PTC熱敏電阻工作原理

1、PTC熱敏電阻工作原理PTC熱敏電阻(正溫度系數(shù)熱敏電阻)是一種具溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻,一旦超過一定的溫度(居里溫度)時,它的電阻值隨著溫度的升高幾乎是呈階躍式的增高.PTC熱敏電阻本體溫度的變化可以由流過PTC熱敏電阻的電流來獲得,也可以由外界輸入熱量或者這二者的疊加來獲得. 陶瓷材料通常用作高電阻的優(yōu)良絕緣體,而陶瓷PTC熱敏電阻是以鈦酸鋇為基,摻雜其它的多晶陶瓷材料制造的,具有較低的電阻及半導(dǎo)特性.通過有目的的摻雜一種化學(xué)價較高的材料作為晶體的點陣元來達(dá)到的:在晶格中鋇離子或鈦酸鹽離子的一部分被較高價的離子所替代,因而得到了一定數(shù)量產(chǎn)生導(dǎo)電性的自由電子. 對于PTC熱敏電阻效應(yīng),也就是

2、電阻值階躍增高的原因,在于材料組織是由許多小的微晶構(gòu)成的,在晶粒的界面上,即所謂的晶粒邊界(晶界)上形成勢壘,阻礙電子越界進入到相鄰區(qū)域中去,因此而產(chǎn)生高的電阻.這種效應(yīng)在溫度低時被抵消:在晶界上高的介電常數(shù)和自發(fā)的極化強度在低溫時阻礙了勢壘的形成并使電子可以自由地流動.而這種效應(yīng)在高溫時,介電常數(shù)和極化強度大幅度地降低,導(dǎo)致勢壘及電阻大幅度地增高,呈現(xiàn)出強烈的PTC效應(yīng). 元器件：高分子PTC熱敏電阻工作原理介紹高分子PTC熱敏電路中使用， 當(dāng)電路正常工作時，熱敏電阻溫度與室溫相近、電阻很小，串聯(lián)在電路中不會阻礙電流通過；而當(dāng)電路因故障 .而出現(xiàn)過電流時，熱敏電阻由于發(fā)熱功率增加導(dǎo)致溫度上升

3、，當(dāng)溫度超過鎳氫電池的過流及過溫保護。 什么是過流保護PTC熱敏電阻、熱敏電阻的工作原理過流保護用 PTC 熱敏電阻是一種對異常溫度及異常電流自動保護、自動恢復(fù)的保護元件， 俗稱 " 自復(fù)保險絲 "" 萬次保險絲 " 。它取代傳統(tǒng)的保險絲，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，過流保護用 PTC 熱敏電阻通過其阻值突變限制整個線路中的消耗來減少殘余電流值。 傳統(tǒng)的保險絲在線路熔斷后無法自行恢復(fù)，而過流保護用 PTC 熱敏電阻在故障撤除后即可恢復(fù)到預(yù)保護狀態(tài)，當(dāng)再次出現(xiàn)故障時又可以實現(xiàn)其過流過熱保護功能 。 應(yīng)用原理 ：當(dāng)電路處于正常

4、狀態(tài)時，通過過流保護用 PTC 熱敏電阻的電流小于額定電流， 過流保護用 PTC 熱敏電阻處于常態(tài)，阻值很小，不會影響被保護電路的正常工作。當(dāng)電路出現(xiàn)故障，電流大大超過額定電流時， 過流保護用 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)，從而保護電路不受破壞。當(dāng)故障排除后，過流保護用 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。 環(huán)境溫度對高分子PTC熱敏電阻的影響 :高分子PTC熱敏電阻是一種直熱式、階躍型熱敏電阻，其電阻變化過程與自身的發(fā)熱和散熱情況有關(guān)，因而其維持電流（Ihold）、動作電流（Itrip）及動作時間受環(huán)境溫度影響。

5、圖4為熱敏電阻典型的維持電流、動作電流與環(huán)境溫度的關(guān)系示意圖。當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于A區(qū)時，熱敏電阻發(fā)熱功率大于散熱功率而會動作；當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于B區(qū)時發(fā)熱功率小于散熱功率，熱敏電阻將長期處于不動作狀態(tài)；當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于C區(qū)時，熱敏電阻的散熱功率與發(fā)熱功率接近，因而可能動作也可能不動作。圖5為熱敏電阻的動作時間與電流及環(huán)境溫度的關(guān)系示意圖。熱敏電阻在環(huán)境溫度相同時，動作時間隨著電流的增加而急劇縮短；熱敏電阻在環(huán)境溫度相對較高時具有更短的動作時間和較小的維持電流及動作電流。 高分子PTC熱敏電阻動作后的恢復(fù)特性 :高分子PTC熱敏電阻由于電阻可恢復(fù)，因而可以重復(fù)多次使用。圖6為熱敏電阻動作

