, bei dem in relativ kurzer Zeit eine Energiemenge von 1/2CV2 gespeichert wird. Die gesamte Ladung, die von den Filterkondensatoren aufgenommen wird, muss durch den Thermistor fließen. Die Auswirkung dieser Stromspitze besteht darin, die Temperatur des Thermistors während der Ladedauer der Kondensatoren sehr schnell ansteigen zu lassen. Die Energie, die im Thermistor während des Aufladevorgangs erzeugt wird, ist abhängig von der Spannungswellenform der Laderquelle der Kondensatoren. Ein guter Näherungswert für die vom Thermistor während dieser Periode erzeugte Energie ist 1/2CV2 (im Filterkondensator gespeicherte Energie). Die Kapazität des NTC-Thermistors zur Bewältigung dieser Energiespitze ist größtenteils eine Funktion der Gerätemasse. Dies zeigt sich in der Energiebilanz-Gleichung für einen selbsterhitzten Thermistor:
Eingangsenergie = gespeicherte Energie + Energieverlust oder als Differentialgleichung: Pdt = HdT + δ(T – TA)dt
ntc-inrush-2
Dabei sind:
P = im NTC erzeugte Leistung
t = Zeit H = Heizkapazität des Thermistors
T = Temperatur des Thermistorgehäuses
δ = Verlustkonstante
TA = Raumtemperatur
während der kurzen Zeit, in der die Kondensatoren geladen werden (in der Regel unter 0,1 Sekunde), ist der Energieverlust sehr gering. Die meiste Eingangsenergie wird als Hitze im Thermistorgehäuse gespeichert. In der Tabelle mit den Einschaltstromstoßbegrenzern ist ein empfohlener Wert für die max. Kapazität bei 120 V und 240 V aufgeführt. Diese Nennleistung soll keine Definition der absoluten Kapazitäten der Thermistoren dar, sondern ist ein experimentell ermittelter Wert, dessen Überschreiten zu einer Verkürzung der Lebensdauer des Einschaltstromstoßbegrenzers führen kann.
Max. konstanter stationärer Strom Der Nennewert des max. konstanten stationären Stroms eines Thermistors wird in erster Linie durch die übliche Lebensdauer der Endprodukte bedingt, in die der Thermistor als Komponente eingesetzt wird. Bei konstantem stationärem Stroms verkürzt sich die Energiebilanz der obigen Differentialgleichung auf:
Leistung = I2R = δ(T – TA)
Je mehr Strom durch das Gerät fließt, umso höher steigt die konstant stationäre Betriebstemperatur und umso mehr nimmt der Widerstand ab. Der max. Nennstrom korreliert mit der max. zulässigen Temperatur.
In der Tabelle mit den Einschaltstromstoßbegrenzern sind für die einzelnen Einheiten Widerstandswerte mit Ladung sowie die Werte des max. konstanten stationären Stroms angegeben. Diese Nennwerte basieren auf der Wärmeableitung einer Standard-Leiterplatte ohne Luftstrom bei einer Umgebungstemperatur von 77 °F (25 °C). Bei den meisten Netzteile gibt es jedoch etwas Luftstrom und dies erhöht die für den Nennstrom bereits eingebaute Sicherheitsspanne. Um den konstanten stationäten Strom für Betrieb bei erhöhten Umgebungstemperaturen heranzusetzen, wird die folgende Gleichung verwendet:
Iderated= Iderated = √(1,1425–0,0057 x TA) x Imax bei 77 °F (25 °C)

Spezifikation Power-Thermistor

Zur Reduzierung des Einschaltstromstoßes

Ein Power-Thermistor ist NTC-Thermistor, der zur Reduzierung hoher Einschaltstromstöße verwendet wird. Diese starken Eingangsstromstöße werden in der Regel durch das Aufladen von Ladekondensatoren beim Umschalten zwischen Netzteilen verursacht.

 

ntc-inrush-3

 

ntc-inrush-4

 

 

Download


Beschreibungen English
NTC Inrush Current Limiter - Thermistors Brochure acrobat-reader
Temperature resistance curves acrobat-reader


acrobat-reader