Dongguan Tianrui Electronics Co., Ltd.
Dongguan Tianrui Electronics Co., Ltd. logo
การออกแบบวงจรป้องกันกระแสเกินแบบง่ายด้วยเทอร์มิสเตอร์ PTC

การออกแบบวงจรป้องกันกระแสเกินแบบง่ายด้วยเทอร์มิสเตอร์ PTC

ผลิตภัณฑ์
Sep 22, 2025โพสต์โดย Dongguan Tianrui Electronics Co., Ltd.

หนึ่งในการประยุกต์ใช้เทอร์มิสเตอร์ PTC ที่มีประโยชน์และใช้งานได้จริงมากที่สุดคือการสร้างวงจรป้องกันกระแสเกินแบบรีเซ็ตได้ ไม่ว่าคุณจะเป็นมือสมัครเล่นที่กำลังปกป้องโครงการใหม่ หรือเป็นวิศวกรที่ต้องการเพิ่มความปลอดภัยให้กับงานออกแบบ การใช้ PTC เป็น "โพลีฟิวส์" นั้นง่ายและมีประสิทธิภาพสูง คู่มือนี้จะแนะนำคุณเกี่ยวกับการออกแบบและการใช้งานวงจรง่ายๆ เพื่อปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของคุณ

เป้าหมาย: ป้องกันโหลดจากกระแสเกิน

เป้าหมายของเราคือการปกป้องโหลดที่มีค่า (เช่น มอเตอร์ เซ็นเซอร์ หรือบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์) จากความเสียหายหากกระแสไฟฟ้ามากเกินไปพยายามไหลผ่าน ไม่ว่าจะจากความผิดพลาดหรือไฟฟ้าลัดวงจร

ทำไมต้องใช้ PTC? เทอร์มิสเตอร์ PTC แตกต่างจากฟิวส์แบบใช้ครั้งเดียว ฟิวส์จะรีเซ็ตอัตโนมัติหลังจากแก้ไขข้อบกพร่องและเย็นตัวลง ช่วยให้คุณไม่ต้องเปลี่ยนบ่อยๆ

ขั้นตอนที่ 1: การเลือกเทอร์มิสเตอร์ PTC ที่เหมาะสม

การเลือกส่วนประกอบที่ถูกต้องคืองานออกแบบ 90% คุณจำเป็นต้องดูเอกสารข้อมูลของผู้ผลิต (จากผู้จำหน่าย เช่น TDK, Murata หรือ Bourns) และค้นหาพารามิเตอร์สำคัญเหล่านี้:

  1. กระแสไฟค้าง (I <sub> hold </sub> ): กระแสไฟ สูงสุด ที่วงจรจะทำงานตาม ปกติ PTC ต้องยอมให้กระแสไฟนี้ไหลได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่สะดุด เลือก PTC ที่มีค่ากระแสไฟค้างสูงกว่ากระแสไฟทำงานปกติของวงจรเล็กน้อย

    • ตัวอย่าง: หากโหลดของคุณดึง 500mA ตามปกติ ให้เลือก PTC ที่มีค่า I <sub> hold </sub> ที่ 550mA หรือ 600mA

  2. กระแสทริป (I <sub> ทริป </strong> ): กระแสไฟฟ้า ต่ำสุด ที่ PTC จะทริปเข้าสู่สถานะความต้านทานสูง โดยทั่วไปจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิเฉพาะ และมักกำหนดไว้ที่ 20°C หรือ 25°C

    • หมายเหตุ: กระแสทริปจะสูงกว่ากระแสค้างเสมอ (มักจะเป็น 2 เท่า)

  3. แรงดันไฟฟ้าสูงสุด (V <sub> สูงสุด </sub> ): แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ PTC สามารถทนได้ในขณะที่เกิดการสะดุดโดยไม่เกิดอาร์กหรือพังทลาย ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้านี้สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟของคุณ

  4. กระแสไฟฟ้าสูงสุด (I <sub> สูงสุด </sub> ): กระแสไฟฟ้าขัดข้องสูงสุดที่ PTC สามารถทนได้โดยไม่ถูกทำลาย

