使用NTC熱敏電阻限制浪涌電流的方法

　　浪涌電流保護最常見的方法是使用NTC 熱敏電阻，因此在本文中，我們將詳細討論 NTC 熱敏電阻以及如何在您的設計中使用一種來防止浪涌電流。這種類型的NTC 浪涌電流限制器電路常見于 AC-DC 轉換器或 SMPS 電路等電源單元中。

　　簡單經濟有效的浪涌電流保護電路

　　盡管 NTC 是一種廣泛使用的方法來對抗由于負載的高輸入電容而發生的浪涌啟動電流。更傳統和直接的方法是在負載和輸入電源之間串聯一個固定電阻。讓我們快速通過這種方法來了解它的缺點，從而導致 NTC 的流行?？紤]下圖，其中在源電源和負載之間串聯了一個電阻器。

　　上述電路可以在低成本 SMPS 或電源模塊中找到。這是處理浪涌電流的正常且最便宜的方法。由于電阻器用作控制輸入的主要元件，它起到了浪涌電流限制器的作用，但這不是將大電流負載與電源連接的正確方法。為什么？

　　很明顯，電阻器在電路正常狀態下阻止浪涌電流，但也阻止正常電流流動。因此，由于電阻值固定，流過電阻的恒定電流會消耗大量功率，從而影響電路的整體效率。

　　最糟糕的是，如果負載電路消耗大量功率，流過電阻的電流會增加，該電阻上的功耗也會增加，最終效率會降低。電阻器上需要消耗的功率越多，就需要更大功率的電阻器來滿足功率要求。更不用說，現在很明顯，在大功率電路中包含一個電阻器作為浪涌電流限制器并不是一個好的選擇。

　　但是，如果采用一種特殊類型的電阻器，可以在電路啟動狀態下提供高阻值，而在電路正常狀態下提供低阻值，效率會明顯提高，功耗會非常小。這正是 NTC 所做的。NTC在啟動期間提供高電阻，在電路正常狀態下提供低電阻。

　　如何使用 NTC 檢測浪涌電流

　　正如我們之前所討論的，NTC 是一種特殊類型的電阻元件，它在啟動條件下提供高電阻，但在電路正常狀態下提供低電阻。

　　NTC 代表負溫度系數。它與溫度和電阻有直接關系。如果溫度稍微升高，電阻就會顯著降低。這是處理限制浪涌電流的有用功能。在第一次上電情況下，當負載第一次從電源獲得電力時，NTC在正常環境溫度下充當高阻值電阻，從而有效地阻止浪涌電流進入電路。

　　在很短的時間后，當大電流流過 NTC 時，NTC 的內部溫度會略微升高，最終影響電阻。電阻顯著降低，并與負載和電源形成直接路徑。由于在正常工作狀態下電阻較低，因此功耗會降低，效率也會提高。

　　NTC浪涌電流限制電路

　　一般在大容性負載接電源時，在電源單元的正極線之間加NTC。

　　但在交流電源單元或 SMPS 的情況下，NTC 連接在熱線中橋式整流二極管之前。我們已經制作了一些使用 NTC 和浪涌電流限制器的 SMPS 或電源電路。

　　選擇正確的 NTC 值

　　選擇浪涌電流限制器的計算是確定峰值電壓和峰值電流。由于 NTC 是電阻器，因此歐姆定律足以適應 NTC 電阻的值。

　　根據歐姆定律，R = V/I，在這種情況下也是如此。NTC 電阻 = 峰值電壓 / 峰值浪涌電流。例如，在 230V AC 中，Vrms 可以是 300V。在此 Vrms 下，為了阻止 30A 的峰值浪涌電流，需要 10 歐姆 NTC。

　　NTC浪涌電流限制器電路的測試

　　為了評估浪涌電流的影響，在電源單元上連接了一個容性負載。測試是在帶有 10 歐姆 NTC 的面包板上完成的。電路如下圖所示。

　　電阻器 R1 用作分流電阻器來計算峰值電流。當電流流過電阻器時，會產生電壓降。一個額外的示波器連接在這個電阻上，以檢查電阻上的電壓降，如下所示

　　電壓降可以再次使用歐姆定律確定，其中電流 = 電壓 / 電阻。在我們的例子中，我們使用了 1 歐姆的電阻，因此，1A 的電流流過這個電阻會產生 1V 的電壓降。NTC 跨接在電路的正極線上。

　　電阻R2是為電容器快速放電而發出的負載電阻。電容為100uF 50V通用電容。由于浪涌電流發生得非?？烨页掷m時間很短，因此使用了示波器的觸發功能。

　　在沒有 NTC的情況下測試電路后，流過電阻的峰值電流如下圖所示

　　由于示波器設置為每格 1V，因此峰值電壓為 4.2V。因此，記錄了 4.2A 的峰值電流。這是 9V 電源單元跨接 100uF 50V 電容器時的浪涌電流。

　　因此，為了阻止這種情況，在電路的正電源上連接了一個 10 歐姆的 NTC 。輸出如下圖所示——

　　示波器設置保持不變，電源電壓也和以前一樣為 9V，但浪涌峰值電流顯著降低至接近 500mA。