最近在維修GMC-I SYSKON P3000 / P4500系列直流電源過程中，發現有一些電源失效原因有些是“通病”--和大的濾波電容并聯的瓷片電容燒毀，同時前端和NTC并聯的繼電器也失效了，這些只是失效的表象，我們需要找到失效的根源，然后盡量采取一些措施去避免人為因素導致的失效。為了達成這個目的，我們首先要從開關電源的一些基礎問題談起。

開關直流電源保護電路，是電源設計、維修等工作不容忽視的重要一環，保護電路設計深入細致，維修不留“死角”，能確保開關電源長時間、重負載地穩定工作，將設計性能可靠充分發揮。

開關直流電源電路的保護，離不開一些基礎電子元件，如下圖所示部分種類的保護原件（從網上下載，其中沒有NTC，敬請諒解）。

在此，我想以SYSKON P3000 / P4500系列直流電源失效為切入點，淺析：1）NTC元件在開關電源保護電路中的應用機理；2）如何有效避免一些不當操作引起的“意料之中的失效”問題；3）相關電路的失效機理分析。

NTC熱敏電阻( Negative Temperature Coefficient Thermistor )是一種由錳(Mn)、鎳(Ni)、銅(Cu)等成分構成的氧化物燒結體。NTC熱敏電阻是一種隨著溫度的變化其電阻阻值呈相反趨勢變化，且變化率極大的半導體電阻器。通常熱敏電阻可用在溫度檢測、溫度補償、防浪涌等場合。

NTC熱敏電阻的阻值(RT)與熱力學溫度(T)的典型關系曲線如下圖所示，可見隨著溫度的升高，RT迅速減小。 

上述關系可采用下式的指數關系表示。

其中，式中RT0為熱敏電阻在溫度T0(熱力學溫度)下的阻值，B為熱敏指數，與熱敏電阻的半導體材料和加工工藝有關。

SYSKON  P3000 / P4500系列直流電源，都是用NTC33（33Ω）和繼電器（15V/16A）并聯- NTC在電源中的作用是抑制開機時的浪涌電流，開機一瞬間NTC溫度低，阻值大，抑制浪涌電流，之后NTC溫度上升，阻值下降，一直降到很低，消耗的功率很小，為了達到NTC功率“零”消耗，需要在NTC上并聯一個繼電器，開機之后繼電器吸合，將NTC短路，就達成了這個目標；同時讓NTC有時間冷卻下來，下次啟動馬上就能發揮作用，這樣就兩全其美了。

但如果短時間反復關開機，NTC來不及冷卻，則阻值一直很低，不能抑制電流，起不到保護的作用，所以建議這類電源關機后，過一會兒再次開機，讓NTC電阻在這期間進行有效的功能恢復，對設備的保護有積極的意義，可以避免一些“意料之中的失效”問題的發生。

繼電器失效（或者是NT33本身失效）會出現什么結果呢?

我遇到的多是繼電器觸點燒壞，一直常閉，則NTC33就徹底失去了抑制開機浪涌電流的能力，開機浪涌電流將直接沖擊電解電容和瓷片電容并聯電路，這種沖擊將是“致命”的，因為浪涌電流成分比較復雜，以高壓脈沖為主，而這些成分作用對象是電容，讓電容失效。

有趣的是：但在某些開關電源中，例如變頻空調，是用PTC和繼電器并聯，PTC也就是正溫度系數的熱敏電阻，就是溫度越高，阻值越大。這又是為什么呢？

因為空調尤其是變頻空調，開機時要給大電容充電，另外壓縮機的啟動電流也很大，對電源沖擊很大，容易燒壞電路，所以用PTC，開機之后隨著PTC溫度上升，電阻增大，控制電流上升得不要太快，讓室外機電路“慢慢”醒過來，正常工作之后，繼電器吸合，將PTC短路，不讓PTC兩端有很高的壓降，因為此時PTC阻值高。當然被短路之后也就不消耗功率。如果開機過程中出現異常，主繼電器沒有吸合，PTC則隨著溫度上升阻值變得很大，起了阻斷電流的作用，類似保險絲熔斷（當然沒有完全熔斷）。

所以，空調之所以用PTC而不用NTC，主要還是在于空調開機浪涌電流更大、時間更長，因此對開機浪涌電流的控制要求比普通開關電源更高，用PTC才能“持續”控制電流的增加，給后端主控電路一個“緩慢”啟動的時間，同時在啟動出現異常時起到保護的作用。

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