PTC热敏电阻工作原理(DOC)

PTC热敏电阻(正温度系数热敏电阻)是一种具温度敏感性的半导体电阻,一旦超过一定的温度(居里温度)时,它的电阻值随着温度的升高几乎是呈阶跃式的增高.PTC热敏电阻本体温度的变化可以由流过PTC热敏电阻的电流来获得,也可以由外界输入热量或者这二者的叠加来获得. 陶瓷材料通常用作高电阻的优良绝缘体,而陶瓷PTC热敏电阻是以钛酸钡为基,掺杂其它的多晶陶瓷材料制造的,具有较低的电阻及半导特性.通过有目的的掺杂一种化学价较高的材料作为晶体的点阵元来达到的:在晶格中钡离子或钛酸盐离子的一部分被较高价的离子所替代,因而得到了一定数量产生导电性的自由电子. 对于PTC热敏电阻效应,也就是电阻值阶跃增高的原因,在于材料组织是由许多小的微晶构成的,在晶粒的界面上,即所谓的晶粒边界(晶界)上形成势垒,阻碍电子越界进入到相邻区域中去,因此而产生高的电阻.这种效应在温度低时被抵消:在晶界上高的介电常数和自发的极化强度在低温时阻碍了势垒的形成并使电子可以自由地流动.而这种效应在高温时,介电常数和极化强度大幅度地降低,导致势垒及电阻大幅度地增高,呈现出强烈的PTC效应.

元器件：高分子PTC热敏电阻工作原理介绍

高分子PTC热敏电路中使用，

当电路正常工作时，热敏电阻温度与室温相近、电阻很小，串联在电路中不会阻碍电流通过；而当电路因故障 .而出现过电流时，热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过镍氢电池的过流及过温保护。

什么是过流保护PTC热敏电阻、热敏电阻的工作原理

过流保护用 PTC 热敏电阻是一种对异常温度及异常电流自动保护、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减少残余电流值。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，当再次出现故障时又可以实现其过流过热保护功能。

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。当电路出现故障，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。当故障排除后，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。

环境温度对高分子PTC热敏电阻的影响 :高分子PTC热敏电阻是一种直热式、阶跃型热敏电阻，其电阻变化过程与自身的发热和散热情况有关，因而其维持电流（Ihold）、动作电流（Itrip）及动作时间受环境温度影响。图4为热敏电阻典型的维持电流、动作电流与环境温度的关系示意图。当环境温度和电流处于A区时，热敏电阻发热功率大于散热功率而会动作；当环境温度和电流处于B区时发热功率小于散热功率，热敏电阻将长期处于不动作状态；当环境温度和电流处于C区时，热敏电阻的散热功率与发热功率接近，因而可能动作也可能不动作。图5为热敏电阻的动作时间与电流及环境温度的关系示意图。热敏电阻在环境温度相同时，动作时间随着电流的增加而急剧缩短；热敏电阻在环境温度相对较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流。高分子PTC热敏电阻动作后的恢复特性 :

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高分子PTC热敏电阻由于电阻可恢复，因而可以重复多次使用。图6为热敏电阻动作后，恢复过程中电阻随时间变化的示意图。电阻一般在十几秒到几十秒中即可恢复到初始值1.6倍左右的水平，此时热敏电阻的维持电流已经恢复到额定值，可以再次使用了。一般说来，面积和厚度较小的热敏电阻恢复相对较快；而面积和厚度较大的热敏电阻恢复相对较慢。

额定零功率电阻 R25:零功率电阻,是指在某一温度下测量PTC热敏电阻值时,加在PTC热敏电阻上的功耗极低, 低到因其功耗引起的PTC热敏电阻的阻值变化可以忽略不计. 额定零功率电阻指环境温度25℃条件下测得的零功率电阻值.

最小电阻 Rmin:指PTC热敏电阻可以具有的最小的零功率电阻值.盖型螺母

居里温度 Tc :对于PTC热敏电阻的应用来说,电阻值开始陡峭地增高时的温度是重要的,我们将其定义为居里温度.居里温度对应的PTC热敏电阻的电阻 RTc = 2*Rmin.

温度系数 α:PTC热敏电阻的温度系数定义为温度变化导致的电阻的相对变化.温度系数越大,PTC热敏电阻对温度变化的反应越灵敏. α = (lgR2-lgR1)/(T2-T1)

表面温度气泡垫Tsurf:表面温度Tsurf是指当PTC热敏电阻在规定的电压下并且与周围环境间处于热平衡状态已达较长时间时,PTC热敏电阻表面的温度.

动作电流 Ik:流过PTC热敏电阻的电流,足以使PTC热敏电阻自热温升超过居里温度,这样的电流称为动作电流. 动作电流的最小值称为最小动作电流.

动作时间 ts:环境25商品电子防盗系统℃条件下,给PTC热敏电阻加一个起始电流(保证是动作电流),通过PTC热敏电阻的电流降低到起始电流的50%时经历的时间就是动作时间.

不动作电流 Ink:流过PTC热敏电阻的电流,不足以使PTC热敏电阻自热温升超过居里温度,这样的电流称为不动作电流. 不动作电流的最大值称为最大不动作电流.

最大电流吸油烟机止回阀Imax:最大电流是指PTC热敏电阻最高的电流承受能力.超过最大电流时PTC热敏电阻将会失效.

残余电流 Ir:残余电流是在最大工作电压Vmax下,热平衡状态下的电流.

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最大工作电压 Vmax:最大工作电压是指在规定的环境温度下,允许持续地保持在PTC热敏电阻上最高的电压.对同一产品而言,环境温度越高,最大工作电压值越低.

额定电压 VN:额定电压是在最大工作电压Vmax以下的供电电压.通常 Vmax = VN + 15%

击穿电压 VD:击穿电压是指PTC热敏电阻最高的电压承受能力.PTC热敏电阻在击穿电压以上时将会击穿失效

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