Bosan terus-menerus mengganti sekering yang putus? Khawatir tentang kelebihan beban sirkuit? Temui "pelindung kebangkitan" dari perlindungan sirkuit—sekering yang dapat diatur ulang PPTC. Komponen inovatif ini tidak hanya melindungi sirkuit seperti sekering tradisional tetapi juga secara otomatis mengatur ulang setelah kondisi kesalahan teratasi, menjadikannya alat penting bagi para insinyur dan solusi yang nyaman untuk semua.

Perangkat PPTC (Polymeric Positive Temperature Coefficient), yang secara teknis dikenal sebagai termistor koefisien suhu positif polimer, pada dasarnya adalah resistor peka panas yang terbuat dari bahan polimer. Struktur internalnya terdiri dari matriks polimer yang secara seragam tertanam dengan partikel karbon hitam konduktif (Gambar 1).

Dalam kondisi normal, perangkat PPTC mempertahankan resistansi rendah, memungkinkan arus mengalir tanpa hambatan melalui sirkuit. Namun, ketika terjadi kelebihan arus yang tidak normal, PPTC mulai memanas karena pemanasan I²R. Panas ini menyebabkan matriks polimer mengembang, memisahkan partikel karbon hitam konduktif dan secara dramatis meningkatkan resistansi perangkat. Saat suhu naik hingga sekitar 125°C, resistansi meningkat tajam (Gambar 2), secara efektif membatasi aliran arus.

Perangkat mempertahankan keadaan resistansi tinggi ini sampai kondisi kesalahan dihilangkan (biasanya dengan gangguan daya). Saat PPTC mendingin, matriks polimer berkontraksi, menghubungkan kembali partikel karbon hitam dan mengembalikan perangkat ke keadaan resistansi rendah aslinya. Kemampuan reset otomatis ini menghilangkan kebutuhan penggantian, sehingga perangkat PPTC mendapatkan sebutan "sekering yang dapat diatur ulang".

Memilih perangkat PPTC yang tepat memerlukan pertimbangan cermat terhadap beberapa spesifikasi penting:

Arus maksimum yang dapat dibawa perangkat PPTC tanpa batas waktu tanpa trip, diukur pada 23/25°C di udara yang tenang. Ini mewakili batas arus operasi normal.

Arus minimum yang diperlukan untuk menyebabkan perangkat PPTC trip, biasanya 2-3 kali arus tahan.

Tegangan tertinggi yang dapat ditahan PPTC tanpa kerusakan saat membawa arus terukur (Imax).

Arus tertinggi yang dapat ditahan perangkat tanpa kerusakan saat terkena tegangan terukurnya, sangat penting untuk menentukan kemampuan perlindungan.

Konsumsi daya perangkat dalam kondisi operasi normal, yang memengaruhi kinerja termal.

Durasi terpanjang yang diperlukan agar perangkat mengurangi arus menjadi 50% dari nilai awalnya saat terkena kondisi kelebihan arus tertentu, yang menunjukkan kecepatan respons.

• Rmin: Resistansi statis minimum sebelum penyolderan
• Rmax: Resistansi statis maksimum sebelum penyolderan
• R1max: Resistansi maksimum satu jam setelah penyolderan pada 23/25°C

Catatan: Resistansi pasca-penyolderan biasanya meningkat, memengaruhi pengukuran waktu trip yang harus dilakukan setelah periode stabilisasi satu jam.

Pemilihan PPTC yang tepat memerlukan analisis cermat terhadap persyaratan aplikasi:

Arus tahan perangkat yang dipilih harus melebihi arus operasi normal maksimum sirkuit, dengan mempertimbangkan efek suhu. Seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1, arus tahan menurun dengan meningkatnya suhu sekitar, yang mengharuskan verifikasi bahwa perangkat akan mempertahankan kapasitas arus yang memadai pada suhu operasi maksimum.

Peringkat tegangan PPTC harus sama dengan atau melebihi tegangan kerja maksimum sirkuit. Selama mode perlindungan, hampir seluruh tegangan sirkuit muncul di seluruh PPTC. Peringkat tegangan yang tidak mencukupi dapat mencegah reset yang tepat setelah pembersihan kesalahan dan mengurangi masa pakai perangkat.

Saat digunakan di depan perangkat pelindung lonjakan, PPTC harus tahan terhadap lonjakan tegangan transien, yang memerlukan peringkat tegangan yang lebih tinggi atau penempatan strategis setelah komponen pelindung lonjakan utama.

Perangkat PPTC banyak digunakan dalam berbagai skenario perlindungan sirkuit:

Umumnya digunakan dalam komunikasi, keamanan, industri, otomotif, dan elektronik konsumen untuk melindungi saluran listrik, antarmuka komunikasi, dan port I/O terhadap korsleting dan arus berlebihan. Dibandingkan dengan sekering konvensional, PPTC menghilangkan persyaratan perawatan dan penggantian (Gambar 3).

Dalam sistem perlindungan lonjakan multi-tahap, perangkat PPTC berfungsi sebagai elemen seri yang ideal antara pelindung primer (MOV/GDT) dan sekunder (TVS/ESD). Resistansinya membantu memastikan pembagian tegangan yang tepat untuk manajemen energi lonjakan yang efektif (Gambar 4).

PPTC yang dipasangkan dengan pelindung tegangan lebih dapat melindungi sirkuit terhadap sambungan tegangan tinggi yang tidak disengaja. Bila dikombinasikan dengan komponen tegangan lebih yang sesuai, PPTC dengan cepat membatasi arus untuk mencegah kerusakan pelindung selama kondisi kesalahan yang berkepanjangan (Gambar 5).

Untuk aplikasi daya DC di mana penurunan tegangan dioda seri tidak dapat diterima, perangkat PPTC yang dikombinasikan dengan dioda TVS searah memberikan perlindungan koneksi terbalik yang efektif tanpa kehilangan tegangan yang signifikan (Gambar 6).

Dengan kombinasi unik perlindungan dan kemampuan reset otomatis, sekering yang dapat diatur ulang PPTC telah menjadi komponen yang sangat diperlukan dalam desain sirkuit elektronik modern. Pemahaman yang tepat tentang prinsip pengoperasian, spesifikasi, dan teknik aplikasinya memungkinkan para insinyur untuk menerapkan solusi perlindungan sirkuit yang andal dan bebas perawatan.