过流保护用PTC热敏电阻应用原理及相关电路

PTC热敏电阻应用原理及相关电路产品概述过流保护用PTC热敏电阻是一种对特别温度及特别电流自动保护、自动恢复的保护元件，俗称 自复保险丝““万次保险丝“。它取代传统的保险丝，可广泛用于马达、变压器、开关电源、电子线路等的过流过热保护，过流保护用PTC热敏电阻通过其阻值突变限制整个线路中的消耗来削减剩余电流值。传统的保险丝在线路熔断后无法自行恢复，而过流保护用 PTC热敏电阻在故障撤除后即可恢复到预保护状态，当再次岀现故障时又可以实现其过流过宠保护功能。选用过流保护用PTC热敏电阻作为过流过宠保护元件，首先确认线路最大正常工作电流〔就是过流保护用PTC热敏电阻的不动作电流〕和过流保护用 PTC热敏电阻安装位置〔正常工作时〕最高环境温度、其次是保护电流〔就是过流保护用PTC热敏电阻的动作电流〕、最大工作电压、额定零功率电阻，同时也应考虑元件的外形尺寸等因素。 如以下图所示：使用环境温度，不动作电流及动作电流三者之间的关系。--------—減勃区域--------—減勃区域7*1HFOmA70mA60mA50mA40niA30mA20mA10mA0 -1OT： 25 60“C 80r坏境温度应用原理当电路处于正常状态时，通过过流保护用 PTC热敏电阻的电流小于额定电流，过流保护用 PTC热敏电阻处于常态，阻值很小，不会影响被保护电路的正常工作。当电路岀现故障，电流大大超过额定电流时，过流保护用PTC热敏电阻陡然发热，呈高阻态，使电路处于相对 “断开“状态，从而保护电路不受破坏。当故障排解后，过流保护用PTC热敏电阻亦自动回复至低阻态，电路恢复正常工作。2电路正常工作状态2为电路正常工作时的伏-安特性曲线和负载曲线示意图，由压逐步上升，流过PTC热敏电阻的电流也线性增加，说明

ABPTC热敏电阻上的电PTC热敏电阻的电阻值根本不变，即保持在低电阻态；由B点到E点，电压逐步上升，PTC热敏电阻由于发热而电阻快速增大，流过 PTC热敏电阻的PTC热敏电阻进入保护状态。正常的负载曲线低于B点，PTC热敏电阻就不会进入保护状态。通常而言有三种过流过宠保护的类型：1、电流过载〔图3〕：RL1为正常工作时的负载曲线，当负载阻值削减，如变压器线路短路，负载曲线由RL1RL2B点，PTC热敏电阻器进入保护状态；2、电压过载〔4〕:电源电压增加，女口220V380VRL1RL2B点，PTC热敏电阻器进入保护状态；4电压过就保护示•图3、温度过热〔图5〕:当环境温度上升超过肯定限度,-FRLB1点,

PTC热敏电阻器伏-A-B-EA-B1PTC热敏电阻器进入保护状态;PTCPowerPTCPower即uppF*RTransfornierpnmaryorsecandaiyprotecuon型号参数灯引线型过流保护PTC热敏电阻器选用指南最大工作电压PTC热敏电阻器串联在电路中，正常工作时仅有一小局部电压保持在阻器启动呈高阻态时，必需承受几乎全部的电源电压，因此选择

PTCPTC热敏电PTC热敏电阻器时，要有足够高的最大工作电压，同时还要考虑到电源电压可能产生的波动。不动作电流和动作电流为得到牢靠的开关功能，动作电流至少要超过不动作电流的两倍。由于环境温度对不动作电流和动作电流的影响极大 〔见以下图〕，因此要把最坏的状况考虑进去，对不动作电流来说，选应用在允许的最高环境温度时的值，对动作电流来说，选应用在较低环境温度下的值。f品度在最大工作电压时允许的最大电流需要PTC热敏电阻器执行保护功能时，要检查电路中是否有产生超过允许的最大电流的条件，一般是指用户存在产生短路可能性的状况。规格书已经给出了最大电流值，超过这个值使用时，可导致PTC热敏电阻器破坏或早期失效。开关温度(居里温度)我们可供给居里温度80C、100C、120C、140”C的的过流保护元件，一方面，不动作电流取决于居里温度和PTC热敏电阻器芯片的直径，从降低本钱方面考虑，应选用高居里温度和小尺寸元件；另一方面须考虑，这样选择的PTC热敏电阻器会有较高的外表温度，是否会在线路中导致不期望的副作用。一般情况下，居里温度要超过最高使用环境温度20~40C。使用环境的影响在接触化学试剂或在使用灌注料或填料时，须特别留神钛酸钡陶瓷被复原导致 阻器效应下降，以及由于灌注造成的导热条件变化，都可能导致PTC热敏电阻器局部过热而损坏。附:PTC热敏电阻的选用举例一电源变压器初级电压220V16V1.5A，次级特别时的初级电流约300mA,10分钟之内应进入保护状态，变压器工作环境温度-10〜40C，正常工作时温升15〜20C，PTC热敏电阻器靠近变压器安PTC热敏电阻器用于初级保护。确定最大工作电压变压器工作电压220V,考虑电源波动的因素，最大工作电压应到达PTC热敏电阻器的最大工作电压选265V。

