快速接通和断开的应用，例如焊接设备，特别关注限制浪涌电流。限制浪涌电流电路必须在每次上电期间立即复位以保护系统。这进一步使浪涌电流的管理复杂化。
浪涌电流概述
在上电期间，可能会出现高浪涌电流，因为电源的链路电容可以抑制输出电流中的纹波。这个电容就像一个短路，导致电流涌入。浪涌持续到电容器充电为止。浪涌电流的长度取决于电源和链路电容器。
电源的低内阻加剧了这个问题。电源中的任何电阻都会通过热量导致效率低下。为了最小化电阻，工程师通常使用感性负载。虽然这提高了电源的整体工作效率，但是当电源接通时，缺乏电阻使得浪涌电流能够通过主系统。
在通电时暂时在电源和系统之间引入高电阻限制浪涌电流。当电源接通时的初始电流浪涌达到完成时，电阻会切换。
基于NTC的限制
对于许多系统，负温度系数（NTC）热敏电阻可以有效地限制浪涌电流。NTC热敏电阻根据其温度提供可变电阻。在电源和系统之间放置NTC热敏电阻可限制浪涌电流（参见图1）。首先，NTC热敏电阻的初始温度很低，提供高电阻。当系统通电时，它会激活NTC热敏电阻，导致温度升高，从而降低电阻。当电阻降至较低值时，电流通过而不会对正常操作或功率效率产生不利影响。
浪涌电流限制器通常安装在A和B或C＆D位置，有时仅根据应用位置A或C位置。
图1：
基于NTC的限制电路
为了限制浪涌电流，在电源和系统之间放置一个NTC热敏电阻（见图1）。通电后，NTC热敏电阻提供高电阻以限制浪涌电流。随着浪涌电流的下降，NTC热敏电阻会自行加热，其电阻会下降到足够低的值以使电流通过。
例如，考虑一个具有10A连续电流和100A的浪涌电流的系统。上电时，NTC MS32 100 15热敏电阻的初始电阻为10欧姆。NTC MS32 100 15不允许传递100 A，而只允许35 A通过。然后，当NTC MS32 100 15自加热时，其电阻下降并降低电流，直到浪涌电流结束。NTC MS32 100 15仍然继续加热，将电阻降至0.05欧姆，达到稳定状态，并使电流通过最小的效率损失。
与使用固定电阻器和旁路电路的浪涌限制电路相比，基于NTC的限制具有几个优点。基于NTC的电路通常占用固定电阻器的电路板空间的一半。它还有一个非常简单的选择标准来设计电路。由于电阻在自加热时下降，因此不需要旁路电路来禁用限制电路。最后，与基于固定电阻器的限制相比，基于NTC的电路具有更低的总成本。
基于PTC的限制
NTC热敏电阻是最常用的限制器。它们具有广泛的用途和应用。但是，存在一些需要正温度系数（PTC）的情况。如果系统满足下列例外情况之一，则PTC热敏电阻是最佳选择。
例外
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环境温度高于室温：如果环境温度已经很高，系统上电时NTC热敏电阻的电阻会降低。这种较低的电阻将降低NTC热敏电阻的限制能力，并可能使系统面临风险。
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环境温度低于室温：如果环境温度已经很低，NTC热敏电阻的电阻会非常高。即使在最初的浪涌结束后，高电阻也会限制所有电流并阻止系统实际开启。
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复位时间必须接近于零：某些类型的设备（如焊接齿轮或等离子切割机）在正常操作过程中经常打开和关闭。这会产生多个浪涌电流实例。基于NTC的限制根据NTC热敏电阻的性质进行操作，以自热并降低其电阻。但是，当系统快速关闭然后再打开时，NTC热敏电阻可能没有完全冷却。根据NTC热敏电阻的尺寸和质量，NTC热敏电阻需要一段时间才能释放热量并复位。如果NTC热敏电阻没有足够的时间冷却，则当系统再次打开时，它将具有较低的电阻，降低其处理浪涌电流的能力并保护系统。
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短路：短路会使系统的内阻降至接近零，从而迅速提高系统从电源吸收的电流。由于NTC热敏电阻限制了该电流，因此温度会迅速升高，从而降低其电阻。这允许更多的电流流过，直到它可能损坏系统。短路的高电流也会破坏NTC热敏电阻。
基于PTC的限制分析
当前面的情况发生时，正温度系数（PTC）热敏电阻可以提供有效的浪涌电流保护。PTC热敏电阻与NTC热敏电阻相反：随着温度升高，其电阻增加。在居里温度（T c）下，电阻开始迅速增加。例如，图2显示了PTC MCL20 500 100热敏电阻与NTC热敏电阻相比的行为。在T c，电阻迅速增加。在低温下，电阻保持恒定。
图2：
当MCC20 500 100热敏电阻的电阻增加时，NTC 热敏电阻的电阻随着自发热而下降。在PTC MCL20 500 100的120 ° C 特定阈值下，电阻急剧增加，使PTC MCL20 500 100能够快速响应浪涌电流。另请注意PTC MCL20 500 100在低温下的响应平坦，使其在整个温度范围内都有效。
PTC热敏电阻权衡
在基于PTC的限制电路中进行设计时，需要进行一些权衡。PTC热敏电阻的成本约为NTC热敏电阻的1.5倍。此外，基于PTC的限制要求有源电路绕过PTC热敏电阻，以防止关闭整个系统。随着电阻的增加，它会限制输入电流。即使在浪涌电流降至正常水平后也会发生这种情况。
旁路电路在通电期间有效一段时间，通常是浪涌电流稳定所需量的3或4倍（见图3）。然后，旁路电路自行关闭并通过PTC热敏电阻发回电流，以保护系统免受短路。如果旁路电路总是由高电流触发，则限制电路在短路期间不会提供保护。总的来说，增加的响应性和高级保护超过了旁路电路的额外复杂性和成本。
图3：
完整的PTC限制电路，带旁路电路
基于PTC的限制电路需要旁路电路将电流反馈回PTC热敏电阻，以保护系统免受短路。通过将旁路设置为浪涌电流稳定所需量的3或4倍，基于PTC的限制器的响应时间非常快。
结论
NTC热敏电阻通过在器件上电时提供串联电阻来限制浪涌电流。它们也是最常用的热敏电阻，因为它们适用于各种设备。但是，某些情况可能需要PTC热敏电阻。这些热敏电阻通过在高温下提供高电阻来阻止浪涌电流。例子包括工业设备，电动工具和其他快速切换系统（见表1）。对于这些情况，PTC热敏电阻提供了经济有效的保护和出色的响应能力。其他优点包括：接近零复位时间，在极端温度条件下工作的能力，以及限制短路时的高电流时的有效性。
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