6、后，恢復(fù)過程中電阻隨時間變化的示意圖。電阻一般在十幾秒到幾十秒中即可恢復(fù)到初始值1.6倍左右的水平，此時熱敏電阻的維持電流已經(jīng)恢復(fù)到額定值，可以再次使用了。一般說來，面積和厚度較小的熱敏電阻恢復(fù)相對較快；而面積和厚度較大的熱敏電阻恢復(fù)相對較慢。 額定零功率電阻 R25:零功率電阻,是指在某一溫度下測量PTC熱敏電阻值時,加在PTC熱敏電阻上的功耗極低, 低到因其功耗引起的PTC熱敏電阻的阻值變化可以忽略不計. 額定零功率電阻指環(huán)境溫度25條件下測得的零功率電阻值.最小電阻 Rmin:指PTC熱敏電阻可以具有的最小的零功率電阻值.居里溫度 Tc :對于PTC熱敏電阻的應(yīng)用來說,電阻值開始陡峭地增

7、高時的溫度是重要的,我們將其定義為居里溫度.居里溫度對應(yīng)的PTC熱敏電阻的電阻 RTc = 2*Rmin.溫度系數(shù) :PTC熱敏電阻的溫度系數(shù)定義為溫度變化導(dǎo)致的電阻的相對變化.溫度系數(shù)越大,PTC熱敏電阻對溫度變化的反應(yīng)越靈敏. = (lgR2-lgR1)/(T2-T1)表面溫度 Tsurf:表面溫度Tsurf是指當(dāng)PTC熱敏電阻在規(guī)定的電壓下并且與周圍環(huán)境間處于熱平衡狀態(tài)已達(dá)較長時間時,PTC熱敏電阻表面的溫度.動作電流 Ik:流過PTC熱敏電阻的電流,足以使PTC熱敏電阻自熱溫升超過居里溫度,這樣的電流稱為動作電流. 動作電流的最小值稱為最小動作電流.動作時間 ts:環(huán)境25條件下,給P

8、TC熱敏電阻加一個起始電流(保證是動作電流),通過PTC熱敏電阻的電流降低到起始電流的50%時經(jīng)歷的時間就是動作時間.不動作電流 Ink:流過PTC熱敏電阻的電流,不足以使PTC熱敏電阻自熱溫升超過居里溫度,這樣的電流稱為不動作電流. 不動作電流的最大值稱為最大不動作電流.最大電流 Imax:最大電流是指PTC熱敏電阻最高的電流承受能力.超過最大電流時PTC熱敏電阻將會失效.殘余電流 Ir:殘余電流是在最大工作電壓Vmax下,熱平衡狀態(tài)下的電流.最大工作電壓 Vmax:最大工作電壓是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下,允許持續(xù)地保持在PTC熱敏電阻上最高的電壓.對同一產(chǎn)品而言,環(huán)境溫度越高,最大工作電壓值越

9、低.額定電壓 VN:額定電壓是在最大工作電壓Vmax以下的供電電壓.通常 Vmax = VN + 15%擊穿電壓 VD:擊穿電壓是指PTC熱敏電阻最高的電壓承受能力.PTC熱敏電阻在擊穿電壓以上時將會擊穿失效知識問答1. 高分子PTC熱敏電阻主要應(yīng)用于哪些方面？ 高分子PTC熱敏電阻可用于計算機及其外部設(shè)備、移動電話、電池組、遠(yuǎn)程通訊和網(wǎng)絡(luò)裝備、變壓器、工業(yè)控制設(shè)備、汽車及其它電子產(chǎn)品中，起到過電流或過溫保護作用。2. 高分子PTC熱敏電阻與保險絲、雙金屬電路斷路器及陶瓷PTC熱敏電阻的主要區(qū)別是什么？高分子PTC熱敏電阻是一種具有正溫度系數(shù)特性的導(dǎo)電高分子材料，它與保險絲之間最顯著的差異就是

