Quando l'apparecchiatura industriale viene avviata, viene generata una corrente d'impulso (chiamata corrente di sovratensione) molto superiore alla corrente di lavoro normale.questa ondata di avvio può essere da 10 a 30 volte la corrente di stato stazionarioQuesta corrente di sovraccarico estrema viene generata istantaneamente, causando un enorme stress elettrico e meccanico.
Se non controllate correttamente, le correnti di sovraccarico possono causare il distacco del interruttore, le fusibili soffiate, danni ai componenti sensibili e persino degradare le prestazioni dei connettori e delle alimentatrici.Lo sviluppo di una strategia efficace di gestione delle surge current è essenziale per il funzionamento affidabile e sicuro dei sistemi industriali.
Un modo per gestire le sovratensioni di avvio è quello di collegare un limitatore di corrente di sovratensione (ICL) in serie all'ingresso di potenza del dispositivo.i termistori a coefficiente di temperatura negativa (NTC) sono ampiamente utilizzati a causa della loro progettazione semplice e della facilità di integrazioneIl termistore NTC è una resistenza sensibile alla temperatura il cui valore di resistenza diminuisce con l'aumento della temperatura.
Figura 1: termistor ERT-J0EG103FA NTC di Panasonic Electronic Components, resistenza nominale di 10 k Ω a 25 °C, tolleranza di resistenza di ± 1%.
Quando l'apparecchiatura elettrica industriale viene spenta, la resistenza dell'elemento NTC è relativamente elevata.Questa elevata resistenza allo stato freddo può rallentare la corrente di impulso iniziale all'avvio, che equivale a un buffer di corrente.
Quando scorre attraverso un termistor con una corrente di ingresso limitata, viene riscaldato dall'effetto termico resistivo.che sarà molto inferiore al valore di resistenza al freddoIn breve tempo, il termistor passa a uno stato di bassa resistenza. In questo momento, il condensatore di ingresso è completamente carico e può fluire attraverso la corrente di funzionamento normale.
NTC esce completamente dallo stato di protezione dopo l'evento di sovratensione, che è vicino allo stato di corto circuito durante il funzionamento a stato stazionario.un NTC con una resistenza al freddo di 10 Ohm può scendere al di sotto di 0.5 Ohm dopo un riscaldamento sufficiente, in modo da garantire che le apparecchiature industriali funzionino a tensione quasi piena in condizioni di stato stazionario riducendo al minimo le perdite di energia del termistore.
Considerazioni di progettazione all'atto dell'attuazione dei limitatori NTC
Al fine di garantire un funzionamento affidabile ed efficiente, è necessario considerare diversi parametri di progettazione quando si implementano limitatori di sovratensione basati su NTC.
Valore della resistenza allo stato freddo
La resistenza allo stato freddo (R25) è la resistenza nominale a 25 °C e viene utilizzata per determinare l'impedenza iniziale quando si limita la corrente di ingresso.Sulla base della corrente di sovratensione massima richiesta e della tensione di alimentazionePer calcolare questa resistenza, gli ingegneri utilizzeranno la legge di Ohm: R=Vpeak/Imax (surge)..325 V di picco), è necessaria una resistenza allo stato freddo di 325/20 ≈ 16 Ω per limitare la corrente d'ingresso al picco di 20 A.
Produttori come TDK Electronics, VisAmetherm e Amphenol Advanced Sensors forniscono prodotti NTC con valori standard come 2 Ω, 5 Ω, 10 Ω, 22 Ω, 47 Ω a 25 ° C.La selezione di una resistenza al freddo adeguata è fondamentale perché un R25 più elevato fornisce una migliore soppressione delle sovratensioniTuttavia, un valore troppo elevato può limitare eccessivamente la corrente di carica, aumentare il tempo di avvio e provocare un eccessivo calo della tensione iniziale.