Grundlagen:


Wenn bei einem Werkstoff mit steigender Temperatur der Widerstandswert zunimmt, so hat dieser einen positiven Temperaturkoeffizienten. Alle Materialien mit metallähnlichen Leiteigenschaften besitzen hinsichtlich ihres elektrischen Widerstands einen positiven Temperaturkoeffizienten (PTC-Eigenschaften). Mit steigender Temperatur nimmt der Widerstand nahezu linear zu.

Werkstoffe wie leitende Polymere haben in einem sehr schmalen Temperaturband eine starke Widerstandszunahme, aus denen die Überstromschutzbausteine oder Überstrombegrenzer hergestellt werden. Allgemein werden diese Bauteile als Polymeric PTC (PPTC) bezeichnet

Hierbei steht der PPTC für die englische Bezeichnung Polymer Positive Temperature Coefficients. Die PPTC´s sind auch unter den Handelsbezeichnungen PolySwitch oder Multifuse bekannt.


Funktionsweise:


Unter normalen Einsatzbedingungen halten sich die vom Baustein erzeugte und die an die Umgebung abfließende Wärme bei einer sehr niedrigen Temperatur die Waage. Steigt die Stromstärke im Baustein an, während die Umgebungstemperatur konstant bleibt, so wird in dem Baustein mehr Wärme erzeugt und seine Temperatur nimmt entsprechend zu. Solange der Strom nicht zu groß wird, kann jedoch nach wie vor so viel Wärme an die Umgebung abgegeben werden, dass sich der Baustein stabilisiert, wenn auch bei einer höheren Temperatur.


Wenn an Stelle einer Stromzunahme die Umgebungstemperatur steigt, stabilisiert sich der Baustein ebenfalls bei einer höheren Temperatur. Dies könnte schließlich auch durch eine Zunahme von Stromstärke und Temperatur erreicht werden. Steigen der Strom und/oder die Umgebungstemperatur anschließend weiter an, erreicht der Baustein schließlich einen Punkt, an dem der Widerstand steil zunimmt. Jede weitere Zunahme von Stromstärke oder Umgebungstemperatur hat dann zur Folge, dass in dem Baustein mehr Wärme erzeugt wird als an die Umgebung abfließen kann. Ein Temperaturanstieg ist die Folge. In diesem Stadium führt schon eine geringfügige Temperaturänderung zu einer starken Widerstandserhöhung. Es handelt sich dabei um den normalen Arbeitsbereich eines aktivierten Bausteins. Als Folge der Widerstandszunahme nimmt die Stromstärke entsprechend ab, was dazu beiträgt, den Stromkreis vor Schäden zu schützen.


Konfiguration:


Um einen PPTC (PolySwitch / Multifuse) auszuwählen benötigen Sie


- den im Normalbetrieb fließende Strom in Ampere ( operating current = Ihold )

- der im Fehlerfall maximal auftretende Strom in Ampere ( fault current = Imax )

- die maximale Spannung in Volt ( circuit voltage = Vmax ) Üblicherweise 30V bis 72V.

- den Arbeitstemperaturbereich.

Bitte beachten sie dass mit steigender Umgebungstemperatur die Strombelastung kleiner wird. Der Nennstrom Ihold gilt bei einer Temperatur von 23°C.


z.B. gehen wir von dem Typen MF-RX250 aus der bei 23°C eine Ihold von 2,5A und eine Itrip von 5A hat, so liegen dieser Werte bei 50°C Umgebungstemperatur nur noch bei Ihold 1,8A und Itrip 3,6A. Weitere Details entnehmen sie bitte den Tabelle z.B. (Thermal Derating Chart) in den entsprechenden Datenblätter.

Wählen sie den richtigen PPTC- Typen anhand des Thermal Derating Chart und ihrer maximalen Betriebtemperatur aus, wobei der Ihold etwas größer oder gleich dem im Normalbetrieb fließenden Strom sein sollte.

Prüfen Sie dass die Maximalwerte von Vmax und Imax der von ihnen ausgewählten Produktfamilie größer sind als die maximal Spannung und der maximale Fehlerstrom in ihrer Anwendung.


Änderungen und Irrtümer vorbehalten.



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