PTCサーミスタの一般的な用途のいくつか
公開日時：
2022-07-26
PTCサーミスタは、温度が上昇するにつれて抵抗値も増加する正の温度係数を持つサーミスタです。この種の抵抗素子は通常、チタン酸バリウムを材料としており、製造プロセスや用途の違いに応じて特殊な形状の部品に成形されます。私たちはしばしば、その抵抗－温度特性、電圧－電流特性、および電流－時間特性の3つの特徴を利用しますが、これらの特性の違いは、それぞれの用途に適した異なるパッケージングに起因しています。
PTCサーミスタは、温度が上昇するにつれて抵抗値も増加する正の温度係数を持つサーミスタです。この種の抵抗素子は通常、チタン酸バリウムを材料としており、製造プロセスや用途の違いに応じて特殊な形状の部品に成形されます。私たちはしばしば、抵抗－温度特性、電圧－電流特性、および電流－時間特性の3つの特性を活用しますが、これらの特性の違いは、それぞれの用途に適した異なるパッケージングに起因しています。
1. 過電圧、過電流、過負荷などの保護
PTCによる過電圧・過電流・過負荷などの保護は非常に広く用いられており、回路にPTCを直列に接続することで、回路の短絡やその他の要因により電流が過大になった場合、PTCサーミスタが過大電流を抑制し、さらには必要な部品や回路を遮断して保護を行うことができます。主に電力変圧器、各種充電器、各種計測機器などにおける過電流・過熱保護の場面で使用されており、これはPTCサーミスタの最も広範な応用分野であり、特に電気設備においてよく見られます。
PTCサーミスタを回路に直列に接続して過電流保護素子として使用し、すなわち変圧器を保護します。回路内でさまざまな要因により特定の部品または負荷が短絡し、過大な電流が流れると、PTCサーミスタが作動して回路内の過大電流を抑制します。なお、最大無効電流および動作電圧を選定する際には、定格ゼロパワー抵抗、動作温度範囲、部品のパッケージ形状などの要素も考慮する必要があります。一般的には、回路が正常に動作しているときの最大動作電流の約1.5倍を目安に選定するのが適切です。
2. 電動機、モーター、コンプレッサーなどの起動補助
電動機を始動させる際には、必ずその慣性を克服しなければなりません。例えば単相起動では、始動時に大きな回転トルクが必要です。一方、運転が正常に安定した状態になると、必要な回転トルクはそれほど大きくなくなります。このとき、補助回路を電動機に接続することで、補助的な電源として機能させることができます。これは、電気自動車が坂道を上る際により大きな出力が必要となるのと同じで、PTCサーミスタを直列に接続して補助回路を構成するという考え方です。
例えば、冷蔵庫のコンプレッサーでは、起動時に抵抗の熱抵抗値が上昇し、圧縮モータの始動巻線に電流が流れることでコンプレッサーの主巻線が同時に動作します。その後、抵抗が非常に大きくなると、始動巻線はほぼ開回路状態となり、コンプレッサーは正常に運転できるようになります。
PTCサーミスタの役割は、スイッチング電源に用いられるだけでなく、さまざまな分野で活用されています。
3. カラーテレビ、ブラウン管などの消磁用途
PTCサーミスタの役割は、色差や地磁気などの雑散磁場がカラー映像に与える影響を除去することである。一般的なカラーテレビの自動消磁回路は、一般に消磁コイルと消磁抵抗の二つの部分から構成されている。PTC消磁素子は、その電流–時間特性を利用して動作する。
直列に消磁回路を接続すると、PTC素子の初期抵抗が小さいため、消磁コイルに流れる初期電流が大きくなり、コイルには強力な交流磁場が発生します。PTC消磁素子は自己発熱により抵抗が上昇するため、回路内の電流は徐々に減少し、結果としてコイル内の交流磁場も弱まり、これにより消磁が実現されます。本シリーズ製品は、カラーテレビ、カラーディスプレイおよびその他のCRTにおける消磁回路に使用されています。
PTCサーミスタは、上述の3つの機能に加え、温度の検出・制御、モータの過熱保護、はんだごての定温維持、フィラメントの予熱による遅延起動、LEDの定電流補償など、多様な機能を備えています。
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