  5. ความต้านทาน (R <sub> ต่ำสุด </sub> /R <sub> สูงสุด </sub> ): ความต้านทานเริ่มต้นที่อุณหภูมิ 20°C ความต้านทานที่ต่ำลงหมายถึงการสูญเสียพลังงานและแรงดันไฟฟ้าตกน้อยลงระหว่างการทำงานปกติ

ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบวงจร

วงจรนี้เรียบง่ายอย่างน่าทึ่ง เทอร์มิสเตอร์ PTC ถูกต่อ อนุกรม กับโหลดบน รางไฟฟ้าบวก

วิธีการทำงาน:

  • การทำงานปกติ: กระแสไหลจาก V <sub> CC </sub> ผ่าน PTC (ความต้านทานต่ำ) ไปยังโหลด และกลับไปยัง GND แรงดันตกคร่อม PTC ต่ำมาก (V <sub> drop </sub> = I * R <sub> PTC </sub> )

  • สภาวะผิดปกติ (กระแสเกิน/ลัดวงจร): กระแสไฟฟ้าไหลมากเกินไป ทำให้ PTC ร้อนขึ้น ถึงจุดคูรีอย่างรวดเร็วและ "สะดุด" เพิ่มความต้านทานขึ้น 1,000 เท่าหรือมากกว่า ความต้านทานที่สูงเช่นนี้จะจำกัดกระแสในวงจรให้อยู่ในระดับต่ำที่ปลอดภัย (I <sub> การรั่วไหล </sub> ) เพื่อปกป้องโหลด

  • รีเซ็ต: เมื่อแก้ไขข้อบกพร่องแล้ว (เช่น แก้ไขการลัดวงจร) และปิด-เปิดวงจรไฟฟ้า PTC จะเย็นลง ความต้านทานจะลดลงเหลือค่าต่ำ และวงจรจะกลับมาทำงานตามปกติโดยอัตโนมัติ

ขั้นตอนที่ 3: การพิจารณาเชิงปฏิบัติและเค้าโครง

  • การจัดวาง: วาง PTC ให้ใกล้กับขั้วต่อไฟฟ้าเข้ามากที่สุด เพื่อป้องกันอุปกรณ์ปลายทาง

  • สภาพแวดล้อม: โปรดจำไว้ว่าอุณหภูมิแวดล้อมมีผลต่อระยะเวลาการทำงาน สภาพแวดล้อมที่ร้อนอาจทำให้ PTC ทำงานที่กระแสไฟต่ำลง

  • การสูญเสียพลังงาน: ในสถานะสะดุด PTC จะมีแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมอย่างมีนัยสำคัญ (ใกล้เคียงกับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ) ซึ่งหมายความว่าจะระบายความร้อน (P = V * I) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการออกแบบของคุณมีพื้นที่เพียงพอรอบ PTC เพื่อให้เกิดความร้อนและการระบายความร้อนตามมา

  • ไม่เหมาะสำหรับความแม่นยำ: นี่คือระบบป้องกันที่ทนทานต่อความผิดพลาด ไม่ใช่วงจรจำกัดกระแสที่แม่นยำ โหลดจะไม่มีไฟฟ้าจนกว่า PTC จะรีเซ็ต

ตัวอย่างสถานการณ์

มาปกป้อง มอเตอร์พัดลม DC 12V ที่ปกติกินไฟ 0.5A กันเถอะ

  1. การเลือก: เราเลือก Bourns MF-R600 PTC

    • กระแสไฟค้าง (I <sub> ค้าง </sub> ): 600mA (เหมาะสำหรับโหลด 500mA ของเรา)

    • กระแสไฟเดินทาง (I <sub> trip </sub> ): 1.2A

    • แรงดันไฟฟ้าสูงสุด: 30V (สูงกว่าแหล่งจ่ายไฟ 12V ของเรา)

    • กระแสไฟสูงสุด: 40A

    • ความต้านทานเริ่มต้น: ~0.1Ω

  2. วงจร: เราต่อ PTC แบบอนุกรมบนสาย 12V ไปที่มอเตอร์

  3. การดำเนินการ:

    • ปกติ: แรงดันตก = 0.5A * 0.1Ω = 0.05V ถือว่าเล็กน้อย!