10、前者可以多次重復(fù)使用。這兩種產(chǎn)品都能提供過電流保護作用，但同一只高分子PTC熱敏電阻能多次提供這種保護，而保險絲在提供過電流保護之后，就必須用另外一只進行替換。高分子PTC熱敏電阻與雙金屬電路斷路器的主要區(qū)別在于前者在事故未被排除以前一直出于關(guān)斷狀態(tài)而不會復(fù)位，但雙金屬電路斷路器在事故仍然存在時自身就能復(fù)位，這就可能導(dǎo)致在復(fù)位時產(chǎn)生電磁波及火花。同時，在電路處于故障條件下重新接通電路可能損壞設(shè)備，因而不安全。高分子PTC熱敏電阻能夠一直保持高電阻狀態(tài)直到排除故障。高分子PTC熱敏電阻與陶瓷PTC熱敏電阻的不同在于元件的初始阻值、動作時間（對事故事件的反應(yīng)時間）以及尺寸大小的差別。具有相同維持電

11、流的高分子PTC熱敏電阻與陶瓷PTC熱敏電阻相比，高分子PTC熱敏電阻尺寸更小、阻值更低，同時反應(yīng)更快。 3. 高分子PTC熱敏電阻的工作原理是什么？ 高分子PTC熱敏電阻是由填充炭黑顆粒的聚合物材料制成。這種材料具有一定導(dǎo)電能力，因而能夠通過額定的電流。如果通過熱敏電阻的電流過高，它的發(fā)熱功率大于散熱功率，此時熱敏電阻的溫度將開始不斷升高，同時熱敏電阻中的聚合物基體開始膨脹，這使炭黑顆粒分離，并導(dǎo)致電阻上升，從而非常有效地降低了電路中的電流。這時電路中仍有很小的電流通過，這個電流使熱敏電阻維持足夠溫度從而保持在高電阻狀態(tài)。當(dāng)故障排除之后，高分子PTC熱敏電阻很快冷卻并將回復(fù)到原來的低電阻狀態(tài)

12、，這樣又象一只新的熱敏電阻一樣可以重新工作了。 4. 怎樣才能知道我手中的產(chǎn)品或樣品是哪一種型號的高分子PTC熱敏電阻？ 科特公司生產(chǎn)的大部分高分子PTC熱敏電阻標(biāo)有產(chǎn)品的規(guī)格或型號，每種標(biāo)志均以KT開頭。在產(chǎn)品規(guī)格書中也列出了標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品標(biāo)志。但有些標(biāo)志只能被有識別能力的廠商或代理識別。 5. 高分子PTC熱敏電阻的電阻值在非斷路狀態(tài)時會改變嗎？ 高分子PTC熱敏電阻的電阻值隨著工作環(huán)境的變化會略有改變，一般隨著溫度及電流的增加電阻值升高，反之降低。 6. 高分子PTC熱敏電阻的存貯期多長？ 如果存貯得當(dāng)，高分子PTC熱敏電阻的存貯期沒有什么期限限制。若暴露在過潮或過高溫度下，一些規(guī)格產(chǎn)品性能

13、可能會改變，比如錫鉛的可焊性等，但是在正常的電器元件保存條件下可以長期保存。 7. 什么情況下高分子PTC熱敏電阻可以復(fù)位？復(fù)位的速度有多快？ 一般情況下只要除去加載在熱敏電阻兩端的電壓，熱敏電阻即可復(fù)位；但如果外界環(huán)境溫度很高時（如150）熱敏電阻不能復(fù)位。高分子PTC熱敏電阻回復(fù)到低電阻狀態(tài)需要的時間取決于多種因素：產(chǎn)品的類型、裝配形式、結(jié)構(gòu)、外界溫度、斷路狀態(tài)的持續(xù)時間等。一般復(fù)位時間小于幾分鐘，某些情況下只需幾秒鐘熱敏電阻即可復(fù)位。 8. 高分子PTC熱敏電阻是自動復(fù)位嗎？ 一旦排除故障和切斷電源，熱敏電阻即可復(fù)位，這時需要斷開電路（維持電流）使熱敏電阻冷卻。熱敏電阻中聚合物集體材料因

14、冷卻收縮從而炭黑顆粒重新連接起來，使電阻降低。這與雙金屬片裝置的自動復(fù)位不同。典型的雙金屬裝置即使故障沒有排除也能復(fù)位，這導(dǎo)致在故障狀態(tài)和保護狀態(tài)之間不停切換，這可能損壞設(shè)備。但高分子PTC熱敏電阻會保持在高電阻狀態(tài)直到故障排除。 9. 能清洗高分子PTC熱敏電阻嗎？ 許多普通的電氣元件清洗劑都可用來清洗該高分子PTC熱敏電阻，但是一些清洗劑可能會損害熱敏電阻的性能，清洗前最好進行試驗或到我公司咨詢。 10.高分子PTC熱敏電阻可以并聯(lián)使用嗎？ 可以。這樣的主要優(yōu)點是可以降低電阻并提高維持電流。11.高分子PTC熱敏電阻可以串聯(lián)使用嗎？ 對多數(shù)使用來說這樣沒有什么好處，這樣做是不實用的。因為總

