PolySwitch元件的保护特性解析

文章摘要：PolySwitch元件有多种系列产品，其产品特性各不相同。以常用的RXE系列元件为例，其20℃时的电气特性如表1所示。表1RXE系列元件20℃时的电气特性表1中各符号的含义如下:IH：20℃环境温度下的最大工作电流IT：20℃环境温度下PolySwitch元件启动保护的最小电流Vmax：PolySwitch元件的最大工作电压Imax：PolySwitch元件能承受的最大电流Pdmax：PolySwitch元件动作状态下的最大消耗功率Rmax：PolySwitch元件未动作前的初始最大阻值Rmin：PolySwitch元件未动作前的初始最小阻值由表1可知，该系列元件所能承受的最大电流为40安培

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PolySwitch元件有多种系列产品，其产品特性各不相同。以常用的RXE系列元件为例，其20℃时的电气特性如表1所示。
表1　RXE系列元件20℃时的电气特性

表1中各符号的含义如下:
IH：20℃环境温度下的最大工作电流
IT：20℃环境温度下PolySwitch元件启动保护的最小电流
Vmax：PolySwitch元件的最大工作电压
Imax：PolySwitch元件能承受的最大电流
Pdmax：PolySwitch元件动作状态下的最大消耗功率
Rmax：PolySwitch元件未动作前的初始最大阻值
Rmin：PolySwitch元件未动作前的初始最小阻值
由表1可知，该系列元件所能承受的最大电流为40安培，故障时启动保护的最小电流是最大工作电流的2倍。

RXE系列PolySwitch元件20℃时的动作保护特性曲线见图1。其中横坐标表示故障电流，单位为安培，纵坐标表示动作时间，单位为秒。两个坐标轴均为对数坐标。图中每一条曲线对应一个型号的元件，构成该系列元件的动作保护特性曲线簇。表2为图1中曲线标号与元件型号的对照表。

图1　RXE系列元件20℃时的动作保护特性曲线

在图1所示的对数坐标系中，每一条曲线都可看作由弯曲部分和直线部分连接而成，两部分的临界点位置随元件型号的不同而不同。由于各型号元件曲线的变化趋势基本相同，建立数学模型的方法也相同。
表2　曲线标号与元件型号对照表

数学模型的建立

在图1所示的坐标系中，PolySwitch元件动作保护特性曲线由弯曲部分和直线部分连接而成，可分别建立其数学模型。以M=RXE160的曲线为例，建立数学模型的具体步骤如下。

确定临界点位置

对图1中的曲线进行测量，可得到PolySwitch元件动作保护特性曲线弯曲部分和直线部分的临界点位置。对M=RXE160的曲线，测得的临界点位置约为I=4.3A。

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直线部分

由表1可知，RXE系列PolySwitch元件所能承受的最大电流为40A。该点与临界点之间为曲线的直线部分。

由图1直线部分曲线取若干特殊点，经计算机进行数学处理，得到a，b的具体数值:

a=813，b=22.54，

代入(1)式，可得直线部分的数学公式:

曲线部分

由于PolySwitch元件具有PTC效应，其动作保护特性曲线部分的数学模型可参考PTC器件的阻温特性来建立。该类特性的数学模型可采用幂函数或对数函数的形式。设其数学公式具有如下形式；

式中t0，I0，b均为常数。由图1曲线部分曲线取若干特殊点，经计算机进行数学处理，得到t0，I0，b的具体数值:

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