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PTC热敏电阻亦自动回复至低阻态，电路恢复正常工作。

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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。 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%）=2V 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 Ω 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，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15Ω± 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

作者：本站 来源：本站原创 发布时间：2008-4-24 9:24:08

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带自锁的过流保护电路

1.第一个部分是电阻取样...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 。

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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

额定电阻值 型号 R25(Ω) ±25% MZ11-20P3R7H265 MZ11-16P6R0H265 MZ11-16P7R0H265 MZ11-13P10RH265 3.7 6.0 7.0 10 不动作电流 Int(mA) @25℃ 530 390 350 260 @60℃ 430 300 280 200 动作电流 @25℃ It(mA) 1050 780 700 520 最大工作 电压 Vmax(A) 265 265 265 265 外形尺寸 最大电流 Imax(A) 4.3 3.1 120(P) 3.1 1.8 17.5 14.0 5.0 5.0 0.6 0.6 居里温度 Tc(℃) Dmax 22.0 17.5 Tmax 5.0 5.0 (mm) Фd 0.6 0.6 MZ11-13P12RH265 MZ11-12P10RH265 MZ11-10P15RH265 MZ11-10P39RH265 MZ11-08P15RH265 MZ11-08P25RH265 MZ11-08P35RH265 MZ11-08P45RH265 MZ11-08P55RH265 MZ11-07P82RH265 MZ11-07P56RH265 MZ11-06P33RH265 MZ11-05P70RH265 MZ11-05P85RH265 MZ11-05P39RH265 MZ11-05P121H265 MZ11-05P181H265 MZ11-04P70RH265 MZ11-04P121H265 MZ11-03P151H265 12 10 15 39 15 25 35 45 55 82 56 33 70 85 39 120 180 70 120 150 225 250 180 130 150 130 115 105 90 70 90 110 65 60 80 45 40 50 40 40 180 200 140 100 120 100 90 80 70 50 60 85 50 45 65 35 30 40 30 30 450 500 350 250 300 250 225 220 180 140 175 220 130 120 160 90 80 100 80 75 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 1.8 1.8 1.2 1.2 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.3 0.3 0.2 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 14.0 13.5 11.0 11.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 8.0 8.0 7.0 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 5.5 5.5 4.5 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.5 MZ11-10N12RH265 MZ11-10N18RH265 MZ11-10N22RH265 MZ11-07N22RH265 MZ11-05N151H265 MZ11-05N301H265 MZ11-05N601H265 MZ11-05N102H265 MZ11-04N151H265 MZ11-03N151H265 MZ11-03N101H265 MZ11-03N70RH265 MZ11-08M12RH265 MZ11-08M25RH265 MZ11-08M35RH265 MZ11-08M50RH265 MZ11-07M101H265 MZ11-05M70RH265 MZ11-05M121H265 MZ11-03M101H265 12 18 22 22 150 300 600 1000 150 150 100 70 12 25 35 50 100 70 120 100 170 145 125 120 38 27 20 15 36 33 40 45 120 85 80 60 50 50 30 25 130 110 90 90 30 20 15 12 28 25 30 35 70 50 50 40 30 30 20 18 340 290 250 225 80 55 40 30 80 65 80 90 220 170 150 120 100 100 60 55 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 265 1.2 1.2 1.2 0.5 0.3 0.3 100(N) 0.2 0.2 0.3 0.2 0.2 0.1 0.8 0.8 0.8 1.0 80(M) 0.6 0.3 0.3 0.2 11.0 11.0 11.0 8.0 6.5 6.5 6.5 6.5 5.5 4.5 4.5 4.5 9.0 9.0 9.0 9.0 8.0 6.5 6.5 4.5 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.5 MZ11-03M151H265 150 22 15 45 265 0.2 4.5 5.0 0.5

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： 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

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。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行贮藏，同时要注意空气湿度，温度以及容器材料。元件应尽可能的在原包装中进行贮藏。对未焊接的PTC热敏电阻器的金属覆层的触碰可能会导致可焊性能降低。暴露在过潮或过高温度下，一些规格产品性能可能会改变，比如锡铅的可焊性等，但是在正常的电器元件保存条件下可以长期保存。

5、注意事项

为避免PTC热敏电阻器发生失效／短路／烧毁等事故，使用（测试）PTC热敏电阻器时应特别注意如下事项： 不要在油中或水中或易燃易爆气体中使用（测试）PTC热敏电阻器；

不要在超出\"最大工作电流\"或\"最大工作电压\"条件下使用（测试）PTC热敏电阻器。 过流保护电路图

带过流保护加开关机控制的线性电源...这个电源电路可以分为二个部分来分析...左边的部分是过流检测...右边的是控制和输出... 1.我们先来看看这个左边的过流保护...H EHE...

1.过流检测电路...

左边的过流保护电路简化下就是这样子了...检测原理是...当Q1的E B二端电压为0.7V左右的时候.Q1导通...C端输出电压...这样完成过流检测的原理...检测电流的大小取决于R1 R2的值...不知道设计者在这里为什么这样设计...我不知道这二个二极管参数...应该不是普通的二极管,因为普通的二极管压降太大.一个约0.7V.二个串联起来就1.4了...接成这样就没有太大的实际意义了...因为三极管E B二端电压超过0.7V就导通了...导通后电路就会切断后级的输出...这样起到保护作用...

通过仿真.感觉到如果是二个普通二极管.这样串联起来没什么意义... 如果有上面这二个二极管资料的朋友,请提供上来...H EHE...一起讨论下... 过流保护电路就这么简单.HE HE... 2.控制输出电路...

控制输出电路在这里.我们也简化下...其实就是由普通的三极管组成的开关电路...下面是简化后的图...

在这里我把场效应管换了下...方便仿真...其实原理是一样的.HE HE...

电路要有电压输出.必须得三个三极管全导通...Q1 的导通取决于Q2 Q3的导通...Q2的导通取决于3.3V电压...Q3的导通在这里面则是由C1来提供的...电路的原理是这样... 上电...Q2导通...Q3由开关机信号...经C1后再导通...Q2 Q3全导通后.Q1才能导通...Q1导通后...Q3的B极电压则由R3提供...达到稳定的状态... 在这里的C1非常关键...因为C1是启动电容...如果没有C1 Q3无法导通...无法导通则整个电路都没办法工作...

不过这样的方式不是很稳定...设计不合理的情况下.使电源难以启动...