    • ข้อผิดพลาด: หากมอเตอร์หยุดทำงานและดึงกระแส 2A PTC จะร้อนขึ้นและทำงานภายในไม่กี่วินาที ทำให้กระแสตัดเหลือประมาณ 10mA

    • รีเซ็ต: เมื่อสิ่งกีดขวางถูกเคลียร์และปิด-เปิดไฟฟ้า พัดลมจะทำงานอีกครั้ง

บทสรุป

การติดตั้งเทอร์มิสเตอร์ PTC เพื่อป้องกันกระแสเกินเป็นกลยุทธ์ที่ง่าย คุ้มค่า และเชื่อถือได้สูง การเลือกอุปกรณ์อย่างรอบคอบโดยพิจารณาจากกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าปกติของวงจร จะช่วยให้คุณเพิ่มชั้นความปลอดภัยที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ ช่วยป้องกันความเสียหายที่มีค่าใช้จ่ายสูงและการหยุดทำงานที่น่าหงุดหงิด นี่เป็นหนึ่งในวิธีที่ง่ายที่สุดในการทำให้การออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ของคุณแข็งแกร่งและเป็นมืออาชีพมากขึ้น

บล็อกเด่น

เทอร์มิสเตอร์ PTC ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค: ตัวป้องกันที่มองไม่เห็นในอุปกรณ์ของคุณ

เทอร์มิสเตอร์ PTC ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค: ตัวป้องกันที่มองไม่เห็นในอุปกรณ์ของคุณ

ลองมองไปรอบๆ ตัวคุณสิ สมาร์ทโฟน แล็ปท็อป เครื่องเล่นเกม และลำโพงอัจฉริยะของคุณ ล้วนมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน นั่นคือ พวกมันอัดแน่นไปด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ราคาแพงที่ซับซ้อน ซึ่งเสี่ยงต่อการเกิดไฟฟ้าลัดวงจร กระนั้น เราก็ยังใช้อุปกรณ์เหล่านี้ทุกวันโดยคำนึงถึงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ ความสงบสุขในจิตใจนี้เกิดขึ้นได้ ส่วนหนึ่งก็มาจากผู้พิทักษ์ตัวน้อยที่ซ่อนอยู่ นั่นคือเทอร์มิสเตอร์ PTC

อ่านเพิ่มเติม
ข้อมูลจำเพาะหลัก: คำแนะนำในการอ่านแผ่นข้อมูลเทอร์มิสเตอร์ PTC

ข้อมูลจำเพาะหลัก: คำแนะนำในการอ่านแผ่นข้อมูลเทอร์มิสเตอร์ PTC

เอกสารข้อมูลเทอร์มิสเตอร์ PTC อาจดูเหมือนกำแพงแห่งศัพท์เทคนิคและกราฟที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม การเลือกส่วนประกอบที่เหมาะสมสำหรับโครงการของคุณขึ้นอยู่กับความเข้าใจในพารามิเตอร์สำคัญบางประการ คู่มือนี้จะอธิบายรายละเอียดสำคัญที่คุณจะพบในเอกสารข้อมูล PTC ใดๆ ก็ตาม เพื่อเปลี่ยนจากเอกสารที่สับสนให้กลายเป็นเครื่องมือออกแบบที่มีประโยชน์

อ่านเพิ่มเติม
เทอร์มิสเตอร์ซิลิกอน PTC: ทางเลือกเชิงเส้นแทนประเภทเซรามิก

เทอร์มิสเตอร์ซิลิกอน PTC: ทางเลือกเชิงเส้นแทนประเภทเซรามิก

เมื่อวิศวกรนึกถึงเทอร์มิสเตอร์ PTC ภาพที่มักจะนึกถึงมากที่สุดคือเทอร์มิสเตอร์แบบเซรามิก ซึ่งขึ้นชื่อเรื่องสวิตช์ความต้านทานที่จุดคูรีที่คมชัดและทรงพลัง แต่ยังมีเทอร์มิสเตอร์อีกชนิดหนึ่งในวงการ PTC ที่มีคุณสมบัติที่แตกต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง นั่นคือเทอร์มิสเตอร์ PTC ชนิดซิลิคอน การเข้าใจความแตกต่างระหว่างสองสิ่งนี้เป็นกุญแจสำคัญในการเลือกอุปกรณ์ที่สมบูรณ์แบบสำหรับการตรวจจับ ไม่ใช่แค่การป้องกัน

