ایمنی مدار، اساس عملکرد پایدار دستگاه‌های الکترونیکی را تشکیل می‌دهد. یک برد مدار با طراحی دقیق را تصور کنید که توسط یک رویداد جریان بیش از حد غیرمنتظره بی‌فایده شده است—نه تنها منجر به از دست رفتن سخت‌افزار می‌شود، بلکه زمان ارزشمندی را نیز تلف می‌کند. در حالی که فیوزهای سنتی محافظت را ارائه می‌دهند، اما پس از فعال شدن نیاز به تعویض دارند که هم زمان و هم تلاش را مصرف می‌کند. آیا راه‌حل هوشمندتر و راحت‌تری وجود دارد؟ پاسخ در فیوزهای قابل تنظیم مجدد PTC نهفته است—نگهبانان خاموشی که در طول رویدادهای جریان بیش از حد وارد عمل می‌شوند و پس از آن به‌طور خودکار تنظیم مجدد می‌شوند و عملکرد مداوم و پایدار مدار را تضمین می‌کنند.

فیوزهای قابل تنظیم مجدد PTC (ضریب دمای مثبت)، همانطور که از نامشان پیداست، اجزایی با ضریب دمای مثبت هستند. این بدان معناست که مقاومت آنها با افزایش دما افزایش می‌یابد—یک ویژگی حیاتی که امکان محافظت از جریان بیش از حد را فراهم می‌کند.

تحت شرایط عملکرد عادی، فیوزهای PTC حداقل مقاومت را نشان می‌دهند و به سختی بر عملکرد مدار تأثیر می‌گذارند. با این حال، هنگامی که جریان بیش از حد رخ می‌دهد، افزایش جریان باعث ایجاد گرما در داخل دستگاه PTC می‌شود. با افزایش دما، مقاومت PTC به سرعت افزایش می‌یابد و در نتیجه جریان بیشتری را محدود می‌کند و از سایر اجزای مدار محافظت می‌کند. این فرآیند معمولاً به عنوان «قطع» نامیده می‌شود.

مهمتر از آن، هنگامی که شرایط جریان بیش از حد فروکش می‌کند، فیوز PTC به تدریج خنک می‌شود، مقاومت آن بر این اساس کاهش می‌یابد و به عملکرد عادی باز می‌گردد. این قابلیت تنظیم مجدد خودکار، نیاز به تعویض را از بین می‌برد—یک مزیت قابل توجه نسبت به فیوزهای سنتی یک‌بار مصرف.

در حالی که هر دو برای اهداف محافظت از جریان بیش از حد عمل می‌کنند، فیوزهای قابل تنظیم مجدد PTC از فیوزهای سنتی در عملکرد و کاربرد تفاوت قابل توجهی دارند:

انتخاب فیوز PTC مناسب مستلزم بررسی دقیق چندین پارامتر حیاتی است:

• مقاومت اولیه (R _i ): اندازه‌گیری شده در +23 درجه سانتی‌گراد، مقادیر کمتر نشان‌دهنده راندمان بهتر است.
• مقاومت قطع (R _TRIP ): حداکثر مقاومت پس از قطع، اندازه‌گیری شده در +23 درجه سانتی‌گراد.
• اتلاف توان (P _D ): مصرف برق در حالت قطع در +23 درجه سانتی‌گراد.
• حداکثر زمان قطع (t _TRIP ): زمان پاسخگویی از شروع جریان خطا تا حالت مقاومت بالا.
• جریان نگهدارنده (I _HOLD ): حداکثر جریان پایدار بدون قطع در دمای مشخص شده.
• جریان قطع (I _TRIP ): حداقل جریان باعث قطع در دمای مشخص شده (معمولاً 1.5-2 × I _HOLD ).
• حداکثر ولتاژ (V _MAX ): بالاترین ولتاژی که فیوز می‌تواند تحمل کند.
• حداکثر جریان (I _MAX ): بالاترین جریان خطایی که فیوز می‌تواند تحمل کند.

واکنش حرارتی فیوزهای PTC از یک منحنی غیرخطی با فازهای متمایز پیروی می‌کند:

1. عملکرد عادی: مقاومت و دما تعادل خود را با اتلاف حرارت مؤثر حفظ می‌کنند.
2. افزایش جریان: افزایش جزئی مقاومت با اتلاف بیشتر گرما.
3. جریان بیش از حد: گرما شروع به جمع شدن می‌کند.
4. قطع: دستگاه وارد حالت مقاومت بالا می‌شود و جریان را محدود می‌کند (تولید گرما ∝ I²R).

به عنوان اجزای فعال شده حرارتی، فیوزهای PTC به طور قابل توجهی تحت تأثیر دمای محیط قرار دارند. دمای بالاتر باعث کاهش جریان نگهدارنده (I _HOLD ) و جریان قطع (I _TRIP ) می‌شود، در حالی که زمان قطع را کاهش می‌دهد. به طور کلی، I _TRIP ≈ 2 × I _HOLD .

کاهش دما شامل عملکرد اجزا زیر رتبه‌بندی‌های حداکثر آنها است. برای فیوزهای PTC، دمای محیط بالاتر نیاز به کاهش جریان دارد. طراحان باید محیط‌های کاربردی را در نظر بگیرند—چه اتاق‌های سرور با کنترل دما یا پنل‌های سقفی در معرض دید—و با منحنی‌های کاهش حرارتی در برگه‌های اطلاعات مشورت کنند.

برای به حداکثر رساندن مزایای فیوز PTC، این عوامل را در نظر بگیرید:

1. ولتاژ/جریان عملیاتی: اطمینان حاصل کنید که رتبه‌بندی‌ها از شرایط عادی مدار فراتر می‌روند.
2. جریان‌های قطع/نگهدارنده: با الزامات حفاظت مطابقت داشته باشید.
3. دمای محیط: محیط عملیاتی را در نظر بگیرید.
4. اندازه بسته: با محدودیت‌های طرح PCB مطابقت داشته باشید.
5. گواهینامه‌ها: مطابقت با استانداردهای ایمنی را تأیید کنید.

فیوزهای قابل تنظیم مجدد PTC کاربرد گسترده‌ای در موارد زیر دارند:

• کامپیوترها/لوازم جانبی (پورت‌های USB، HDDها، مادربردها)
• لوازم الکترونیکی مصرفی (گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها، دوربین‌ها)
• کنترل‌های صنعتی (منابع تغذیه، درایوهای موتور، سنسورها)
• الکترونیک خودرو (شارژرها، مدیریت باتری، ECUها)
• تجهیزات پزشکی (مانیتورها، دستگاه‌های تشخیصی)

عملکرد PTC به رفتار ذرات مواد متکی است. به طور معمول، جریان به راحتی از طریق مواد رسانا عبور می‌کند. با این حال، با افزایش جریان، ذرات رسانا گرم می‌شوند و تغییرات ترکیبی داخلی را متحمل می‌شوند که هدایت جریان را محدود می‌کند. این حالت تا زمانی ادامه دارد که جریان کاهش یابد و ماده خنک شود و به ترکیب اولیه خود بازگردد.