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詳解PTC保護電路設計,家電不怕再被燒了

發布時間:2015-01-17 責任編輯:sherryyu

【導讀】很多家電總會遭遇“難啃”的大塊頭引起電機堵轉從而燒毀電機等,設計工程師通常會設計溫度或過流保護措施。這里主要講解的是如何用PTC保護智能家電電路?具體的保護電路設計方案請看下文。
 
在以豆漿機、攪拌機、打蛋機等為代表的家電中,為避免遭遇“難啃”的大塊頭引起電機堵轉從而燒毀電機等,設計工程師通常會設計溫度或過流保護措施,常用的有:1次性過流保護、可恢復溫度保護,如今也使用PTC做堵轉保護。當電機發生堵轉時,流過電樞的電流將是電機正常工作電流的數倍,通常至少可達到4倍~5倍或更高,如此大的電流流過電機的電樞,將引起電機整體溫度急劇上升,導致電氣絕緣性能顯著下降,最后引起轉子或定子繞組漆包線的絕緣層融化,引起電機短路燃燒等危險的現象發生。
豆漿機應用電路圖
豆漿機應用電路圖
  
由于電機在啟動時,為了克服摩擦力矩,瞬間的工作電流會比較大,而完成啟動后,在沒有發生堵轉的情況下,工作電流將是一個恒定的值,由于1次保險絲在其額定工作電流2倍時,就會迅速動作,表現為燒斷,呈現開路,導致電機啟動失敗,故早期使用1次性做為電機的過流保護時,為了克服1次性保險的這個缺點,通常會選的1次性保險絲的額定工作電流會遠大于電機的正常工作電流,這樣雖然避免了電機啟動瞬間的誤保護問題,但若是電機發生了堵轉或過熱現象時,會導致保護不及時,影響保護效果。
  
若選用雙金屬溫控器作為電機的堵轉或是過熱保護,電機啟動瞬間的沖擊電流在沒有轉化為電機整機的熱量之前,雙金屬溫控器將不會動作,雖然可以有效地避免選用1次性保險絲的弊端,但雙金屬溫控器的安裝位置非常的講究,需要將溫控器緊貼電機的定子或勵磁繞組,否則,若電機發生堵轉,雖然電樞的實際溫度已高于允許值,但因為熱量傳導的不及時,或是熱量傳導給溫控器的量不夠,不足以引起溫控器動作,將會導致保護效果大打折扣。
  
若使用PTC作為電機的堵轉保護,將有效地避免上述問題,首先PTC作為高分子材料的可恢復保險絲,內部是依靠焦耳定律Q=I^2*R*T動作,可見其內部產生的熱量與流過的電流的平方成正比,當電流增加一點,內部的熱量將以電流的平方的關系急劇增加;電機啟動瞬間的大電流沖擊,由于積聚的熱量不足以引起 PTC動作,故不會發生誤保護;一旦電機發生了堵轉,由于堵轉的電流是數倍于正常工作電流,PTC只要流過的電流是正常工作電流的2倍即可啟動保護,而此刻電機的整體溫度往往并沒有升起來,避免了高溫對電機的沖擊!
 
PTC啟動保護后,需要人工干預斷電,令PTC熱量散發后即可恢復到出廠的低阻值狀態,若沒有切斷電流,PTC將一直有一個小的殘余電流流過維持PTC為高阻值,即使此刻用戶正在帶電清理攪拌機的刀片,也確保電機不會旋轉,從而保護了用戶的人身安全,這事PTC用于這類小家電保護的最大亮點!
 
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