过流保护电路

1、直流电路的过流保护设计方法电子保护电路具有高速断流、恢复容易的特点，可应用于任何直流电路中作过流保护装置。而采用普通熔丝的保护电路，其过电流反应是较迟钝的，因而不能作为灵敏的保护装置。原理：电子保护电路如附图所示。当微动开关接通时，单向晶闸管导通，直流电路也导通。当用电量增大到超过规定的允许值时，检测电阻上的电压大于时，晶体管导通，此时晶体管集电极和基极间的电压下降到低于的维持电压，关断，切断供电电路。元件选择：当电路两端电压时，用，单向晶闸管可用。的阻值是根据电源所允许的电流确定的，即（为电源允许电流）。若电路的耗电是，阻值为的线绕电阻，允许通过的电流为。集成运算放大器输出过流保护电路原理图

2、1所示为集成运算放大器输出过流保护电路，在因某种原因(如输出短路等)使集成运放输出过流时，保护电路即成恒流源，使集成运放不至因输山过流而损坏。图中，场效应管3DJ7按在集成运放输出端，并采用近似恒流源的接法。当电路工作正常时，场效应管呈现低阻抗，基本不影响电路的输出电压范围。当电路输出端短路时，场效应管呈现高阻抗，使电路输出电流得到了限制。二极管D1的作用是，在电能输出负电压时，与场效应管一起构成恒流源。D2与D1相同，则是在电路输出正电压时，与场效应管一起构成恒流源。场效应管应取其饱和漏源电流IDSS略大于集成运放输出电流的管子，因为大多数集成运放的输出电流都不超过±10mA，所以

3、可选用如 3DJ6H、3DJ7G等管子。Idss不能取得过大或过小，如果Idss过大，保护作用则会减弱Idss过小，在集成运放输出电流稍大时，恒流源阻抗增大，限制了电路的输出幅度范围。当电路输出幅度不大、负荷较轻时，可用一阻值为500左右的电阻代替场效应管，也能同样取得理想的效果。过流保护电路 过流保护电路图过流保护电路图：过流保护电路图一过流保护电路图二过流保护电路图三过流保护电路 过流保护用PTC热敏电阻是一种对异常温度及异常电流自动保护、自动恢复的保护元件，俗称"自复保险丝""万次保险丝"。它取代传统的保险丝，可广 泛用于马达、变压器、开关电源、电

4、子线路等的过流过热保护，过流保护用PTC热敏电阻通过其阻值突变限制整个线路中的消耗来减少残余电流值。传统的保险丝 在线路熔断后无法自行恢复，而过流保护用PTC热敏电阻在故障撤除后即可恢复到预保护状态，当再次出现故障时又可以实现其过流过热保护功能。 2.20.1 原理电路 当电路处于正常状态时，通过过流保护用PTC热敏电阻的电流小于额定电流，过流保护用PTC热敏电阻处于常态，阻值很小，不会影响被保护电路的正常工作。 当电路出现故障，电流大大超过额定电流时，过流保护用PTC热敏电阻陡然发热，呈高阻态，使电路处于相对"断开"状态，从而保护电路不受破坏。当故障排除 后，过流保护用P

5、TC热敏电阻亦自动回复至低阻态，电路恢复正常工作。 图2.20.1 过流保护电路 2.20.2 主要元器件选择 1.最大工作电压 PTC热敏电阻器串联在电路中，正常工作时仅有一小部分电压保持在PTC热敏电阻器上，当PTC热敏电阻器启动呈高阻态时，必须承受几乎全部的电源电压， 因此选择PTC热敏电阻器时，要有足够高的最大工作电压，同时还要考虑到电源电压可能产生的波动。 2.不动作电流和动作电流 为得到可靠的开关功能，动作电流至少要超过不动作电流的两倍。 由于环境温度对不动作电流和动作电流的影响极大(见图2.20.2)，因此要把最坏的情况考虑进去， 对不动作电流来说，选应用在允许的最高环境温度时的

6、值，对动作电流来说，选应用在较低环境温度下的值。 图2.20.2 环境温度对不动作电流和动作电流的影响 3.在最大工作电压时允许的最大电流需 要PTC热敏电阻器执行保护功能时，要检查电路中是否有产生超过允许的最大电流的条件，一般是指用户存在产生短路可能性的情况。规格书已经给出了最大电流 值，超过这个值使用时，可导致PTC热敏电阻器破坏或早期失效。 4.开关温度（居里温度）我们可提供居里温度80 、100 、120 、140 的的过载保护元件，一方面， 不动作电流取决于居里温度和PTC热敏电阻器芯片的直径，从降低成本方面考虑，应选用高居里温度和小尺寸元件；另一方面须考虑，这样选择的PTC热敏电阻

