Самовосстанавливающийся предохранитель (PPTC)
Самовосстанавливающийся предохранитель не перегорает, а при перегрузке «запирается»: полимер внутри нагревается током, его сопротивление резко растёт, и ток падает до малого значения. Когда причину устраняют и питание снимают, предохранитель остывает и снова пропускает ток.
Обновлено Редакция GAW
Самовосстанавливающийся предохранитель (PPTC, polymeric positive temperature coefficient, polyfuse) — элемент защиты от перегрузки по току из проводящего полимера с положительным температурным коэффициентом сопротивления. В нормальном режиме у него малое сопротивление — сотые доли ома. При перегрузке он нагревается протекающим током, полимер резко повышает сопротивление, и ток в цепи падает до небольшого значения. После снятия питания и остывания сопротивление возвращается к исходному.
Параметры
| Bourns MF-MSMF200/16X | Значение |
|---|---|
| Ihold — не срабатывает | 2,00 А при 23 °C |
| Itrip — срабатывает | 3,50 А |
| Сопротивление | 0,020–0,070 Ом |
| Время срабатывания | не больше 2,0 с при 8 А |
| Наибольшее напряжение / ток отключения | 16 В / 100 А |
| Рассеивание в сработавшем состоянии | 1,0 Вт |
Срабатывание тепловое, поэтому Ihold сильно зависит от окружающей температуры: у той же модели 1,48 А при 60 °C и 1,25 А при 85 °C — на 37 % меньше, чем при 23 °C (наш расчёт по таблице Bourns). Выбирают предохранитель с Ihold не меньше рабочего тока при наибольшей температуре внутри корпуса и с наибольшим напряжением не ниже напряжения цепи.
Где применяют
Порты USB, питание периферии, батарейные отсеки — там, где перегрузка возможна по вине пользователя, а менять предохранитель неудобно. Против быстрых и мощных бросков PPTC слишком медленный: плавкий предохранитель SF-1206F на 3 А при двукратной перегрузке перегорает не дольше чем за 60 с, а при сильном коротком замыкании — за доли миллисекунды: по его интегралу I²t 0,501 А²·с ток 30 А расплавит вставку примерно за 0,56 мс (наш расчёт). Для быстрого точного ограничения есть электронный предохранитель (eFuse) — микросхема с ключом и ограничением тока, о нём в статье о защите входа питания.
Не путать PPTC с NTC-термистором для ограничения пускового тока: у того сопротивление при нагреве падает, а у PPTC — растёт. Цепочка защиты входа питания с предохранителем, TVS-диодом и eFuse — в статье «Защита входа питания», выбор PPTC по току — в ответе «Как выбрать самовосстанавливающийся предохранитель?».
Частые вопросы
Что значат Ihold и Itrip у PPTC?
Ihold — наибольший ток, который предохранитель проводит неограниченно долго, не срабатывая. Itrip — ток, при котором он гарантированно срабатывает. Между ними — зона неопределённости. У Bourns MF-MSMF200/16X это 2,0 и 3,5 А при 23 °C.
Почему PPTC срабатывает раньше в жару?
Он срабатывает от нагрева, и в горячем воздухе для этого нужен меньший ток. Bourns даёт для MF-MSMF200/16X таблицу: Ihold 2,00 А при 23 °C, 1,48 А при 60 °C и всего 1,25 А при 85 °C. Предохранитель выбирают по Ihold при наибольшей температуре внутри корпуса.
Чем PPTC хуже обычного предохранителя?
Он медленнее: MF-MSMF200/16X при 8 А может срабатывать до 2 с. В сработавшем состоянии он не разрывает цепь, а пропускает небольшой ток и рассеивает около 1 Вт, оставаясь горячим, пока питание не снимут. И у него ограничено напряжение — 16 В у этой серии.
Источники
- Bourns. MF-MSMF Series — PTC Resettable Fuses (Rev. BE, 09/26) — MF-MSMF200/16X: 16 В, наибольший ток отключения 100 А, Ihold 2,00 А, Itrip 3,50 А, сопротивление 0,020–0,070 Ом, наибольшее время срабатывания при 8 А — 2,0 с, рассеивание в сработавшем состоянии 1,0 Вт; MF-MSMF250/16X: 2,50/5,00 А, 8 А за 5,0 с, 1,2 Вт; снижение Ihold с температурой: 200/16X — 2,00/1,75/1,68/1,48/1,43/1,25 А при 23/40/50/60/70/85 °C
- Bourns. SinglFuse SF-1206F Series — Fast Acting Surface Mount Fuses (Rev. J 04/21) — плавкий предохранитель для сравнения: при 100 % номинала не срабатывает не меньше 4 ч, при 200 % — не дольше 60 с; SF-1206F300 — 3 А, 0,02325 Ом, I²t 0,501 А²·с
Нашли ошибку?
Смотрите также
- Защита входа питанияПредохранитель, PTC, TVS, crowbar и eFuse: цепочка для 12 В с расчётом
- Как выбрать самовосстанавливающийся предохранитель?Ток удержания при максимальной температуре, Vmax и Imax
- Ограничение токаЗащита выхода при перегрузке: ток замыкания, зависимость от перепада
- Защита от перенапряжения (OVP)Отключение или ограничение питания выше порога
- Электронный предохранитель (eFuse)Микросхема с ключом, которая ограничивает ток и защищает шину питания