Lors du démarrage de l'équipement industriel, un courant d'impulsion (appelé courant de surtension) beaucoup plus élevé que le courant de fonctionnement normal sera généré.cette vague de démarrage peut être de 10 à 30 fois le courant d'état stableCe courant de surtension extrême est généré instantanément, provoquant un énorme stress électrique et mécanique.
Si elles ne sont pas correctement contrôlées, les surtensions peuvent provoquer des décharges des disjoncteurs, des fusibles gonflés, des dommages aux composants sensibles, et même dégrader les performances des connecteurs et des alimentations.Le développement d'une stratégie efficace de gestion des surtensions est essentiel pour le fonctionnement fiable et sûr des systèmes industriels.
Une façon de gérer les surtensions de démarrage est de connecter un limitateur de courant de surtension (ICL) en série à l'entrée de puissance de l'appareil.Les thermistors à coefficient de température négatif (NTC) sont largement utilisés en raison de leur conception simple et de leur facilité d'intégration.Le thermistore NTC est une résistance sensible à la température dont la valeur de résistance diminue avec l'augmentation de la température.
Figure 1: thermistore ERT-J0EG103FA NTC de Panasonic Electronic Components, résistance nominale de 10 k Ω à 25 °C, tolérance de résistance de ± 1%.
Lorsque l'équipement électrique industriel est éteint, la résistance de l'élément NTC est relativement élevée.Cette résistance à froid élevée peut ralentir le courant d'impulsion initial au démarrage, ce qui équivaut à un tampon de courant.
Lorsqu'il traverse un thermistore avec un courant d'entrée limité, il est chauffé par l'effet thermique résistif.qui sera bien inférieur à la valeur de résistance au froidEn très peu de temps, le thermistore passe à un état de faible résistance. À ce moment, le condensateur d'entrée est complètement chargé et peut circuler à travers le courant de fonctionnement normal.
Le NTC sort complètement de l'état de protection après l'événement de surtension, qui est proche de l'état de court-circuit pendant le fonctionnement à l'état stable.un NTC avec une résistance au froid de 10 Ohms peut tomber en dessous de 0.5 Ohms après un chauffage suffisant, ce qui garantit que l'équipement industriel fonctionne à presque pleine tension dans des conditions d'état d'équilibre tout en minimisant les pertes d'énergie du thermistore lui-même.
Considérations de conception lors de la mise en œuvre des restricteurs NTC
Afin d'assurer un fonctionnement fiable et efficace, plusieurs paramètres de conception doivent être pris en compte lors de la mise en œuvre de limitateurs de surtension basés sur NTC.
Valeur de la résistance à froid
La résistance à froid (R25) est la résistance nominale à 25 °C et est utilisée pour déterminer l'impédance initiale lors de la limitation du courant d'entrée.Sur la base du courant de surtension maximal requis et de la tension d'alimentationLes ingénieurs utiliseront la loi d'Ohm pour calculer cette résistance: R=Vpeak/Imax (surge)..325 V maximum), une résistance à froid de 325/20 ≈ 16 Ω est nécessaire pour limiter le courant d'entrée à 20 A maximum.
Des fabricants tels que TDK Electronics, VisAmetherm et Amphenol Advanced Sensors fournissent des produits NTC avec des valeurs standard telles que 2 Ω, 5 Ω, 10 Ω, 22 Ω, 47 Ω à 25 ° C.La sélection d'une résistance à froid appropriée est essentielle car un R25 plus élevé offre une meilleure suppression des surtensionsCependant, une valeur trop élevée peut surlimiter le courant de charge, augmenter le temps de démarrage et entraîner une chute excessive de tension initiale.