湧浪電流 (又稱湧入電流)，當開啟馬達、變壓器、驅動器、安定器和電源等電源設備的瞬間，流入電源設備的峰值電流可能遠遠大於電路中的穩態工作電流。
這種湧浪電流會對電路組件造成破壞性影響。 開關和繼電器上觸點回跳可能會導致觸點之間產生電弧而出現凹痕； 這也可能導致開關觸點焊接在一起。 強力湧浪電流會嚴重地影響轉換器、輸入整流器和電容器的效能，並且是導致保險絲和斷路器故障的最常見原因之一。
為了防止因湧浪電流帶來的危害，必須在電路中安裝合適的保護裝置。 通常，這些保護裝置都被稱為湧浪電流限制器(或稱湧入電流限制器)，在選擇時需要考慮以下不同的因素。
電阻器
對於功率非常小的的電源（最多幾瓦），添加一個與線路串聯的電阻器是限制湧浪電流的最簡單的解決方案。但是，限制峰值湧浪電流所需的大電阻會導致功率損耗，不適用於更高功率的設備。
熱敏電阻
熱敏電阻是一種電子元件，其電阻值隨著溫度的變化而改變。它們通常用作電流限制器。
熱敏電阻有兩種類型:
熱敏電阻的額定值通常在室溫 25°C 下測量。
NTC (負溫度係數熱敏電阻)
剛送電時NTC熱敏電阻因溫度較低，阻值較高，可以避免送電時產生的大電流。隨着電流持續流通，並且電源轉換器在穩定狀態下運行後，NTC熱敏電阻的溫度昇高，阻值下降，因此允許流過較大的電流。
NTC 僅在溫度較低的情況下，才能限制湧浪電流。即使電源關閉並快速重新啟動，由於NTC沒有充足時間冷卻，便無法限制湧浪電流。
為了限制湧浪電流，NTC 必須與負載電路串聯。 把幾個NTC惡意地串聯使用也可以有不錯的抑制效果，但是不能以並聯來連接。
PTC (正温度係數熱敏電阻)
PTC 熱敏電阻也用於代替傳統的保險絲來防止過電流。它不僅對不允許的高電流起反應，而且在超過其預設溫度時也作出反應。它會通過增加電阻值從而降低電流來限制整個電路的功耗。
PTC 的電壓-電流特性曲線使其成為短路或過流保護裝置的理想選擇。當與負載串聯時，PTC 保持其低電阻值狀態，導致對電流的衰減可以忽略不計。當發生短路或過流情況時，PTC 將切換到其高電阻值狀態，從而將電路中的電流限制在遠低於正常工作的水平。當故障消除後，PTC 將恢復到其低電阻值狀態，並允許電路中的電流恢復到其正常水平。
雖然串聯多個 PTC可以用作溫度傳感應用，但請勿將它們串聯起來使用以獲得更高的額定電壓。由於沒有兩個零件是完全相同的，其中一個往往比另一個加熱得更快，從而限制了流通另一個PTC的電流，並導致整個可用電壓在單個PTC上下降。
當 PTC 熱敏電阻與負載串聯時，它會變為高電阻值響應並且必須處理整個電源電壓，因此PTC應選擇足夠高的 Vmax。還必須考慮可能出現的電源電壓波動。
PTC 必須有足夠大的額定電流，這是熱敏電阻在任何情況下都不會關閉的電流。
有必要檢查是否會出現超過最大允許開關電流的情況。必須避免過高的開關電流使 PTC 過載。如果存在可能的風險，可以通過在熱敏電阻上串聯一個電阻來應對。
考慮到湧浪電流限制器需要時間恢復到冷態，在這種狀態下，由於其高電阻值，它們可以提供足夠的湧浪電流限制。冷卻時間因特定設備、安裝方法和環境溫度而異。典型的冷卻時間大約為一分鐘。
工程師可以採用一種設計技術，來因消除湧浪電流限制器恢復到其初始電阻值水平所需的恢復時間所帶來的問題。本質上，這涉及設計湧浪電流保護以在湧浪電流限制器執行其功能後，將其從電路中移除。通過在初始湧浪過去後，將它們從電路中移除，熱敏電阻便有機會冷卻下來，準備在發生斷電後出現的湧浪電流作出回應。
這種技術需要添加一個繼電器或一個與浪湧電流限制器並聯的三端雙向可控矽開關，以及控制它所需的電路。保護電路的所有組件都將與線路的輸入串聯。一旦湧浪電流被熱敏電阻吸收，雙向可控矽開始觸發或繼電器閉合。
這些限流器設備有多種配置和保護塗層，幾乎適用於任何應用。一般來說，串珠式熱敏電阻具有高穩定性和可靠性、快速響應時間和高溫下操作。磁盤和芯片類型通常比串珠大，因此它們的響應時間相對較慢。然而，它們通常具有更高的耗散常數，因此能夠更好地處理測量、控制和補償應用中的功率。它們通常成本較低，並且較容易找到替代品。
在選擇合適的湧浪電流限制器時，需要考慮其額定能量、最大湧浪電流和電阻值。以下方程式將有助你選擇合適的湧浪電流限制器。
選擇合適的湧浪電流限制器
請根據歐姆定律和最大允許的湧浪電流，來確定你的應用所需的最小電阻值。
峰值電壓 ÷ 最大允許的湧浪電流值 = 所需的最小電阻值。
- R = Vp ÷ Imax
確定湧浪電流限制器的最大穩態電流(SSI)。
- SSI = 輸出功率 ÷（輸入電壓 x 效率）
溫度範圍
- 確認裝置將在指定的溫度範圍內工作。通常在 25ºC 左右，但一些規格書會在必要時提供電阻值-溫度曲線有關額外的溫度要求。
環境影響
- 檢查規格書以確認化學品或灌封和密封化合物的使用可以與您的熱敏電阻一起使用。由某些化學物質引起的鈦酸鹽陶瓷的還原會導致低電阻導電路徑的形成或者改變其熱性能，並可能導致過熱和故障。
熱敏電阻優勢
如您所見，將熱敏電阻用於湧浪電流有許多優點:
- 降成本
- 方便設計
- 顯著減少電路板空間
- 自我保護
總結
- 高湧浪電流會嚴重損壞電路上的組件
- 必須在電路中放置適當的校正裝置，以防止這些損壞和故障
- 湧浪電流限制器是一種電子組件，其電阻值會隨著溫度的變化而發生很大的變化，用於抑制湧浪電流
- 電阻可用於瓦數非常小的應用
- 熱敏電阻、PTC 和 NTC 用於控制較大的浪湧電流應用
- 隨着電流持續在電路送電，並且電源轉換器在穩定狀態下運行後，NTC熱敏電阻的溫度昇高，阻值下降，因此允許流過較大的電流。
- PTC開始工作時處於低電阻值狀態，對電流的衰減可以忽略不計。當短路或過流時，PTC 將切換到其高電阻值狀態，從而將電路中的電流限制
- 湧浪電流限制器需要時間恢復至冷態。
- 選擇湧浪電流限制器的標準是參考溫度、最小電阻值、最大 SSI（穩態電流）、額定電流和最大允許開關電流。
- 選擇最佳浪湧限制器，請根據應用所需的最大允許的湧浪電流來確定其最小電阻值。