高分子PTC熱敏電阻工作原理介紹

高分子PTC熱敏電阻用于過流保護(hù)

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電流保護(hù)裝置來說非常有用。

 

3. 高分子PTC熱敏電阻用于過流保護(hù)

 

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(dú)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(hù)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3）時，電阻瞬間會劇增,回路中的電流迅速減小到安全值.為熱敏電阻對交流電路保護(hù)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關(guān)溫度（Ts）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(hù)和過流保護(hù)兩種作用，如HWA16－1700DL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護(hù)。

 

環(huán)境溫度對高分子PTC熱敏電阻的影響

 

HWA的高分子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。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

 

微型電動機(jī)過載保護(hù)方案＿自恢復(fù)保險絲-高分子PTC熱敏電阻的應(yīng)用

 

微型電動機(jī)過載保護(hù)方案：

 

微型電動機(jī)的線圈通常是由很細(xì)的銅絲繞成，耐電流的能力較差。當(dāng)電機(jī)負(fù)載較大或電機(jī)卡住時，流過線圈的電流會快速增加，同時電機(jī)溫度急劇升高，銅絲繞阻極易被燒毀。如果能夠在電動機(jī)線圈中串接本公司的高分子 PTC 熱敏電阻，則會在電機(jī)過載時提供及時的保護(hù)功能，避免電機(jī)被燒毀。通常的保護(hù)電路如圖。熱敏電阻通常被至于線圈的附近，這樣熱敏電阻更易于感受溫度，使保護(hù)更加迅速有效。用于初級保護(hù)的熱敏電阻通常選用耐壓等級較高的 HWA250 型熱敏電阻，用于次級保護(hù)的熱敏電阻通常選用耐壓等級較低的HWA60、HWA30、HWA16及片狀電機(jī)專用系列產(chǎn)品。

 

熱敏電阻（PTCR）應(yīng)用在電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能燈作為預(yù)熱軟啟動，能大大提高燈管的開關(guān)次數(shù)和使用壽命。“HWA”致力于預(yù)熱軟啟動PTC熱敏電阻的研究、生產(chǎn)十余年，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，以“誠信立本，創(chuàng)新為先”的經(jīng)營理念，為客戶提供質(zhì)量穩(wěn)定，品質(zhì)可靠的產(chǎn)品，贏得廣大客戶的信賴。國內(nèi)眾多知名電光源企業(yè)通仕達(dá)、海萊、韓國現(xiàn)代照明、明可達(dá)等都使用本公司生產(chǎn)的熱敏電阻，年產(chǎn)銷量超億只，在國內(nèi)、外同行業(yè)中市場占有量名列前茅。