Перейти к содержанию

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-MSMF200/16XЗначение
Ihold — не срабатывает2,00 А при 23 °C
Itrip — срабатывает3,50 А
Сопротивление0,020–0,070 Ом
Время срабатыванияне больше 2,0 с при 8 А
Наибольшее напряжение / ток отключения16 В / 100 А
Рассеивание в сработавшем состоянии1,0 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

  1. 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
  2. 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?