15、是有一個高分子PTC熱敏電阻先斷開，所以其它熱敏電阻根本起不到額外的保護作用。 12.壓力對高分子PTC熱敏電阻有何影響？ 施加在熱敏電阻上的壓力可能影響產(chǎn)品的電性能。如果在熱敏電阻切斷電路時壓力太大并限制了產(chǎn)品的膨脹，這將使熱敏電阻失去特定的功能而損壞。應(yīng)該注意不能將熱敏電阻安裝在限制其膨脹的地方。 13.將高分子PTC熱敏電阻封裝起來有何影響？ 一般說來我們并不主張對本公司的熱敏電阻產(chǎn)品進行額外的封裝。如果一定要進行封裝的話則應(yīng)該注意對封裝材料的選擇。如果封裝材料太硬，則會阻礙熱敏電阻的膨脹，從而影響熱敏電阻的正常使用。即使使用“軟”的密封材料，熱敏電阻的散熱性能也會受到影響。選型時應(yīng)充分

16、考慮封裝對產(chǎn)品性能的影響，需要對產(chǎn)品進行封裝時請向我公司咨詢。 14.高分子PTC熱敏電阻的失效形式是什么？ 高分子PTC熱敏電阻典型失效形式是產(chǎn)品室溫電阻變得太大，這時產(chǎn)品的維持電流將變小。為了獲得UL認(rèn)證，熱敏電阻必須達(dá)到兩個標(biāo)準(zhǔn)：（1）能斷路6000次而仍具有PTC能力；（2）保持?jǐn)嗦窢顟B(tài)1000小時而仍具有PTC能力。如果熱敏電阻在故障狀態(tài)時超過了它的額定電壓或電流，或者斷路次數(shù)超出了UL檢測要求，則熱敏電阻可能變形和燃燒。 15.在最大電壓或斷路電流下高分子PTC熱敏電阻可以工作多少次？ 每一個高分子PTC熱敏電阻都有額定工作電壓，在故障發(fā)生時可以承受額定的斷路電流。為獲得UL認(rèn)證，

17、開關(guān)必須能斷路6000次并保持PTC性質(zhì)。對用在通信設(shè)備（交換機、培訓(xùn)架保安單元等）中的熱敏電阻來說，行標(biāo)中規(guī)定了產(chǎn)品的使用壽命。這要求開關(guān)少則數(shù)十次，多則上百次能回復(fù)到初始特性值，設(shè)計者應(yīng)牢記高分子PTC熱敏電阻是用來防止故障的而不是將其斷路狀態(tài)象其正常狀態(tài)一樣使用。 16.涂覆于高分子PTC熱敏電阻上的組分是什么？ 對B系列產(chǎn)品的封裝材料為阻燃環(huán)氧樹脂，對D、DL系列熱敏電阻則為聚酯薄膜。這些材料符合UL94V-0或IEC95-2-2標(biāo)準(zhǔn)的要求。 17.高分子PTC熱敏電阻在使用時的最高環(huán)境溫度是多少？ 這取決于所使用的產(chǎn)品系列。我們的產(chǎn)品在大多數(shù)使用狀態(tài)下的環(huán)境溫度可達(dá)到85，對某些產(chǎn)品

18、系列（如DL系列產(chǎn)品），只到70。對于表面貼裝型的產(chǎn)品，可以短時間內(nèi)承受焊錫焊接溫度。在環(huán)境溫度超過開關(guān)溫度時，熱敏電阻無法正常工作。 18.電流超過維持電流IH但未達(dá)到動作電流IT會怎樣？ 維持電流IH是指在指定外界條件下能通過高分子PTC熱敏電阻而不會導(dǎo)致其動作（變成高電阻斷路狀態(tài)）的最大穩(wěn)定電流。動作電流IT是在指定條件下通過高分子PTC熱敏電阻會導(dǎo)致其動作的最小穩(wěn)定電流。此時熱敏電阻在不同情況可表現(xiàn)出不同的行為，這主要包括：環(huán)境溫度、裝配形式、熱敏電阻的阻值等。因而熱敏電阻可能保持低電阻狀態(tài)，或者很快動作，也可能經(jīng)過較長時間才動作。在IH和IT之間的電流值可用一個區(qū)域表示，在這個區(qū)域與

