過流保護(hù)用PTC熱敏電阻應(yīng)用原理及相關(guān)電路

PTC熱敏電阻應(yīng)用原理及相關(guān)電路產(chǎn)品概述過流保護(hù)用PTC熱敏電阻是一種對特別溫度及特別電流自動保護(hù)、自動恢復(fù)的保護(hù)元件，俗稱 自復(fù)保險(xiǎn)絲““萬次保險(xiǎn)絲“。它取代傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲，可廣泛用于馬達(dá)、變壓器、開關(guān)電源、電子線路等的過流過熱保護(hù)，過流保護(hù)用PTC熱敏電阻通過其阻值突變限制整個(gè)線路中的消耗來削減剩余電流值。傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲在線路熔斷后無法自行恢復(fù)，而過流保護(hù)用 PTC熱敏電阻在故障撤除后即可恢復(fù)到預(yù)保護(hù)狀態(tài)，當(dāng)再次岀現(xiàn)故障時(shí)又可以實(shí)現(xiàn)其過流過寵保護(hù)功能。選用過流保護(hù)用PTC熱敏電阻作為過流過寵保護(hù)元件，首先確認(rèn)線路最大正常工作電流〔就是過流保護(hù)用PTC熱敏電阻的不動作電流〕和過流保護(hù)用 PTC熱敏電阻安裝位置〔正常工作時(shí)〕最高環(huán)境溫度、其次是保護(hù)電流〔就是過流保護(hù)用PTC熱敏電阻的動作電流〕、最大工作電壓、額定零功率電阻，同時(shí)也應(yīng)考慮元件的外形尺寸等因素。 如以下圖所示：使用環(huán)境溫度，不動作電流及動作電流三者之間的關(guān)系。--------—減勃區(qū)域--------—減勃區(qū)域7*1HFOmA70mA60mA50mA40niA30mA20mA10mA0 -1OT： 25 60“C 80r壞境溫度應(yīng)用原理當(dāng)電路處于正常狀態(tài)時(shí)，通過過流保護(hù)用 PTC熱敏電阻的電流小于額定電流，過流保護(hù)用 PTC熱敏電阻處于常態(tài)，阻值很小，不會影響被保護(hù)電路的正常工作。當(dāng)電路岀現(xiàn)故障，電流大大超過額定電流時(shí)，過流保護(hù)用PTC熱敏電阻陡然發(fā)熱，呈高阻態(tài)，使電路處于相對 “斷開“狀態(tài)，從而保護(hù)電路不受破壞。當(dāng)故障排解后，過流保護(hù)用PTC熱敏電阻亦自動回復(fù)至低阻態(tài)，電路恢復(fù)正常工作。2電路正常工作狀態(tài)2為電路正常工作時(shí)的伏-安特性曲線和負(fù)載曲線示意圖，由壓逐步上升，流過PTC熱敏電阻的電流也線性增加，說明

ABPTC熱敏電阻上的電PTC熱敏電阻的電阻值根本不變，即保持在低電阻態(tài)；由B點(diǎn)到E點(diǎn)，電壓逐步上升，PTC熱敏電阻由于發(fā)熱而電阻快速增大，流過 PTC熱敏電阻的PTC熱敏電阻進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。正常的負(fù)載曲線低于B點(diǎn)，PTC熱敏電阻就不會進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。通常而言有三種過流過寵保護(hù)的類型：1、電流過載〔圖3〕：RL1為正常工作時(shí)的負(fù)載曲線，當(dāng)負(fù)載阻值削減，如變壓器線路短路，負(fù)載曲線由RL1RL2B點(diǎn)，PTC熱敏電阻器進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)；2、電壓過載〔4〕:電源電壓增加，女口220V380VRL1RL2B點(diǎn)，PTC熱敏電阻器進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)；4電壓過就保護(hù)示?圖3、溫度過熱〔圖5〕:當(dāng)環(huán)境溫度上升超過肯定限度,-FRLB1點(diǎn),

