29/09/2022

Cầu chì tự phục hồi hoạt động ra sao?

Cầu chì tự phục hồi là gì

Cầu chì tự phục hồi là một linh kiện bảo vệ quá dòng, làm bằng polyme hữu cơ cao phân tử dưới áp suất cao, nhiệt độ cao và phản ứng sunfua hóa.

Cầu chì bảo vệ quá dòng truyền thống chỉ có thể hoạt động một lần và cần được thay thế nếu nó bị đứt, trong khi cầu chì tự phục hồi có chức năng kép là bảo vệ quá dòng và quá nhiệt và tự động phục hồi.

RUEF185 Cầu Chì Tự Phục Hồi 30V 1.85A

Phân loại cầu chì tự phục hồi

Cầu chì tự phục hồi có thể được chia thành 2 loại theo vật liệu:

PTC polyme
PTC gốm

Theo dạng đóng gói, nó cũng có thể được chia thành 2 loại:

Phích cắm chì
Miếng dán SMD

Cầu Chì Tự Phục Hồi Polyme SMD

Dựa vào điện áp thì cầu chì tự phục hồi cũng có thể được chia thành các loại 600V, 250V, 130V, 120V, 72V, 60V, 30V, 24V, 16V, 6V, ...

Những ưu điểm chính của polyme PTC là:

Điện trở rất nhỏ gần bằng không ở nhiệt độ phòng
Các sản phẩm dòng cao chỉ có điện trở vài miliohm
Công suất tiêu thụ thấp không đáng kể trong mạch
Khối lượng tương đối nhỏ.

Cấu tạo và hoạt động của cầu chì tự phục hồi

Cầu chì tự phục hồi có cấu tạo gồm polyme được xử lý đặc biệt và than đen bên trong.

Trong điều kiện hoạt động bình thường, polyme liên kết chặt chẽ các hạt dẫn điện bên ngoài cấu trúc tinh thể để tạo thành một đường dẫn điện giống như chuỗi. Tại thời điểm này, cầu chì tự phục hồi ở trạng thái điện trở thấp và nhiệt tạo ra bởi dòng điện chạy qua cầu chì là nhỏ và không làm thay đổi cấu trúc tinh thể.

Cầu Chì Tự Phục Hồi 1812 0.2A 30V

Khi ngắn mạch, dòng điện qua cầu chì tự phục hồi sẽ làm cho polyme nóng chảy, thể tích tăng nhanh tạo thành trạng thái có điện trở cao. Dòng điện sẽ giảm nhanh chóng, từ đó hạn dòng và bảo vệ mạch.

Khi trở lại bình thường, cầu chì sẽ nguội và kết tinh trở lại. Thể tích thu nhỏ lại, các hạt dẫn điện hình thành lại đường dẫn điện và cầu chì trở về trạng thái điện trở thấp, vì thế mà không cần thay thế.

Nguyên lý cầu chì tự phục hồi

Nguyên lý của cầu chì tự phục hồi là cân bằng năng lượng. Dòng điện chạy qua cầu chì tạo ra một mức nhiệt nhất định do tác dụng nhiệt của dòng điện. Toàn bộ hoặc một phần nhiệt tỏa ra môi trường, nhưng không tản nhiệt sẽ làm tăng nhiệt độ của phân tử cầu chì.

Khi hoạt động bình thường, nhiệt độ thấp, nhiệt sinh ra và tỏa ra cân bằng. Khi cầu chì tự phục hồi ở trạng thái điện trở thấp, nó không hoạt động.
Khi dòng điện chạy qua nó tăng lên hoặc nhiệt độ môi trường tăng lên, nếu nhiệt lượng sinh ra và tiêu tán đạt đến sự cân bằng, cầu chì vẫn không hoạt động.

Nếu lúc này dòng điện hoặc nhiệt độ tiếp tục tăng, nhiệt lượng tỏa ra sẽ lớn hơn nhiệt lượng tiêu tán, khiến nhiệt độ của cầu chì tăng mạnh.

43903.jpg (1000×689)

RUEF500 Cầu Chì Tự Phục Hồi 30V 5A

Do đó, một sự thay đổi nhiệt độ nhỏ sẽ làm cho điện trở tăng lên đáng kể, và phân tử cầu chì ở trạng thái bảo vệ trở kháng cao, việc tăng trở kháng sẽ hạn chế dòng điện, dòng điện giảm mạnh trong thời gian ngắn, do đó bảo vệ mạch khỏi hư hỏng. Khi nào nhiệt tạo ra bởi điện áp đặt vẫn còn thì cầu chì vẫn luôn ở trạng thái hoạt động.