อ่านเพิ่มเติม
วิธีทดสอบและแก้ไขปัญหาเทอร์มิสเตอร์ PTC ด้วยมัลติมิเตอร์

วิธีทดสอบและแก้ไขปัญหาเทอร์มิสเตอร์ PTC ด้วยมัลติมิเตอร์

สงสัยว่าเทอร์มิสเตอร์ PTC ในวงจรของคุณมีปัญหาหรือไม่? ไม่ว่าจะเป็นฟิวส์แบบรีเซ็ตได้แต่รีเซ็ตไม่ได้ หรือฮีตเตอร์ไม่ร้อน มัลติมิเตอร์แบบดิจิทัล (DMM) มาตรฐานก็เป็นเครื่องมือที่สมบูรณ์แบบสำหรับการวินิจฉัยที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ คู่มือนี้จะแนะนำขั้นตอนง่ายๆ ในการทดสอบและแก้ไขปัญหาเทอร์มิสเตอร์ PTC

อ่านเพิ่มเติม
เหตุใดมอเตอร์ของคุณจึงต้องการผู้พิทักษ์: เทอร์มิสเตอร์ PTC สำหรับการสตาร์ทมอเตอร์และป้องกันการโอเวอร์โหลด

เหตุใดมอเตอร์ของคุณจึงต้องการผู้พิทักษ์: เทอร์มิสเตอร์ PTC สำหรับการสตาร์ทมอเตอร์และป้องกันการโอเวอร์โหลด

มอเตอร์ไฟฟ้าคือเครื่องจักรที่ทรงประสิทธิภาพที่สุดในโลกยุคใหม่ พบได้ในทุกสิ่งตั้งแต่คอมเพรสเซอร์อุตสาหกรรมไปจนถึงตู้เย็นในครัวเรือน อย่างไรก็ตาม เครื่องจักรที่ทรงพลังเหล่านี้มีจุดอ่อนสำคัญสองประการ ได้แก่ กระแสไฟฟ้ากระชากมหาศาลขณะสตาร์ทเครื่อง และความร้อนสูงเกินไปที่เป็นอันตรายเมื่อเกิดการโอเวอร์โหลด หากไม่ได้รับการป้องกัน สภาวะเหล่านี้อาจนำไปสู่ความล้มเหลวของฉนวนขดลวด ความเสียหายของตลับลูกปืน และมอเตอร์ไหม้อย่างรุนแรง นี่คือที่มาของเทอร์มิสเตอร์ PTC เทอร์มิสเตอร์แบบเงียบ

อ่านเพิ่มเติม
เทอร์มิสเตอร์ PTC: ฮีโร่แห่งการรักษาตัวเองของการป้องกันวงจร

เทอร์มิสเตอร์ PTC: ฮีโร่แห่งการรักษาตัวเองของการป้องกันวงจร

ในการต่อสู้อันยาวนานเพื่อปกป้องวงจรอิเล็กทรอนิกส์จากไฟเกินและไฟฟ้าลัดวงจร วิศวกรต่างพึ่งพาลูกแกะบูชายัญมายาวนาน นั่นคือฟิวส์แบบใช้ครั้งเดียว ฟิวส์นี้ทำงานได้ดีแต่กลับดับลงระหว่างทาง ทำให้อุปกรณ์ใช้งานไม่ได้และผู้ใช้รู้สึกหงุดหงิด แต่จะเป็นอย่างไรหากคุณมีผู้พิทักษ์ที่สามารถเข้ามารับมือ รับมือกับการโจมตี แล้วก้าวถอยหลังอย่างราบรื่น พร้อมที่จะเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง? พบกับฮีโร่ที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ของวงจรป้องกัน: เทอร์มิสเตอร์ PTC

อ่านเพิ่มเติม