19、熱敏電阻的開關(guān)狀態(tài)有關(guān)，但電流數(shù)值范圍不能確切預(yù)測。如果電流足夠高，熱敏電阻或者可能維持低電阻狀態(tài)且保持這個低電流或者可能轉(zhuǎn)變?nèi)敫唠娮锠顟B(tài)，這取決于熱敏電阻的初始電阻、外界環(huán)境以及裝配條件。 19.IH和IT之間的關(guān)系是什么？為什么有差別？ 我們大部分產(chǎn)品IT和IH之間是2：1的關(guān)系。一些產(chǎn)品可能低達(dá)1.7：1而另一些產(chǎn)品可能高達(dá)3：1。熱敏電阻的材料、加工方式及焊接形式的不同決定了IT與IH的比值。我們大部分產(chǎn)品的實際比值為2:1。 20.可以將高分子PTC熱敏電阻用于過溫控制嗎？ 目前高分子PTC熱敏電阻主要用作過電流保護，但許多高分子PTC熱敏電阻也一樣成功地用作過溫度保護。我們的KT1

20、6DL系列產(chǎn)品就是一個很好的例子，這種產(chǎn)品使電池組設(shè)計者可以節(jié)省設(shè)計中的一些過溫保護裝置。 21.Rmin、Rmax和Rl有什么不同？ 在指定條件下（例如：20），使用前特定型號熱敏電阻的電阻值在規(guī)定的一個范圍內(nèi)，即在最小值（Rmin）和最大值（Rmax）之間。高分子PTC熱敏電阻在室溫下動作結(jié)束1小時后的電阻最大值或焊接到電路板一小時后的電阻值為Rl。 22.高分子PTC熱敏電阻動作結(jié)束后1小時，復(fù)位的電阻是多少？ 應(yīng)低于熱敏電阻的Rl。 23.高分子PTC熱敏電阻在斷路狀態(tài)的電阻是多少？ 高分子PTC熱敏電阻在斷路狀態(tài)下的電阻取決于以下因素：使用的產(chǎn)品規(guī)格、通過產(chǎn)品的電壓及電流。電阻值可用

21、以下公式求出：Rt=V2/Pd。 24.高分子PTC熱敏電阻在動作狀態(tài)下的工作壽命是多少？ UL認(rèn)證要求熱敏電阻產(chǎn)品在失去PTC特性前能保持1000小時的斷路狀態(tài)。在低于產(chǎn)品最高額定電壓和電流的情況下可保持更長時間的斷路狀態(tài)。長時間處于斷路狀態(tài)可能會導(dǎo)致熱敏電阻在復(fù)位后不能回復(fù)其初始電阻值和其它一些初始特性。每個熱敏電阻的回復(fù)程度主要取決于故障條件和產(chǎn)品規(guī)格。 25.高分子PTC熱敏電阻的電壓降是多少？ 這取決于所使用的產(chǎn)品規(guī)格。如果知道該種規(guī)格熱敏電阻的電阻值和穩(wěn)定工作狀態(tài)下通過的電流，電壓降一般是可以計算的。典型的電壓降數(shù)值可由Rmax值求出，如果沒有Rmax值，該電壓降值為Rmin和Rl

22、的平均值。若用Iop表示正常工作電流，Rp表示高分子PTC熱敏電阻的電阻，則電路的電壓降Vdrop可由公式：Vdrop=Iop×Rp求出。 26.高分子PTC熱敏電阻可按電阻進行分檔嗎？ 我們某些規(guī)格的熱敏電阻是按阻值進行分類的，如KT250110、KT250110B等系列，主要是為通訊設(shè)備設(shè)計的產(chǎn)品規(guī)格。 27.高分子PTC熱敏電阻是否可以與過電壓保護裝置一起工作？ 在遠(yuǎn)程通訊應(yīng)用中，高分子PTC熱敏電阻多數(shù)與過電壓保護裝置并用。這些過電壓保護裝置，包括固體放電管、氣體放電管、MOV、二極管等，可以對雷電、高頻感應(yīng)、電力線搭接等產(chǎn)生的高壓進行保護，而高分子PTC熱敏電阻則對產(chǎn)生的過

23、流進行保護。 產(chǎn)品知識http:/www.simon-高分子PTC熱敏電阻用于過流保護1.PTC效應(yīng) 說一種材料具有PTC (Positive Temperature Coefficient) 效應(yīng), 即正溫度系數(shù)效應(yīng)，僅指此材料的電阻會隨溫度的升高而增加。如大多數(shù)金屬材料都具有PTC效應(yīng)。在這些材料中，PTC效應(yīng)表現(xiàn)為電阻隨溫度增加而線性增加，這就是通常所說的線性PTC效應(yīng)。2.非線性PTC效應(yīng) 經(jīng)過相變的材料會呈現(xiàn)出電阻沿狹窄溫度范圍內(nèi)急劇增加幾個至十幾個數(shù)量級的現(xiàn)象，即非線性PTC效應(yīng)，如圖1所示。相當(dāng)多種類型的導(dǎo)電聚合體會呈現(xiàn)出這種效應(yīng)，如高分子PTC熱敏電阻。這些導(dǎo)電聚合體對于制造過

