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PTC熱敏電阻過流保護原理

      PTC是Positive Temperature Coefficient 的英文字頭縮寫,意思是正的溫度系數,泛指正溫度系數的半導體材料或元器件;若其阻值隨著環境溫度的升高而升高;相對應的有NTC,則是Negative Temperature Coefficient的英文字頭縮寫,意思是負的溫度系數,泛指負溫度系數的半導體材料或元器件;若其阻值隨著環境溫度的升高而下降。
      PTC熱敏電阻根據其內部其內部材質的不同,通常可分為:陶瓷PTC(簡稱CPTC)和高分子PTC(簡稱PPTC)。
      PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的電阻元器件,其內部的溫度超過一定的值(居里溫度)時, 它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高。典型的RT(阻值溫度)曲線如圖所示:
PPTC自恢復保險絲
     
      由于這類PTC具有阻值瞬間跳變的特性,故常用于電氣類產品的過流保護。
      我們知道:對于一個導體,它的阻值為R,當流過導體的電流為I,持續的時間為t時,那么,導體產生的熱量Q,可用焦耳定律來計算:Q = I^2*R*t,可見導體產生的熱量與流過導體的電流I的平方成正比,即,只要電流增加一點,產生的熱量Q將急劇增加。
      正常工作時,由于工作電流Ih較小,流過PTC的電流所產生的熱量不足以達到居里點,PTC一直呈現為出廠時的零功率電阻Rmin,通常在毫歐姆級(具體數據,隨著PTC的系列不同而有所不同),相當于一個開關的閉合狀態,一旦流過PTC的電流It為正常工作電流Ih的2倍時,PTC內部集聚的熱量到達居里點,其阻值立刻將跳變到Rmax,宏觀來看,相當于一個開關斷開,當然開關真正斷開,其阻值為∞,通常Rmax/Rmin的比值,至少大于10^4倍。      
      由于PTC不分極性,串聯在負載回路中,PTC阻值的快速急劇增大,將有效地限制整個回路的工作電流,這樣就有效地保護了負載不被燒壞。當斷開電源,整個回路的電流消失,大約1分鐘時,PTC內部的熱量散發冷卻后,又自動恢復到初始阻值Rmin。因此PTC又叫可恢復保險絲,或自恢復保險絲,自復位過流保護器等。
 
PPTC自恢復保險絲
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