K課堂丨自恢復(fù)保險(xiǎn)絲基本特性詳解

自恢復(fù)保險(xiǎn)絲是一種過流保護(hù)器件，英文字母表示為PPTC，采用高分子有機(jī)聚合物在高壓、高溫、硫化反應(yīng)的條件下混合導(dǎo)電粒子材料后，經(jīng)過特殊技術(shù)加工而成。PPTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲在故障排除和電路電源斷開之后能夠自動復(fù)位，進(jìn)而減少了保固、服務(wù)和維修費(fèi)用。本篇主要講解自恢復(fù)保險(xiǎn)絲參數(shù)和自恢復(fù)保險(xiǎn)絲基本特性的介紹。

自恢復(fù)保險(xiǎn)絲參數(shù)

（1）“保持電流”是指在25℃環(huán)境溫度下之最大工作電流。

（2）“跳脫電流”是指在25℃環(huán)境溫度啟動保護(hù)的最小電流。

（3）“最大電壓”是指自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的最大工作電壓。

（4）“最大電流”是指自恢復(fù)保險(xiǎn)絲能承受的最大電流。

（5）“最大動作時(shí)間”是指5倍保持電流下最大動作時(shí)間。

（6）“消耗功率”是指25℃環(huán)境溫度時(shí)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲動作狀態(tài)下的消耗功率。

（7）“電阻值范圍”R min是指在25℃溫度條件下的初始阻值(焊接前)；R1 max是指25℃溫度條件下,焊接一小時(shí)后的最大阻值。

自恢復(fù)保險(xiǎn)絲基本特性

1.工作原理

PPTC電路保護(hù)器件是由高分子聚合物摻加導(dǎo)體所制成的。在正常溫度下聚合物呈現(xiàn)結(jié)晶狀并將導(dǎo)體束縛成緊密的導(dǎo)電鏈，從而構(gòu)成一個(gè)低阻抗的連接。當(dāng)大電流通過或周圍環(huán)境溫度升高導(dǎo)致器件溫度高于動作溫度時(shí)，聚合物融化體積膨脹從而使導(dǎo)體成無規(guī)律排列，并導(dǎo)致阻抗迅速提高。

2.動作原理

PPTC的動作曲線

在圖中的“Point1”時(shí)溫度較低，產(chǎn)生的熱量和散發(fā)的熱量達(dá)到平衡，但是當(dāng)流過的電流較多或是環(huán)境溫度較高時(shí)，會產(chǎn)生較高的熱量，而提高PPTC的溫度，當(dāng)電流或環(huán)境溫度的增加并不顯著，PPTC所產(chǎn)生的熱量可以散發(fā)至環(huán)境中而在“Point2”達(dá)到平衡。

當(dāng)電流或環(huán)境溫度再提高時(shí)，PPTC會達(dá)到一個(gè)較高的溫度，如圖“Point3”所示。若此時(shí)電流或環(huán)境溫度繼續(xù)增加，產(chǎn)生的熱量便會大于散發(fā)出去的，使得PPTC溫度速增，在此階段，很小的溫度變化就會造成阻值大幅度提高，這現(xiàn)象可由圖中的“Point3”及“Point4”看出。這時(shí)PPTC正處于動作的保護(hù)狀態(tài)，阻抗的增加便限制了電流的通過，而保護(hù)設(shè)備免于損壞。

如上所述，PPTC在環(huán)境溫度升高時(shí)，并不需外加電流，當(dāng)溫度下降后PPTC恢復(fù)到低阻抗?fàn)顟B(tài)。此種現(xiàn)象可用來溫度感應(yīng)控制。

3.保持和動作電流作為溫度函數(shù)的示例

作為溫度函數(shù)的保持及動作電流

圖中說明了作為溫度函數(shù)的PPTC保持和動作電流行為?？梢詾槊總€(gè)可用器件定義一條這樣的曲線。A區(qū)說明了PPTC將動作（轉(zhuǎn)到高阻值狀態(tài)）以保護(hù)電路時(shí)的電流和溫度的組合。B區(qū)說明了PPTC將允許電路正常操作的電流和溫度的組合。在C區(qū)，此器件可能動作或保持在低電阻狀態(tài)。

4.在不同溫度下的動作特性

PPTC在不同溫度動作特性

圖中顯示了在0℃和75℃環(huán)境下的靜止空氣中PPTC的一對典型運(yùn)行曲線。這些曲線是不同的，因?yàn)樾枰獎(jiǎng)幼髌骷臒崃縼碜?a target="_blank">電氣I2R加熱和器件環(huán)境。75℃時(shí)環(huán)境的熱量輸入要比0℃的熱量輸入大得多，因此動作所需要的附加I2R相對較少，造成在給定的動作時(shí)間內(nèi)的比較低的動作電流。

5.動作后阻值恢復(fù)特性

典型動作后電阻恢復(fù)

圖中顯示了動作和隨后允許冷卻的PPTC的典型行為。在此圖中，我們可以清楚地看到，即使在若干小時(shí)以后，器件電阻依然大于初始電阻。電阻的減降過程會延續(xù)一段較長時(shí)間，最終電阻才接近初始電阻。所以選擇PPTC器件時(shí)，當(dāng)決定保持電流時(shí)必須考慮R1max的值，即動作并恢復(fù)一小時(shí)之后最大阻值。