PTC熱敏電阻器伏-A-B-EA-B1PTC熱敏電阻器進(jìn)入保護(hù)狀態(tài);PTCPowerPTCPower即uppF*RTransfornierpnmaryorsecandaiyprotecuon型號參數(shù)燈引線型過流保護(hù)PTC熱敏電阻器選用指南最大工作電壓PTC熱敏電阻器串聯(lián)在電路中，正常工作時(shí)僅有一小局部電壓保持在阻器啟動呈高阻態(tài)時(shí)，必需承受幾乎全部的電源電壓，因此選擇

PTCPTC熱敏電PTC熱敏電阻器時(shí)，要有足夠高的最大工作電壓，同時(shí)還要考慮到電源電壓可能產(chǎn)生的波動。不動作電流和動作電流為得到牢靠的開關(guān)功能，動作電流至少要超過不動作電流的兩倍。由于環(huán)境溫度對不動作電流和動作電流的影響極大 〔見以下圖〕，因此要把最壞的狀況考慮進(jìn)去，對不動作電流來說，選應(yīng)用在允許的最高環(huán)境溫度時(shí)的值，對動作電流來說，選應(yīng)用在較低環(huán)境溫度下的值。f品度在最大工作電壓時(shí)允許的最大電流需要PTC熱敏電阻器執(zhí)行保護(hù)功能時(shí)，要檢查電路中是否有產(chǎn)生超過允許的最大電流的條件，一般是指用戶存在產(chǎn)生短路可能性的狀況。規(guī)格書已經(jīng)給出了最大電流值，超過這個(gè)值使用時(shí)，可導(dǎo)致PTC熱敏電阻器破壞或早期失效。開關(guān)溫度(居里溫度)我們可供給居里溫度80C、100C、120C、140”C的的過流保護(hù)元件，一方面，不動作電流取決于居里溫度和PTC熱敏電阻器芯片的直徑，從降低本錢方面考慮，應(yīng)選用高居里溫度和小尺寸元件；另一方面須考慮，這樣選擇的PTC熱敏電阻器會有較高的外表溫度，是否會在線路中導(dǎo)致不期望的副作用。一般情況下，居里溫度要超過最高使用環(huán)境溫度20~40C。使用環(huán)境的影響在接觸化學(xué)試劑或在使用灌注料或填料時(shí)，須特別留神鈦酸鋇陶瓷被復(fù)原導(dǎo)致 阻器效應(yīng)下降，以及由于灌注造成的導(dǎo)熱條件變化，都可能導(dǎo)致PTC熱敏電阻器局部過熱而損壞。附:PTC熱敏電阻的選用舉例一電源變壓器初級電壓220V16V1.5A，次級特別時(shí)的初級電流約300mA,10分鐘之內(nèi)應(yīng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，變壓器工作環(huán)境溫度-10?40C，正常工作時(shí)溫升15?20C，PTC熱敏電阻器靠近變壓器安PTC熱敏電阻器用于初級保護(hù)。確定最大工作電壓變壓器工作電壓220V,考慮電源波動的因素，最大工作電壓應(yīng)到達(dá)PTC熱敏電阻器的最大工作電壓選265V。

220VX(1+20%)=264V確定不動作電流經(jīng)計(jì)算和實(shí)際測量，變壓器正常工作時(shí)初級電流125mAPTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫最高可達(dá)60C，可確定不動作電流在60C130~140mA。確定動作電流考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫度最低可到達(dá)340~350mA5分鐘。R25PTC熱敏電阻器串聯(lián)在初級中，產(chǎn)生的電壓降應(yīng)盡量小，

-10C25C，可確定動作電流在-10C25CPTC熱敏電阻器自身的發(fā)熱功率也應(yīng)盡量小，一PTC熱敏電阻器的壓降應(yīng)小于總電源的220VX1%-0.125A=17.6Q確定最大電流

