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NTC热敏电阻护航:照明系统有效限制涌浪电流避免电...-2

2020.10.26

  .稳定性提升

  效率较高的系统须消耗较少热能,因此可让系统于可接受的温度范围内维持系统稳定运作。

  .区别性特点

  无论您的设计是单机产品,或合并成为一个大型系统的一部分,相较于同等级效率较低的系统而言,较高的功率效率都能驱动等级较高的系统。

  .低运作成本

  对大型的照明应用来说,透过PFC所营造的高效率能对公共事业的花费有实质的节省。

  .产业动力

  早在十多年前,功率因数修正就在欧洲、中国大陆以及日本成为强制标准。虽然PFC在美国的采用率不高,但却被持续套用于越来越多的应用之上,尤其是照明系统。显而易见地,PFC很有意义且最终将被目前还没有需求的应用所使用。预期PFC将成为其未来需求的公司,将在日后受益于今日将PFC作为其区别性特点之一。无法提供PFC的制造厂商将很快发现自己没有竞争力。

  抑制涌浪电流 热敏电阻便宜又好用

  PFC电容器在初始充电时,将产生系统所能承受的最大电流。此短暂的涌浪电流可能比系统的运作电流高上许多,而依据照明应用而定,可能会损坏系统中的其他电路。为避免此种损坏,需要能限制涌浪电流的电路。

  涌浪限制电路的核心为高电阻。在电路中放置电阻器可限制电容器能取得的电容。然而一旦电容器已充电,若电阻器留在电路中,其将会持续造成热能损失,并将降低总效率。基本上,一旦涌浪电流受限,开关可用来绕过电阻器。

  处理涌浪电流最有效率的方式是使用热敏电阻(Thermistor)。热敏电阻是一种特殊的可变电阻器,其电阻依据温度而定。举例来说,负温度系数(Negative Temperature Coefficient, NTC)热敏电阻,其温度上升时能大幅度且可预测地降低电阻。

  为限制涌浪电流,将NTC热敏电阻放置于电源以及PFC电容器和电感性负载电容器之间(图2)。开机时,NTC热敏电阻温度低,故能提供高电阻。除了限制进入电容器中的电流外,此高电阻产生的热能将提高热敏电阻的温度。

  NTC热敏电阻护航 照明系统有效限制涌浪电流

  图2 加入NTC热敏电阻以限制涌浪电流

  NTC自动加热的同时,其电阻快速下降。当涌浪电流趋于平稳的同时,NTC热敏电阻的温度已经足够将电阻降到最低,且能让电流通过,而不对系统运作或效率带来负面的影响。如此一来,NTC热敏电阻能有效地提供限制涌浪电流所需的电阻,同时排除了对额外电路系统的需求,如旁路开关。

  NTC热敏电阻的耐用度须相当高,其有效运作范围介于-50℃∼250℃。目前,电路保护元件制造商已意识到至277V的转变,并针对照明应用开发了用于此种较高电压等级的热敏电阻,同时为业界提供具UL与CSA认证的热敏电阻,客户因此可将由于电阻热能而损耗的功率效率降至最低。

  适用于照明应用的NTC热敏电阻的价格范围为0.15∼0.90美元。与那些售价0.50至1美元以上的电阻器相比,NTC热敏电阻所被评定的等级足以处理电灯安定器的大量电流。电阻器的价格同时需要将涌浪电流受限后,用于绕过电阻器的电路考量进去。

  功率因数修正极为简易且安装价格低。就能提高的效率而言,PFC对许多电感性照明应用来说都是必然的新选择,即使原本的设计不要求使用PFC。且有了负温度系数热敏电阻后,照明设备商便能保护照明系统,在无需复杂昂贵的旁路电路之下,使其免受到跟PFC相关之涌浪电流的影响。


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