在這兩種情況下,充電電流的時間曲線幾乎相同。PTC陶瓷與固定電阻在電流特性方面的細微差別的產生原因是:
PTC熱敏電阻的電阻溫度特性形狀特殊;另外,PTC陶瓷在開啟時的對電壓的依賴性非常強。在計算峰值沖擊電流時,一定要考慮電壓依賴性。
約過190 ms之后,充電完畢,充電電阻器便會短路。能量吸收曲線以及加熱程度同樣相差無幾(見圖5)。二者的最高點均與電容器在短路時的能量相對應。
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當發生故障時,PTC熱敏電阻用作限流元件的優勢就會十分明顯。如果繼電器接通失敗,負荷電流將流經充電電阻器,并產生強大的熱應力,這要求電阻器有相應的尺寸。若采用基于PTC陶瓷的充電電阻器,其電阻會由于強大的起始功率損耗而升至數10 k,從而能夠在故障發生期間限定電流(參見圖6)。在約三秒之后,先流經兩電阻器然后流經總體電路的電流已跌至數10 mA。有關吸取能量的比較,請參見圖7。
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在進入高阻狀態后,PTC陶瓷將能量吸收限定為非關鍵值,而固定歐姆電阻器的吸收能量則呈直線上升。在該實例中,考慮到溫度降額,固定電阻器必須具有200 W以上的額定功率,才能防止過熱以及隨后的損壞。
故障——電容器在充電開始時發生短路
強大的沖擊電流在約150 ms之后使兩個自我防護式充電電阻器產生高電阻性,進而限制電流。而流經固定電阻器的電流則僅由極低的電源線電阻進行限定,因此固定電阻器中會產生非常高功率的能量轉換。
在短時間內,并聯的兩個自我防護式充電電阻器與外界達到熱平衡,同時由于PTC陶瓷的高電阻值,吸收的能量僅有略微上升。最終產生的能量吸收與圖7所示類似。
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上述故障——電容器在充電開始時發生短路——表示:充電電阻器上存在極高的負荷。因此,J201充電電阻器需要額外使用一個固定電阻器限定短路電流。不過充電電阻器J202和J204的應用則無需使用固定電阻器作任何額外保護。