7、 器会有较高的表面温度，是否会在线路中导致不希望的副作用。一般情况下， 居里温度要超过最高使用环境温度20 40 。 5.使用环境的影响在接触化学试剂或在使用灌注料或填料时，须特别小心钛酸钡陶瓷被还原导致PTC热敏电阻器效应下降，以及由于灌注造成的导热条 件变化，都可能导致PTC热敏电阻器局部过热而损坏。 2.20.3 应用举例 已知一电源变压器初级电压220V，次级电压16V，次级电流1.5A， 次级异常时的初级电流约350mA，10分钟之内应进入保护状态，变压器工作环境温度-10 40 ，正常工作时温升15 20 ， PTC热敏电阻器靠近变压器安装，请选定一PTC热敏电阻器用于初级保护。

8、1.确定最大工作电压 已知变压器工作电压220V，考虑电源波动的因素，最大工作电压应达到220V×（1+20%）=264V PTC热敏电阻器的最大工作电压选265V。 2.确定不动作电流 经计算和实际测量，变压器正常工作时初级电流125mA，考虑到PTC热敏电阻的安装位置的环境温最高可达60 ，可确定不动作电流在60 时应为130 140mA。 3.确定动作电流 考虑到PTC热敏电阻器的安装位置的环境温度最低可达到-10 或25， 可确定动作电流在 -10 或25时应为340 350mA，动作时间约5分钟。 4.确定额定零功率电阻R25 PTC热敏电阻器串联在初级中，产生的电压降应尽

9、量小，PTC热敏电阻器自身的发热功率也应尽量小，一般PTC热敏电阻器的压降应小于总电源的 1%，R25经计算： 220V × 1% ÷0.125A=17.6 5.确定最大电流 经实际测量，变压器次级短路时， 初级电流可达到500mA， 如果考虑到初级线圈发生部分短路时有更大的电流通过，PTC热敏电阻器的最大电流确定在1A以上。 6. 确定居里温度和外形尺寸 考虑到PTC热敏电阻器的安装位置的环境温最高可达60 ， 选择居里温度时在此基础上增加40 ， 居里温度为100 ，但考虑到低成本， 以及PTC热敏电阻器未安装在变压器线包内， 其较高的表面温度不会对变压器产生不良作用，

10、故居里温度可选择120 ，这样PTC热敏电阻器的直径可减小一档，成本可以下降。 7.确定PTC热敏电阻器型号 根据以上要求，查阅我们公司的规格表，选定MZ11-10P15RH265 即: 最大工作电压265V， 额定零功率电阻值15± 25%，不动作电流140 mA，动作电流350 mA，最大电流1.2A，居里温度120 ，最大尺寸为ø11.0mm。原创文章： 过流保护电路过流保护用PTC热敏电阻是一种对异常温度及异常电流自动保护、自动恢复的保护元件，俗称"自复保险丝""万次保险丝"。它取代传统的保险丝，可广泛用于马达、变压器、开关电

11、源、电子线路等的过流过热保护，过流保护用PTC热敏电阻通过其阻值突变限制整个线路中的消耗来减少残余电流值。传统的保险丝在线路熔断后无法自行恢复，而过流保护用PTC热敏电阻在故障撤除后即可恢复到预保护状态，当再次出现故障时又可以实现其过流过热保护功能。    2.20.1 原理电路    当电路处于正常状态时，通过过流保护用PTC热敏电阻的电流小于额定电流，过流保护用PTC热敏电阻处于常态，阻值很小，不会影响被保护电路的正常工作。当电路出现故障，电流大大超过额定电流时，过流保护用PTC热敏电阻陡然发热，呈高阻态，使电路处于相对"

12、;断开"状态，从而保护电路不受破坏。当故障排除后，过流保护用PTC热敏电阻亦自动回复至低阻态，电路恢复正常工作。                                         

13、60;            图2.20.1  过流保护电路    2.20.2 主要元器件选择     1.最大工作电压    PTC热敏电阻器串联在电路中，正常工作时仅有一小部分电压保持在PTC热敏电阻器上，当PTC热敏电阻器启动呈高阻态时，必须承受几乎全部的电源电压，因此选择PTC热敏电阻器时，要有足够高的最大工作电压，同时还要考虑到电源电压可能产生的波动。  

14、  2.不动作电流和动作电流    为得到可靠的开关功能，动作电流至少要超过不动作电流的两倍。    由于环境温度对不动作电流和动作电流的影响极大(见图2.20.2)，因此要把最坏的情况考虑进去， 对不动作电流来说，选应用在允许的最高环境温度时的值，对动作电流来说，选应用在较低环境温度下的值。                     &#

