當涌入電流對于逆變器而言太大時(shí)，會(huì )對逆變器造成嚴重損害。預充電電路通過(guò)控制初始電涌來(lái)保護逆變器。PTC熱敏電阻可以幫助預充電電路保護逆變器。 

 

         當接通電源時(shí)，當#大瞬時(shí)輸入電流流過(guò)系統時(shí)，就會(huì )出現浪涌電流。在諸如電動(dòng)驅動(dòng)器之類(lèi)的電動(dòng)工具中，電源將輸入功聅hou�换为特定应用所需的输除rβ省?nbsp;

 

         電源接收高壓（VAC）信號并提供大電流輸出（VDC）信號。典型的輸入信號為230VAC或208VAC，輸出信號為10-40VDC和30Amp至170Amp。

 

         通常，電源被設計用于特定的電源輸入。電源可能無(wú)法在多個(gè)輸入電壓上提供相同的輸出。以特定輸入功率運行的組件可能會(huì )因輸入功率錯誤而損壞。

 

         為了解決這個(gè)問(wèn)題，一些制造商提供了自動(dòng)鏈接。此類(lèi)電源在shou次連接時(shí)會(huì )測試輸入電壓，并自動(dòng)為輸入源設置適當的鏈接。

 

         初始應用期間，逆變器，電池和環(huán)形變壓器需要進(jìn)行1-3秒的特殊控制。該控制可防止負面影響，例如斷路器跳閘，內部組件過(guò)載或著(zhù)火。在啟動(dòng)期間控制初級電流的電路稱(chēng)為預充電電路。

 

         PTC熱敏電阻有助于防止對鏈接電容器，IGBT造成嚴重損壞，并防止保險絲熔斷和斷路器跳閘。預充電PTC熱敏電阻可以停止電路，直到施加正確的電壓并自行復位。

 

 

 

鋰離子電池預充電電路的PTC熱敏電阻保護

         當電池通過(guò)電容輸入連接到負載時(shí)，會(huì )有浪涌電流浪涌。輸入電流取決于輸入電容：電池越大，負載越強大，輸入電容就越大。較大的浪涌電流（在預充電電路中，沒(méi)有保護）可能導致以下情況：

 

輸入濾波電容器損壞

         主保險絲熔斷

         電弧和點(diǎn)蝕引起的接觸故障（以及電流承載能力的降低）

損壞電池

         以下是電池工作的典型預充電電路和時(shí)序圖，顯示了電路的工作方式。（由鋰-離子BMS提供）

 

預充電電路的#基本形式如下：

 

         OFF：系統關(guān)閉時(shí)，所有繼電器/接觸器均關(guān)閉。

 

         預充電：shou次打開(kāi)系統時(shí)，將打開(kāi)K1和K3以對負載進(jìn)行預充電，直到浪涌電流消退為止。R1顯示熱敏電阻在預充電電路中的位置。

 

         ON：預充電后，接觸器K2打開(kāi)（繼電器K1，必須關(guān)閉以節省線(xiàn)圈功率）。

 

 

 

 

 

PTC熱敏電阻的選擇

         PTC熱敏電阻的#小電阻由以下決定：

 

         環(huán)境溫度

         輸入電容值（預充電電路的）

         電池電壓

         在時(shí)間τ= RC之后，預充電浪涌電流達到其初始值的63.2％（1 / e）。

 

         在選擇PTC熱敏電阻時(shí)，我們將電容充滿(mǎn)電且浪涌電流達到正常工作電流時(shí)的時(shí)間值為“五個(gè)時(shí)間常數”。

 

對于此設計，我們將假定以下定量值：

 

預充電時(shí)間：2.50秒±0.50

環(huán)境工作溫度：在-30°C至+ 50°C之間變化

電池電壓：100伏

電容器組：50,000μF

5τ= 2.5秒，所以τ= 2.5 / 5 = 0.50秒

 

τ= RC

 

R =5τ/ C = 0.50秒/ 0.05F = 10.0Ω。

 

由于涉及各種溫度，因此#好使用PTC，因為在涉及的工作溫度范圍之間電阻相對恒定。

 

因此，在-30°C時(shí)，CL20 100120在-30°C = 11.7Ω時(shí)將具有#大電阻，這使得預充電時(shí)間= 5 RC≈5（11.70（0.05F）= 2.93秒

 

在50°C時(shí)，CL20 100120（PTC）的電阻為≈8.9Ω，這將導致5τ= 5（8.9Ω）（0.05F）≈2.22秒。

 

由-30°C至+ 50°C的電阻波動(dòng)引起的#大時(shí)間變化將等于2.22秒至2.92秒

 

為了確定PTC熱敏電阻需要處理的能量而不會(huì )自毀，

 

E =½C V2 =½（0.05F）（100 V）2 = 250焦耳

 

不計算穩態(tài)電流，因為在大多數預充電電路中，穩態(tài)電流流經(jīng)接觸器。符合規格的零件是CL20 100120。

 

在Digikey獲取CL20 100120。

 

在Mouser獲取CL20 100120。

 

 

 

Ametherm的PTC預充電電路浪涌電流限制器的主要優(yōu)點(diǎn)

由于在寬溫度范圍內的恒定電阻，預充電時(shí)間的變化較小。

重置時(shí)間更快。

保護電路免受浪涌電流和操作員錯誤的影響