24、電流保護裝置來說非常有用。3. KT系列高分子PTC熱敏電阻用于過流保護 高分子PTC熱敏電阻又經(jīng)常被人們稱為自恢復(fù)保險絲（下面簡稱為熱敏電阻），由于具有獨特的正溫度系數(shù)電阻特性（即PTC特性，如圖1所示），因而極為適合用作過流保護器件。熱敏電阻的使用方法象普通保險絲一樣，是串聯(lián)在電路中使用，如圖2所示。 當(dāng)電路正常工作時，熱敏電阻溫度與室溫相近、電阻很小，串聯(lián)在電路中不會阻礙電流通過；而當(dāng)電路因故障而出現(xiàn)過電流時，熱敏電阻由于發(fā)熱功率增加導(dǎo)致溫度上升，當(dāng)溫度超過開關(guān)溫度（Ts，見圖1）時，電阻瞬間會變得 很大，把電路中的電流限制到很低的水平。此時電路中的電壓幾乎都加在熱敏電阻兩端，因而可以起

25、到保護其它組件的作用。當(dāng)人為切斷電路排除故障后，熱敏電阻的阻值會迅速恢復(fù)到原來的水平，電路故障排除后，熱敏電阻 無需更換而可以繼續(xù)使用。圖3為熱敏電阻對交流電路保護過程中電流的變化示意圖。熱敏電阻動作后，電路中電流有了大幅度的降低，圖中t為熱敏電阻的動作時間。由于高分子PTC熱敏電阻的可設(shè)計性好，可通過改變自身的開?匚露齲s）來調(diào)節(jié)其對溫度的敏感程度，因而可同時起到過溫保護和過流保護兩種作用，如KT161700DL規(guī)格熱敏電阻由于動作溫度很低，因而適用于鋰離子電池和鎳氫電池的過流及過溫保環(huán)境溫度對高分子PTC熱敏電阻的影響高分子PTC熱敏電阻是一種直熱式、階躍型熱敏電阻，其電阻變化過程與自身的

26、發(fā)熱和散熱情況有關(guān)，因而其維持電流（Ihold）、動作電流（Itrip）及動作時間受環(huán)境溫度影響。圖4為熱敏電阻典型的維持電流、動作電流與環(huán)境溫度的關(guān)系示意圖。當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于A區(qū)時，熱敏電阻發(fā)熱功率大于散熱功率而會動作；當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于B區(qū)時發(fā)熱功率小于散熱功率，熱敏電阻將長期處于不動作狀態(tài)；當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于C區(qū)時，熱敏電阻的散熱功率與發(fā)熱功率接近，因而可能動作也可能不動作。圖5為熱敏電阻的動作時間與電流及環(huán)境溫度的關(guān)系示意圖。熱敏電阻在環(huán)境溫度相同時，動作時間隨著電流的增加而急劇縮短；熱敏電阻在環(huán)境溫度相對較高時具有更短的動作時間和較小的維持電流及動作電流 . 分子PTC熱敏電

27、阻動作后的恢復(fù)特性 高分子PTC熱敏電阻由于電阻可恢復(fù)，因而可以重復(fù)多次使用。圖6為熱敏電阻動作后，恢復(fù)過程中電阻隨時間變化的示意圖。電阻一般在十幾秒到幾十秒中即可恢復(fù)到初始值1.6倍左右的水平，此時熱敏電阻的維持電流已經(jīng)恢復(fù)到額定值，可以再次使用了。一般說來，面積和厚度較小的熱敏電阻恢復(fù)相對較快；而面積和厚度較大的熱敏電阻恢復(fù)相對較慢。分子PTC熱敏電阻動作后的恢復(fù)特性高分子PTC熱敏電阻由于電阻可恢復(fù)，因而可以重復(fù)多次使用。圖6為熱敏電阻動作后，恢復(fù)過程中電阻隨時間變化的示意圖。電阻一般在十幾秒到幾十秒中即可恢復(fù)到初始值1.6倍左右的水平，此時熱敏電阻的維持電流已經(jīng)恢復(fù)到額定值，

