不少小家电产品是使用直流马达的,因为直流马达有很高的性价比并能提供很大的启动扭矩。这些琳琅满目的小家电产品,包括了挂烫机机、榨汁机、搅拌机、破壁机、咖啡机、剃须刀、电动牙刷等。
直流电机在堵转时没有反电动势,所以会产生数倍于正常工作电流的大电流,如此高的电流通过电刷流到线圈后将会产生很高的热量,当线圈温度上升到极限温度之上,就会导致线圈绝缘层的破坏,导致电机彻底烧毁。
目前直流马达的过流保护方案主要有一次性保险丝、双金属片、PPTC等三种。分析一下一次性保险丝FUSE、双金属片和自恢复保险丝PPTC三种方案的特点。
一次性保险丝/FUSE由于价格低廉、体积小、应用得比较广泛,但为了防止一次性保险误动作,所以选用保险丝的熔断电流通常会比电机正常工作电流大很多,这样在电机发生堵转时,容易出现动作慢的问题,导致保护不及时。另外由于更换保险丝也增加了售后的费用。
双金属片是利用温度变化时双金属片变形来实现保护的,对于温度改变,双金属片可以迅速动作,但是由于它只对温度敏感,所以安装的位置要非常合理的设置,否则无法起到保护作用。双金属片在保护后由于温度下降会重新启动,如用户忘记断电,又正好在清理刀片,则有可能对用户造成伤害。双金属片的触点对于强感性负载容易产生火花,所以多次开关后容易发生触点粘连或电阻变大等问题。
自恢复保险丝PPTC在正常情况下电阻很小,当有堵转发生时,电流迅速增大,由于PPTC的发热和电流平方成正比,所以PPTC温度也迅速上升,当上升到转折温度时,PPTC阻抗会骤然增大。这样就降低了电机线圈的电流。此后,将会有一个持续的小电流流过PPTC来维持高阻状态,这个小电流并不足以支持电动机重新启动,所以即使此刻用户正在不断电情况下清理搅拌机的刀片,电机也不会旋转,从而保护了用户的人身安全。只有客户清理好刀片,断电一段时间,等PPTC降温后重新上电,电机才会重新启动。 PPTC器件对震动和感性负载不敏感,对瞬间大电流也不敏感。所以非常适用于小家电电机堵转保护应用上。PPTC的特点就是它对环境温度是敏感的。所以在高温和低温下,相同堵转电流的保护时间是不同的。高温下保护时间会比低温快很多。很多人也许认为满足了高温下的保护时间,低温下保护时间会太慢,觉得保护效果不好,但实际上电机线圈在低温下达到损坏的堵转时间也比高温下长很多,所以即使低温下PPTC器件需要更长时间才会动作,它依然可以保护电机不会损坏。金开盛电子的PPTC产品已经有20多年的历史。目前有丰富的产品可用在电机保护上,包括了高压和低压的产品。
PPTC保护方案优点: 可自行恢复,节约更换保险丝带来的售后成本;·既能提高过流防护又能提供过压浪涌防护; 使用单项TVS管,配合PPTC又能起到电源防反接的防护,一举两得。
应用领域: 消费类电子设备;小家电设备;儿童玩具。
应用案例:
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