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可恢复保险丝特性测试
2022-07-06 00:34:00 【卓晴】
§01可恢复保险丝
一、背景介绍
上次拆卸了一个电子宠物狗, 在其内部的电路板上 看到一个体积比较大的可恢复保险丝。 这种器件用在限制电路过流保护方面。 比起其他种类的电流保险丝, 它可以自行恢复的特点 给应用带来了很大的方便。
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二、可恢复保险丝原理
在可恢复保险丝内部,存在这一层特殊的物质。其中包含有导电的碳颗粒,镶嵌在有机塑料中。 正常温度下,这些导电颗粒相互接触,整个器件处在导电的低阻状态下。 当温度升高,有机塑料膨胀变形,破坏了内部结构,碳颗粒相互不接触,器件处在高阻状态。 当温度下降,有机塑料恢复到原来的状态,碳颗粒重新接触,器件恢复低阻导电状态。 这就是可恢复保险丝的工作基本原理。
三、特点分析
根据PTC工作原理可以知道, 相比于普通保险丝, 它的导电是依靠碳颗粒,所以相对导通电阻比较大。 在过流保护时,它并不是完全阻断电流, 只是将电流限制在一个比较小的范围内。 所以这种保险丝适合一些 工作电流小的电子产品中。
四、性能测量
下面对于手边这颗PTC进行特性测量。 第一步测量它的电阻, 第二步测量它的保护电流大小, 第三步测量它的过流瞬态特性, 最后测量它的保护电流与工作电压之间的关系。
使用SmartTweezer,测量PTC两个管脚的电阻, 电阻阻值为: 246mΩ。
利用可编程电源DH1766,测量PTR的保护电流, 输出电压为3.3V,可以看到对应的输出电流为 0.488A。 可以看到手边这款可恢复保险 保护电流为0.5A, 功耗大约为1.65W。
使用霍尔电流传感器检测保护短路电流大小。 霍尔传感器量程设置为 100mV/A。 在PTC上施加3.3V,这是电流变化情况。 从1秒中开始加电; 在随后的2秒钟电流处在 5A饱和状态。 这是DH1766输出限流。 随后电流开始急剧下降。 最终稳定在0.5A左右。 可见PTC限流速度比较慢。 大约两秒钟才把电流限制在0.5A。
这里测试了PTC的动态特性, 需要两秒钟的过渡过程才能够限制电流。 最后测量一下PTC施加电压与电流之间的关系。 测量方法比较简单, 利用DH1766输出不同的电压, 测量最终输出限流的大小。
输出电压从2V,变化到6V, 这是测量得到的电压与电流曲线。 可以看到随着电压升高,限流电流越小。 消耗在PTC上的功率大约保持一个恒定。 这是通过电流电压计算出 PTC上消耗电功率。 可以看到大体保持在1.5W左右。
对于PTC的电压与限流之间的关系, 大体呈现一个恒功率关系。 工作电压越大,限流越小。
※ 总 结 ※
这里对于常用的可恢复保险丝特性进行了测量, 掌握它的特点,对于正确应用非常重要。
- Measure OUTV,OUTI
from headm import *
from tsmodule.tsvisa import *
from tsmodule.tsstm32 import *
idim = []
for i in range(200):
meter = meterval()
printf(meter)
idim.append(meter[0] * 10)
time.sleep(0.1)
t = arange(200) * 0.1
plt.plot(t, idim)
plt.xlabel("Time(s)")
plt.ylabel("Current(A)")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()
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