自我防护式充电电阻器以PTC(正温度系数)陶瓷为根底,用于滑润电源中的电容器。当发作短路时,它们会将电流限制在安全水平。
一般电阻在电容充电经常用来约束电流。不过,这常有技能危险。举例来说,当短接电容器时,假如电容器短路或许继电器失灵,电阻器将继续暴露在大功率电平下。这或许导致电阻器或许整个体系遭到损坏。爱普科斯选用根据PTC陶瓷的新式J20X系列充电电阻器,现已研宣布一种专业解决方案:在自我防护的一起,还完成了相对紧凑的尺度。如下表所示,J20X系列包含J201、J202和J204产品。
J20X系列的典型运用规模为500 W至50 kW功率规模内的工业电源、变频器以及UPS(不间断电源)体系。在这些运用中,链路电容器用于平坦生成的直流电压或许在链路中用作储能设备。
当电容器充电时,一般需求串联一个电阻器来约束充电电流,防止发作超越答应规模的强电流峰值。一般是选用固定式一般电阻或负温度系数(NTC)电阻完成这一功用。在大多数状况下,会在充电之后运用一个由时刻或电压操控的继电器来短接限流元件。充电电流的约束对整流器和转换器体系来说非常重要,由于发作的冲击电流峰值假如未得到约束,或许会触发熔丝或使整流器遭受超越答应规模的强电流。图1所示为传统整流器或转换器体系的方块图。
假如运行时没有搅扰,那么上述一般电阻器和继电器的组合足以约束充电电流。不过,在充电期间或充电后发作的搅扰或许会导致这些电阻器完全失灵,并因而导致体系其它元件的全面毛病。
为处理典型毛病,比方电容器短路或短路开关失灵,主张运用J20X系列自我防护式充电电阻器。在无毛病充电中,这些元件的效果就像固定式一般电阻器,可约束充电电流的峰值。当发作毛病时,PTC陶瓷的温度和内阻将随加大的欧姆损耗一起添加(见图2),并将电流限制在安全级别。
相比之下,假如将固定电阻器用作充电电流约束器,上述毛病将导致电阻器发作适当高的功率耗费,这会要求元件要有必定大的尺度,这很不经济。以下特别实例(见图3)可清楚阐明这一功用原理。
上述电路选用三相桥式整流器,并将其接至相导线电压为400 VRMS的电源中。其间滑润电容器的电容为940 μF。并联电路含有两个B59204J0130B010型充电电阻器,用于限制冲击电流。亦称为零电位电阻器,其额外电阻在25℃的环境温度下为100 Ω。在这种状况下,需求并联两元件:由于电能必须在充电期间内传到电容器,这会使单个B59204J0130B010电阻器开端发热,直至温度高出答应规模,成果便导致电阻大大加强。这一状况应当防止,否则将无法对链路电容器进行完全充电。
能够运用下面的公式计算出所需J20X系列元件的数量:
假如说元件B59204J0130B010大约有2 J/K的热容,参阅温度为130℃,那么既可串联也可并联两元件。满意上述等式可保证PTC陶瓷在充电结束之前不会超出参阅温度,而且维持在低电阻规模内。
当到达电容器95%的极限充电电压时,并联的J20X元件将被短路,一起将接入负荷(以260 Ω固定电阻器为代表)。因而两个J204元件构成的并联电路的性能与一个50 Ω的固定电阻适当。有关无毛病充电的状况,请参见图4所示电流时刻图。