你的位置:首頁 > 電路保護 > 正文

NTC熱敏電阻護航,照明系統(tǒng)有效抑制涌浪電流侵害

發(fā)布時間:2016-07-26 責任編輯:susan

【導讀】照明產(chǎn)業(yè)持續(xù)推動電感性負載,令人困擾的是,其產(chǎn)生的電感抗與系統(tǒng)的電阻反向,會降低系統(tǒng)的效率,PFC得以解決上述問題。但PFC在初始充電時,將產(chǎn)生損壞系統(tǒng)中其他電路的涌浪電流,而透過熱敏電阻的使用,可有效抑制涌浪電流,避免電路受到損壞。

建立照明系統(tǒng)的方式繁多,而優(yōu)良的設(shè)計能直接提升能效,并節(jié)省材料花費?,F(xiàn)今的照明產(chǎn)業(yè)逐漸從240V轉(zhuǎn)變?yōu)?77V,以提高效率。因此現(xiàn)在正是將功率因數(shù)修正(Power Factor Correction, PFC)介紹給照明產(chǎn)品制造商的絕佳時機。由于這些照明系統(tǒng)無論如何都須要更新,原始設(shè)備制造商(OEM)可同時享受PFC的眾多優(yōu)勢。
  
邁向電感性負載是對PFC需求的開端。傳統(tǒng)的照明應(yīng)用使用電阻性負載,例如白熾燈。然而,電阻性負載的缺點為,它們導入系統(tǒng)中的電阻會產(chǎn)生熱能。熱能會導致功率耗損,并降低效率。為避免這些損失,照明產(chǎn)業(yè)持續(xù)推動電感性負載,例如效率較高的螢光燈。圖1為基于電感性負載的照明系統(tǒng)。
  
圖1.將并聯(lián)電容器加在電感性負載上
  
功率因數(shù)修正 降低電壓/電流相位差
  
遺憾的是,許多照明設(shè)備制造商實現(xiàn)電感性負載的方式嚴重降低了照明系統(tǒng)效率。在許多情況下,他們只是沒有意識到,功率因數(shù)修正能以簡易且花費低廉的方式解決這些問題。
  
就其性質(zhì)而言,電感性負載將電壓與電流的相位互相轉(zhuǎn)換。特別是,其產(chǎn)生的電感抗與系統(tǒng)的電阻反相。此相位差會降低系統(tǒng)的效率。
  
功率因數(shù)(PF)為系統(tǒng)實際功率(Real Power)與其視在功率(Apparent Power)的比率,視在功率為期望的系統(tǒng)功率,而實際功率為實際得到的功率。依據(jù)應(yīng)用而定,反相系統(tǒng)的效率最低,可能會降至60%。
  
功率因數(shù)修正的目標為將電壓與電流之間的相位差降至最低。電容抗可用于將電感抗帶回系統(tǒng)僅有的電阻相位中。只需要有正確特質(zhì)的電容器,亦即有夠高的功率比率以及與電感抗有180度的反相(圖1)。
  
功率因數(shù)修正效益多
  
于照明系統(tǒng)中套用PFC的優(yōu)點眾多,以下分別說明:
  
.效率提升
  
依據(jù)不同的應(yīng)用,于照明系統(tǒng)中增加PFC所能提升的效率高達80∼95%。隨著公共事業(yè)費用高漲,這將使以PFC為基礎(chǔ)的照明系統(tǒng)吸引大量的終端客戶。
  
.易于安裝
  
只要有一個電容器,就能將PFC導入至照明系統(tǒng)中。請注意:同時也需要一個涌浪電流限制器,以避免開機時電容器的起始電容損壞系統(tǒng)。
  
.降低功率供應(yīng)花費
  
功率因數(shù)高的系統(tǒng)能透過較小的功率供應(yīng)執(zhí)行與功率因數(shù)低的系統(tǒng)相同的工作。需要承載較少的電流代表需要較小且價格較低的發(fā)電機、導體、變壓器與開關(guān),因此可精簡機體并節(jié)省材料花費。
 