15、160;              图2.20.2  环境温度对不动作电流和动作电流的影响     3.在最大工作电压时允许的最大电流需要PTC热敏电阻器执行保护功能时，要检查电路中是否有产生超过允许的最大电流的条件，一般是指用户存在产生短路可能性的情况。规格书已经给出了最大电流值，超过这个值使用时，可导致PTC热敏电阻器破坏或早期失效。    4.开关温度（居里温度）我们可提供居里温度

16、80 、100 、120 、140 的的过载保护元件，一方面， 不动作电流取决于居里温度和PTC热敏电阻器芯片的直径，从降低成本方面考虑，应选用高居里温度和小尺寸元件；另一方面须考虑，这样选择的PTC热敏电阻器会有较高的表面温度，是否会在线路中导致不希望的副作用。一般情况下， 居里温度要超过最高使用环境温度20 40 。    5.使用环境的影响在接触化学试剂或在使用灌注料或填料时，须特别小心钛酸钡陶瓷被还原导致PTC热敏电阻器效应下降，以及由于灌注造成的导热条件变化，都可能导致PTC热敏电阻器局部过热而损坏。    2.20.3 应

17、用举例     已知一电源变压器初级电压220V，次级电压16V，次级电流1.5A， 次级异常时的初级电流约350mA，10分钟之内应进入保护状态，变压器工作环境温度-10 40 ，正常工作时温升15 20 ， PTC热敏电阻器靠近变压器安装，请选定一PTC热敏电阻器用于初级保护。    1.确定最大工作电压    已知变压器工作电压220V，考虑电源波动的因素，最大工作电压应达到220V×（1+20%）=264V    PTC热敏电阻器的最大工作电压选265V。&

18、#160;   2.确定不动作电流    经计算和实际测量，变压器正常工作时初级电流125mA，考虑到PTC热敏电阻的安装位置的环境温最高可达60 ，可确定不动作电流在60 时应为130 140mA。    3.确定动作电流    考虑到PTC热敏电阻器的安装位置的环境温度最低可达到-10 或25， 可确定动作电流在 -10 或25时应为340 350mA，动作时间约5分钟。    4.确定额定零功率电阻R25    PTC热

19、敏电阻器串联在初级中，产生的电压降应尽量小，PTC热敏电阻器自身的发热功率也应尽量小，一般PTC热敏电阻器的压降应小于总电源的1%，R25经计算：                                      

20、;   220V × 1% ÷0.125A=17.6     5.确定最大电流    经实际测量，变压器次级短路时， 初级电流可达到500mA， 如果考虑到初级线圈发生部分短路时有更大的电流通过，PTC热敏电阻器的最大电流确定在1A以上。    6. 确定居里温度和外形尺寸    考虑到PTC热敏电阻器的安装位置的环境温最高可达60 ， 选择居里温度时在此基础上增加40 ， 居里温度为100 ，但考虑到低成本， 以及PTC热敏电阻器未安

21、装在变压器线包内， 其较高的表面温度不会对变压器产生不良作用，故居里温度可选择120 ，这样PTC热敏电阻器的直径可减小一档，成本可以下降。    7.确定PTC热敏电阻器型号    根据以上要求，查阅我们公司的规格表，选定MZ11-10P15RH265    即: 最大工作电压265V， 额定零功率电阻值15± 25%，不动作电流140 mA，动作电流350 mA，最大电流1.2A，居里温度120 ，最大尺寸为ø11.0mm。过流保护电路图带自锁的过流保护电路1.第一个部分是电阻取样

22、.负载和R1串联.大家都知道.串联的电流相等.R2上的电压随着负载的电流变化而变化.电流大,R2两端电压也高.R3 D1组成运放保护电路.防止过高的电压进入运放导致运放损坏.C1是防止干扰用的.2.第二部分是一个大家相当熟悉的同相放大器.由于前级的电阻取样的信号很小.所以得要用放大电路放大.才能用.放大倍数由VR1 R4决定.3.第三部分是一个比较器电路.放大器把取样的信号放大.然后经过这级比较.从而去控制后级的动作.是否切断电源或别的操作.比较器是开路输出.所以要加上上位电阻.不然无法输出高电平.4.第四部分是一个驱动继电器的电路.这个电路和一般所不同的是.这个是一个自锁电路. 一段保护信号

23、过来后.这个电路就会一直工作.直到断掉电源再开机.这个自锁电路结构和单向可控硅差不多.过流保护电路     过流保护用PTC热敏电阻通过其阻值突变限制整个线路中的消耗来减少残余电流值。可取代传统的保险丝，广泛用于马达、变压器、开关电源、电子线路等的过流过热保护，传统的保险丝在线路熔断后无法自行恢复， 而过流保护用PTC热敏电阻在故障撤除后即可恢复到预保护状态，当再次出现故障时又可以实现其过流过热保护功能 。    过流保护电路图   过流保护元件    通用线路过流保护用PTC热敏电阻