28、可以再次使用了。一般說來，面積和厚度較小的熱敏電阻恢復(fù)相對較快；而面積和厚度較大的熱敏電阻恢復(fù)相對較慢。KT系列高分子PTC熱敏電阻的特點高分子PTC熱敏電阻是一種具有正溫度系數(shù)特性的導(dǎo)電高分子材料，它與傳統(tǒng)保險絲之間最顯著的差異就是前者可以多次重復(fù)使用。這兩種產(chǎn)品都能提供過電流保護作用，但同一只高分子PTC熱敏電阻能多次提供這種保護，而保險絲在提供過電流保護之后，就必須用另外一只進行替換。高分子PTC熱敏電阻與雙金屬電路斷路器的主要區(qū)別在于前者在事故未被排除以前一直出于關(guān)斷狀態(tài)而不會復(fù)位，但雙金屬電路斷路器在事故仍然存在時自身就能復(fù)位，這就可能導(dǎo)致在復(fù)位時產(chǎn)生電磁波及火花。同時，在電路處于故

29、障條件下重新接通電路可能損壞設(shè)備，因而不安全。高分子PTC熱敏電阻能夠一直保持高電阻狀態(tài)直到排除故障。高分子PTC熱敏電阻與陶瓷PTC熱敏電阻的不同在于元件的初始阻值、動作時間（對事故事件的反應(yīng)時間）以及尺寸大小的差別。具有相同維持電流的高分子PTC熱敏電阻與陶瓷PTC熱敏電阻相比，高分子PTC熱敏電阻尺寸更小、阻值更低，同時反應(yīng)更快。PTC熱敏電阻的選用方法每一種熱敏電阻都有“耐壓”、“耐流”、“維持電流”及“動作時間”等參數(shù)。您可以根據(jù)具體電路的要求并對照產(chǎn)品的參數(shù)進行選擇，具體的方法如下： 首先確定被保護電路正常工作時的最大環(huán)境溫度、電路中的工作電流、熱敏電阻動作后需承受的最大電壓及需要

30、的動作時間等參數(shù)； 根據(jù)被保護電路或產(chǎn)品的特點選擇“芯片型”、“徑向引出型”、“軸向引出型”或“表面貼裝型”等不同形狀的熱敏電阻； 根據(jù)最大工作電壓，選擇“耐壓”等級大于或等于最大工作電壓的產(chǎn)品系列； 根據(jù)最大環(huán)境溫度及電路中的工作電流，選擇“維持電流”大于工作電流的產(chǎn)品規(guī)格； 確認(rèn)該種規(guī)格熱敏電阻的動作時間小于保護電路需要的時間； 對照規(guī)格書中提供的數(shù)據(jù)，確認(rèn)該種規(guī)格熱敏電阻的尺寸符合要求。 例如，某控制電路需要過流保護，其工作電壓為48伏特、電路正常工作時電流為450毫安、電路的環(huán)境溫度為50。要求電路中電流為5安培時2秒內(nèi)應(yīng)把電路中的電流降到500毫安以下。 我們可以根據(jù)其工作電壓48伏

31、特，首先選擇耐壓等級為60伏特的KT60B系列熱敏電阻，如表1所示；然后對照該系列熱敏電阻的維持電流與溫度關(guān)系列表選擇KT600750B或KT600900B兩種規(guī)格的產(chǎn)品，如表2所示；再根據(jù)動作時間與電流的關(guān)系圖發(fā)現(xiàn)，5安培時KT600750B的動作時間為1秒鐘左右而KT600900B的動作時間為2秒鐘左右，如圖1所示；因而應(yīng)選擇KT600750B規(guī)格的熱敏電阻。該種規(guī)格的熱敏電阻動作后電路中的電流小于30毫安，因而能夠滿足過流保護的要求。半導(dǎo)體放電管的選用方法選用半導(dǎo)體放電管應(yīng)注意以下幾點: 反向擊穿電壓VBR必須大于被保護電路的最大工作電壓。如在POTS應(yīng)用中，最大振鈴電壓(150V)的峰

32、值電壓（150*1.41=212.2V）和直流偏壓峰值（56.6V）之和為268.8V，所以應(yīng)選擇VBR大于268.8V的器件。又如在ISDN應(yīng)用中，最大DC電壓（150V）和最大信號電壓（3V）之和為153V，所以應(yīng)選擇VBR大于153V的器件。 轉(zhuǎn)折電壓VBO必須小于被保護電路所允許的最大瞬間峰值電壓。 若要使半導(dǎo)體放電管通過大的浪涌電流后自復(fù)位，器件的維持電流IH必須大于系統(tǒng)所能能提供的電流值。即：IH >（系統(tǒng)電壓/源阻抗）。 最大瞬間峰值電流IPP必須大于通訊設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。如FCC Part68 A類型的IPP應(yīng)大于100A；Bellcore 1089的IPP應(yīng)大于25A。