.穩(wěn)定性提升
  
效率較高的系統(tǒng)須消耗較少熱能,因此可讓系統(tǒng)于可接受的溫度范圍內(nèi)維持系統(tǒng)穩(wěn)定運作。
  
.區(qū)別性特點
  
無論您的設(shè)計是單機產(chǎn)品,或合并成為一個大型系統(tǒng)的一部分,相較于同等級效率較低的系統(tǒng)而言,較高的功率效率都能驅(qū)動等級較高的系統(tǒng)。
  
.低運作成本
  
對大型的照明應(yīng)用來說,透過PFC所營造的高效率能對公共事業(yè)的花費有實質(zhì)的節(jié)省。
  
.產(chǎn)業(yè)動力
  
早在十多年前,功率因數(shù)修正就在歐洲、中國大陸以及日本成為強制標準。雖然PFC在美國的采用率不高,但卻被持續(xù)套用于越來越多的應(yīng)用之上,尤其是照明系統(tǒng)。顯而易見地,PFC很有意義且最終將被目前還沒有需求的應(yīng)用所使用。預期PFC將成為其未來需求的公司,將在日后受益于今日將PFC作為其區(qū)別性特點之一。無法提供PFC的制造廠商將很快發(fā)現(xiàn)自己沒有競爭力。
  
抑制涌浪電流 熱敏電阻便宜又好用
  
PFC電容器在初始充電時,將產(chǎn)生系統(tǒng)所能承受的最大電流。此短暫的涌浪電流可能比系統(tǒng)的運作電流高上許多,而依據(jù)照明應(yīng)用而定,可能會損壞系統(tǒng)中的其他電路。為避免此種損壞,需要能限制涌浪電流的電路。
  
涌浪限制電路的核心為高電阻。在電路中放置電阻器可限制電容器能取得的電容。然而一旦電容器已充電,若電阻器留在電路中,其將會持續(xù)造成熱能損失,并將降低總效率?;旧?,一旦涌浪電流受限,開關(guān)可用來繞過電阻器。
  
處理涌浪電流最有效率的方式是使用熱敏電阻(Thermistor)。熱敏電阻是一種特殊的可變電阻器,其電阻依據(jù)溫度而定。舉例來說,負溫度系數(shù)(Negative Temperature Coefficient, NTC)熱敏電阻,其溫度上升時能大幅度且可預測地降低電阻。
  
為限制涌浪電流,將NTC熱敏電阻放置于電源以及PFC電容器和電感性負載電容器之間(圖2)。開機時,NTC熱敏電阻溫度低,故能提供高電阻。除了限制進入電容器中的電流外,此高電阻產(chǎn)生的熱能將提高熱敏電阻的溫度。
  
圖2.加入NTC熱敏電阻以限制涌浪電流
  
NTC自動加熱的同時,其電阻快速下降。當涌浪電流趨于平穩(wěn)的同時,NTC熱敏電阻的溫度已經(jīng)足夠?qū)㈦娮杞档阶畹停夷茏岆娏魍ㄟ^,而不對系統(tǒng)運作或效率帶來負面的影響。如此一來,NTC熱敏電阻能有效地提供限制涌浪電流所需的電阻,同時排除了對額外電路系統(tǒng)的需求,如旁路開關(guān)。
  
NTC熱敏電阻的耐用度須相當高,其有效運作范圍介于-50℃∼250℃。目前,電路保護元件制造商已意識到至277V的轉(zhuǎn)變,并針對照明應(yīng)用開發(fā)了用于此種較高電壓等級的熱敏電阻,同時為業(yè)界提供具UL與CSA認證的熱敏電阻,客戶因此可將由于電阻熱能而損耗的功率效率降至最低。
  
適用于照明應(yīng)用的NTC熱敏電阻的價格范圍為0.15∼0.90美元。與那些售價0.50至1美元以上的電阻器相比,NTC熱敏電阻所被評定的等級足以處理電燈安定器的大量電流。電阻器的價格同時需要將涌浪電流受限后,用于繞過電阻器的電路考量進去。
  
功率因數(shù)修正極為簡易且安裝價格低。就能提高的效率而言,PFC對許多電感性照明應(yīng)用來說都是必然的新選擇,即使原本的設(shè)計不要求使用PFC。且有了負溫度系數(shù)熱敏電阻后,照明設(shè)備商便能保護照明系統(tǒng),在無需復雜昂貴的旁路電路之下,使其免受到跟PFC相關(guān)之涌浪電流的影響。

要采購電容器么,點這里了解一下價格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