24、型号额定电阻值R25()±25%不动作电流Int(mA)动作电流25It(mA)最大工作电压Vmax(A)最大电流Imax(A)居里温度Tc()外形尺寸(mm)2560DmaxTmaxdMZ11-20P3R7H2653.753043010502654.3120(P)22.05.00.6MZ11-16P6R0H2656.03903007802653.117.55.00.6MZ11-16P7R0H2657.03502807002653.117.55.00.6MZ11-13P10RH265102602005202651.814.05.00.6MZ11-13P12RH265122251804

25、502651.814.05.00.6MZ11-12P10RH265102502005002651.813.55.00.6MZ11-10P15RH265151801403502651.211.05.00.6MZ11-10P39RH265391301002502651.211.05.00.6MZ11-08P15RH265151501203002650.89.05.00.6MZ11-08P25RH265251301002502650.89.05.00.6MZ11-08P35RH26535115902252650.89.05.00.6MZ11-08P45RH26545105802202650.89.0

26、5.00.6MZ11-08P55RH2655590701802650.89.05.00.6MZ11-07P82RH2658270501402650.68.05.00.6MZ11-07P56RH2655690601752650.68.05.00.6MZ11-06P33RH26533110852202650.47.05.00.6MZ11-05P70RH2657065501302650.36.55.00.6MZ11-05P85RH2658560451202650.36.55.00.6MZ11-05P39RH2653980651602650.26.55.00.6MZ11-05P121H26512045

27、35902650.36.55.00.6MZ11-05P181H2651804030802650.36.55.00.6MZ11-04P70RH2657050401002650.25.55.00.6MZ11-04P121H2651204030802650.25.55.00.6MZ11-03P151H2651504030752650.24.55.00.5MZ11-10N12RH265121701303402651.2100(N)11.05.00.6MZ11-10N18RH265181451102902651.211.05.00.6MZ11-10N22RH26522125902502651.211.0

28、5.00.6MZ11-07N22RH26522120902252650.58.05.00.6MZ11-05N151H2651503830802650.36.55.00.6MZ11-05N301H2653002720552650.36.55.00.6MZ11-05N601H2656002015402650.26.55.00.6MZ11-05N102H26510001512302650.26.55.00.6MZ11-04N151H2651503628802650.35.55.00.6MZ11-03N151H2651503325652650.24.55.00.5MZ11-03N101H2651004

29、030802650.24.55.00.5MZ11-03N70RH265704535902650.14.55.00.5MZ11-08M12RH26512120702202650.880(M)9.05.00.6MZ11-08M25RH2652585501702650.89.05.00.6MZ11-08M35RH2653580501502650.89.05.00.6MZ11-08M50RH2655060401202651.09.05.00.6MZ11-07M101H26510050301002650.68.05.00.6MZ11-05M70RH2657050301002650.36.55.00.6M

30、Z11-05M121H2651203020602650.36.55.00.6MZ11-03M101H2651002518552650.24.55.00.5MZ11-03M151H2651502215452650.24.55.00.5      使用注意事项    1、焊接    在焊接时要注意，PTC热敏电阻器不能由于过分的加热而受到损害。必须遵守下列的最高的温度，最长的时间和最小的距离：         

31、 浸焊烙铁焊    溶池温度      max. 260 max. 360    钎焊时间      max. 10s max. 5 s    距PTC热敏电阻器最小的距离       min. 6mm min. 6mm    在较恶劣的钎焊条件下将会引起电阻值的变化。    2、涂层和灌注

32、0;   在PTC热敏电阻器上加涂层和灌注时，不允许在固化和以后的处理中由于不同的热膨胀而出现机械应力。请谨慎使用灌注材料或填料。在固化时不允许超过PTC热敏电阻器的上限温度。此外，要注意到，灌注材料必须是化学中性的。在PTC热敏电阻器中钛酸盐陶瓷的还原可能会导致电阻降低和电性能的丧失；由于灌注而引起热散热条件的变化可能会引起在PTC热敏电阻器上局部的过热而导致其被毁坏。    3、清洗    氟利昂，三氯乙烷或四氯乙烯等温和的清洗剂均适用于清洗， 同样可以使用超声波清洗的方法，但是一些清洗剂可能会损害热敏电阻的性能，清洗前最好进行试验或到我公司咨询。    4、贮藏条件与期限    如果存贮得当，PTC热敏电阻器的存贮期没有什么期限限制。为了保持PTC热敏电阻器的可焊性， 应在没有侵蚀性的气氛中进