33、 半導(dǎo)體放電管處于導(dǎo)通狀態(tài)（導(dǎo)通）時，所損耗的功率P應(yīng)小于其額定功率Pcm，PcmKVT*IPP，其中K由短路電流的波形決定。對于指數(shù)波，方波，正弦波，三角波 K值分別為1.00，1.4，2.2，2.8。 專業(yè)術(shù)語-過流保護·PTC效應(yīng)說一種材料具有PTC (Positive Temperature Coefficient) 效應(yīng), 即正溫度系數(shù)效應(yīng)，僅指此材料的電阻會隨溫度的升高而增加。如大多數(shù)金屬材料都具有PTC效應(yīng)。在這些材料中，PTC效應(yīng)表現(xiàn)為電阻隨溫度增加而線性增加，這就是通常所說的線性PTC效應(yīng)。 ·非線性PTC效應(yīng)經(jīng)過相變的材料會呈現(xiàn)出電阻沿狹窄溫度范圍內(nèi)急劇

34、增加幾個至十幾個數(shù)量級的現(xiàn)象，即非線性PTC效應(yīng)。相當(dāng)多種類型的導(dǎo)電聚合體會呈現(xiàn)出這種效應(yīng)，如高分子PTC熱敏電阻。這些導(dǎo)電聚合體對于制造過電流保護裝置來說非常有用。 ·初始電阻 Rini 在被安裝到電路中之前，環(huán)境溫度為25的條件下測試， KT系列的高分子PTC熱敏電阻的阻值。 ·R1max 在室溫條件下，KT系列高分子PTC熱敏電阻動作或回流焊接安裝到電路板中一小時后測得的最大電阻值。 ·最小電阻（Rmin）/最大電阻（Rmax）在指定環(huán)境溫度下，例如：25，安裝到電路之前特定型號的KT系列高分子熱敏電阻的阻值會在規(guī)定的一個范圍內(nèi)，即在最小值（Rmin）和最大

35、值（Rmax）之間。此值被列在規(guī)格書中的電阻欄里。 ·維持電流 Ihold維持電流是KT系列高分子PTC熱敏電阻保持不動作情況下可以通過的最大電流。在限定環(huán)境條件下，裝置可保持無限長的時間，而不會從低阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變至高阻狀態(tài)。 ·動作電流 Itrip 在限定環(huán)境條件下，使KT系列高分子熱敏電阻在限定的時間內(nèi)動作的最小穩(wěn)態(tài)電流。 ·最大電流 Imax （耐流值）在限定狀態(tài)下， KT系列高分子PTC熱敏電阻安全動作的最大動作電流，即熱敏電阻的耐流值。超過此值，熱敏電阻有可能損壞，不能恢復(fù)。此值被列在規(guī)格書中的耐流值一欄里。 ·泄漏電流IresKT系列高分子PTC

36、熱敏電阻鎖定在其高阻狀態(tài)時，通過熱敏電阻的電流。 ·最大工作電流/正常操作電流 在正常的操作條件下，流過電路的最大電流。在電路的最大環(huán)境工作溫度下，用來保護電路的KT系列高分子PTC熱敏電阻的維持電流一般來說比工作電流大。 ·動作 KT系列高分子PTC熱敏電阻在過電流發(fā)生或環(huán)境溫度增加時由低阻值向高阻值轉(zhuǎn)變的過程。 ·動作時間 過電流發(fā)生開始至熱敏電阻動作完成所需的時間。對任何特定的KT系列高分子PTC熱敏電阻而言，流經(jīng)電路的電流越大，或工作的環(huán)境溫度越高，其動作時間越短。 ·動作循環(huán)在特定條件下，KT系列高分子PTC熱敏電阻動作至恢復(fù)的一個周期，稱為一個動作循環(huán)。 ·動作循環(huán)次數(shù) 指某一特定型號的KT系列高分子PTC熱敏電阻在正常動作以及經(jīng)由特定方法定義的非正常動作條件下，所能承受的最大的動作循環(huán)次數(shù)。 ·Vmax 最大電壓（耐壓值）在限定條件下， KT系列高分子PTC熱敏電阻動作時，能安全承受的最高電壓。即熱敏電阻的耐壓值。超過此值，熱敏電阻有可能被擊穿，不能恢復(fù)。此值通常被列在規(guī)格書中的