1%，R25經(jīng)計(jì)算：經(jīng)實(shí)際測量，變壓器次級短路時(shí)，初級電流可到達(dá) 500mA，假設(shè)考慮到初級線圈發(fā)生局部短路時(shí)有更大的電流通過，PTC熱敏電阻器的最大電流確定在1A以上。確定居里溫度和外形尺寸PTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫最高可達(dá)60C,選擇居里溫度時(shí)在此根底上增加40C，居里溫度為100C，PTC熱敏電阻器未安裝在變壓器線包內(nèi)，其較高的外表溫度不會對變壓器產(chǎn)生不良作用120C，PTC熱敏電阻器的直徑可減小一檔，本錢可以下降。PTC熱敏電阻器型號依據(jù)以上要求，查閱我們公司的規(guī)格表，即：265V15Q±20%150mA300mA1.2A，120”C,最大尺寸為？11.0mm。PTC的失效模式衡量PTC熱敏電阻器牢靠性有兩個(gè)主要指標(biāo)：A. 耐電壓力量----超過規(guī)定的電壓可導(dǎo)致PTC熱敏電阻器短路擊穿，施加高電壓可淘汰耐壓低的產(chǎn)品， 確保PTC熱敏電阻器在最大工作電壓〔Vmax〕以下是安全的；B、耐電流力量----超過規(guī)定的電流或開關(guān)次數(shù)可導(dǎo)致 PTC熱敏電阻器呈現(xiàn)不行恢復(fù)的高阻態(tài)而失效，循環(huán)通斷試驗(yàn)不能全部淘汰早期失效的產(chǎn)品。在規(guī)定的使用條件下，PTC失效后呈現(xiàn)高電阻態(tài)。長期〔一般大于1000小時(shí)〕施加在PTC熱敏電阻器上的電壓導(dǎo)致其常溫電阻上升的幅度微小，居里溫度超過200C的PTC發(fā)熱元件相對要明顯。除PTC發(fā)熱元件外，PTC失效的主要緣由是由于開關(guān)操作中陶瓷體中心產(chǎn)生應(yīng)力開裂。 在PTC熱敏電阻器動作動過程中，PTC瓷片內(nèi)溫度、電阻率、電場、和功率密度的分布不均勻?qū)е轮行膽?yīng)力大而分層裂開。使用留意事項(xiàng)1、焊接在焊接時(shí)要留意，PTC熱敏電阻器不能由于過分的加熱而受到損害。必需遵守以下的最高的溫度，最長的時(shí)間和最小的距離：浸焊烙鐵焊溶池溫度max.260Cmax.360C釬焊時(shí)間max.10smax.5sPTC熱敏電阻器最小的距離min.6mmmin.6mm在較惡劣的釬焊條件下將會引起電阻值的變化。2、涂層和灌注PTC熱敏電阻器上加涂層和灌注時(shí)，不允許在固化和以后的處理中由于不同的熱膨脹而消滅機(jī)械應(yīng)力。請慎重使用灌注材料或填料。在固化時(shí)不允許超過 PTC熱敏電阻器的上限溫度。此外，要留意到，灌注材料必需是化學(xué)中性的。在PTC熱敏電阻器中鈦酸鹽陶瓷的復(fù)原可能會導(dǎo)致電阻降低和電性能的喪失；由于灌注而引起熱散熱條件的變化可能會引起在 PTC熱敏電阻器上局部的過熱而導(dǎo)致其被毀壞。3、清洗氟利昂，三氯乙烷或四氯乙烯等溫順的清洗劑均適用于清洗，同樣可以使用超聲波清洗的方法，但是一些清洗劑可能會損害熱敏電阻的性能，清洗前最好進(jìn)展試驗(yàn)或到我公司詢問。4、貯藏條件與期限假設(shè)存貯得當(dāng)，PTC熱敏電阻器的存貯期沒有什么期限限制。為了保持 PTC熱敏電阻器的可焊性，應(yīng)在沒有侵蝕性的氣氛中進(jìn)展貯藏，同時(shí)要留意空氣濕度，溫度以及容器材料。元件應(yīng)盡可能的在原包裝中進(jìn)展貯藏。對未焊接的PTC熱敏電阻器的金屬覆層的觸碰可能會導(dǎo)致可焊性能降低。暴露在過潮或