220VX(1+20%)=264V确定不动作电流经计算和实际测量，变压器正常工作时初级电流125mAPTC热敏电阻器的安装位置的环境温最高可达60C，可确定不动作电流在60C130~140mA。确定动作电流考虑到PTC热敏电阻器的安装位置的环境温度最低可到达340~350mA5分钟。R25PTC热敏电阻器串联在初级中，产生的电压降应尽量小，

-10C25C，可确定动作电流在-10C25CPTC热敏电阻器自身的发热功率也应尽量小，一PTC热敏电阻器的压降应小于总电源的220VX1%-0.125A=17.6Q确定最大电流

1%，R25经计算：经实际测量，变压器次级短路时，初级电流可到达 500mA，假设考虑到初级线圈发生局部短路时有更大的电流通过，PTC热敏电阻器的最大电流确定在1A以上。确定居里温度和外形尺寸PTC热敏电阻器的安装位置的环境温最高可达60C,选择居里温度时在此根底上增加40C，居里温度为100C，PTC热敏电阻器未安装在变压器线包内，其较高的外表温度不会对变压器产生不良作用120C，PTC热敏电阻器的直径可减小一档，本钱可以下降。PTC热敏电阻器型号依据以上要求，查阅我们公司的规格表，即：265V15Q±20%150mA300mA1.2A，120”C,最大尺寸为？11.0mm。PTC的失效模式衡量PTC热敏电阻器牢靠性有两个主要指标：A. 耐电压力量----超过规定的电压可导致PTC热敏电阻器短路击穿，施加高电压可淘汰耐压低的产品， 确保PTC热敏电阻器在最大工作电压〔Vmax〕以下是安全的；B、耐电流力量----超过规定的电流或开关次数可导致 PTC热敏电阻器呈现不行恢复的高阻态而失效，循环通断试验不能全部淘汰早期失效的产品。在规定的使用条件下，PTC失效后呈现高电阻态。长期〔一般大于1000小时〕施加在PTC热敏电阻器上的电压导致其常温电阻上升的幅度微小，居里温度超过200C的PTC发热元件相对要明显。除PTC发热元件外，PTC失效的主要缘由是由于开关操作中陶瓷体中心产生应力开裂。 在PTC热敏电阻器动作动过程中，PTC瓷片内温度、电阻率、电场、和功率密度的分布不均匀导致中心应力大而分层裂开。使用留意事项1、焊接在焊接时要留意，PTC热敏电阻器不能由于过分的加热而受到损害。必需遵守以下的最高的温度，最长的时间和最小的距离：浸焊烙铁焊溶池温度max.260Cmax.360C钎焊时间max.10smax.5sPTC热敏电阻器最小的距离min.6mmmin.6mm在较恶劣的钎焊条件下将会引起电阻值的变化。2、涂层和灌注PTC热敏电阻器上加涂层和灌注时，不允许在固化和以后的处理中由于不同的热膨胀而消灭机械应力。请慎重使用灌注材料或填料。在固化时不允许超过 PTC热敏电阻器的上限温度。此外，要留意到，灌注材料必需是化学中性的。在PTC热敏电阻器中钛酸盐陶瓷的复原可能会导致电阻降低和电性能的丧失；由于灌注而引起热散热条件的变化可能会引起在 PTC热敏电阻器上局部的过热而导致其被毁坏。3、清洗氟利昂，三氯乙烷或四氯乙烯等温顺的清洗剂均适用于清洗，同样可以使用超声波清洗的方法，但是一些清洗剂可能会损害热敏电阻的性能，清洗前最好进展试验或到我公司询问。4、贮藏条件与期限假设存贮得当，PTC热敏电阻器的存贮期没有什么期限限制。为了保持 PTC热敏电阻器的可焊性，应在没有侵蚀性的气氛中进展贮藏，同时要留意空气湿度，温度以及容器材料。元件应尽可能的在原包装中进展贮藏。对未焊接的PTC热敏电阻器的金属覆层的触碰可能会导致可焊性能降低。暴露在过潮或