PTC基礎(chǔ)知識(shí)【教育知識(shí)】

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1、僅供內(nèi)部使用PTC熱敏電阻器基礎(chǔ)知識(shí)熱敏電阻器基礎(chǔ)知識(shí)PTC熱敏電阻器概述、常用術(shù)語、物理特性、技術(shù)特性、應(yīng)用場合、失效模式及選型。僅供內(nèi)部使用n一.概述n二.常用術(shù)語n三.物理特性n四.分類n五.技術(shù)特性n六.應(yīng)用場合n七.失效模式n八.選型目錄僅供內(nèi)部使用n PTC是Positive Temperature Coefficient 的縮寫，意思是正的溫度系數(shù)，泛指正溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件。通常我們提到的PTC是指正溫度系數(shù)熱敏電阻，簡稱PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻，超過一定的溫度(居里溫度)時(shí)，它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高。一一.概

2、述概述TRTmaxTpTcTminTnRminRnRcRpRmaxPTC熱敏電阻阻溫特性Rn-室溫零功率電阻Rmin-最小功率電阻Tc-開關(guān)溫度或居里溫度Rc-開關(guān)電阻Rmax-最大電阻Tp-平衡溫度-升阻比僅供內(nèi)部使用n 封裝型式：一一.概述概述僅供內(nèi)部使用二二.常用術(shù)語常用術(shù)語n額定零功率電阻值（Rn）在25條件下，采用足夠低的功耗所測得的熱敏電阻的直流電阻值。n最大工作電壓（Vmax）在規(guī)定的最高溫度環(huán)境下，PTC熱敏電阻器能持續(xù)承受的最大額定電壓。n最大電流（Imax）指在最大額定電壓下，允許通過PTC熱敏電阻器的最大電流（有效值）。n開關(guān)溫度（Tc）當(dāng)PTC熱敏電阻器的阻值升至2倍最

3、小阻值（Rmin）所對(duì)應(yīng)的溫度就是開關(guān)溫度，也稱居里溫度。n不動(dòng)作電流（Int）不動(dòng)作電流即額定電流或保持電流，指在規(guī)定的時(shí)間和溫度條件下，不導(dǎo)致PTC熱敏電阻器呈高阻態(tài)的最大電流。n動(dòng)作電流（It）使PTC熱敏電阻器阻值呈階躍型增加時(shí)的最小電流。僅供內(nèi)部使用二二.常用術(shù)語常用術(shù)語n最大電壓下的溫度范圍 PTC熱敏電阻器在最大電壓下仍能連續(xù)工作的環(huán)境溫度范圍，一般為-10 +70 n電阻溫度系數(shù)（T）電阻溫度系數(shù)是指過Tc和Tp兩點(diǎn)割線的斜率。T=（InRp-InRc）*100/（Tp-Tc）（%/）n耗散系數(shù)（）PTC熱敏電阻器中功率耗散的變化量與元件相應(yīng)溫度變化量之比，稱為耗散系數(shù)（mW/

4、）。=P/（T-Tr）式中：P-耗散功率；T-電阻體溫度；Tr-室溫。僅供內(nèi)部使用三三.物理特性物理特性n1.電阻-溫度特性（R-T特性）：指的是在規(guī)定電壓下，PTC熱敏電阻器的零功率電阻值與電阻本體溫度之間的關(guān)系（如下圖所示）。僅供內(nèi)部使用三三.物理特性物理特性n2.電壓-電流特性（VI特性）：指加在熱敏電阻器引出端的電壓與達(dá)到熱平衡的穩(wěn)態(tài)條件下的電流之間的關(guān)系（如下圖所示）。僅供內(nèi)部使用三三.物理特性物理特性n3.電流時(shí)間特性（IT特性）：指熱敏電阻器在施加電壓過程中，電流隨時(shí)間的變化特性。開始加電壓瞬間的電流稱為起始電流，平衡時(shí)的電流稱為殘余電流（如下圖所示）。僅供內(nèi)部使用四四.分類分類

5、n PTC熱敏電阻器根據(jù)其材質(zhì)的不同分為：1.陶瓷PTC熱敏電阻器 2.有機(jī)高分子PTC熱敏電阻器 n PTC熱敏電阻器根據(jù)其用途的不同分為：1.自動(dòng)消磁用PTC熱敏電阻器 2.延時(shí)啟動(dòng)用PTC熱敏電阻器 3.恒溫加熱用PTC熱敏電阻器 4.過流保護(hù)用PTC熱敏電阻器 5.過熱保護(hù)用PTC熱敏電阻器 6.傳感器用PTC熱敏電阻器僅供內(nèi)部使用四四.分類分類n陶瓷陶瓷PTC熱敏電阻器：熱敏電阻器：主要由BaTiO3構(gòu)成，BaTiO3陶瓷是一種典型的鐵電材料，常溫電阻率大于1012.cm，在這種材料中引入稀土元素如Y、Nb等，可使其電阻率下降到10.cm以下，成為具有很大的正溫度系數(shù)的半導(dǎo)體陶瓷材料

6、，在居里溫度以上幾十度的溫度范圍內(nèi)，其電阻率可增大410個(gè)數(shù)量級(jí)，產(chǎn)生PTC效應(yīng)。n有機(jī)高分子有機(jī)高分子PTC熱敏電阻器：熱敏電阻器：高分子PTC熱敏電阻是由填充炭黑顆粒的聚合物材料制成。這種材料具有一定導(dǎo)電能力，因而能夠通過額定的電流。如果通過熱敏電阻的電流過高，它的發(fā)熱功率大于散熱功率，此時(shí)熱敏電阻的溫度將開始不斷升高，同時(shí)熱敏電阻中的聚合物基體開始膨脹，這使炭黑顆粒分離，并導(dǎo)致電阻上升，從而非常有效地降低了電路中的電流。這時(shí)電路中仍有很小的電流通過，這個(gè)電流使熱敏電阻維持足夠溫度從而保持在高電阻狀態(tài)。當(dāng)故障排除之后，高分子PTC熱敏電阻很快冷卻并將回復(fù)到原來的低電阻狀態(tài)。僅供內(nèi)部使用四四

7、.分類分類n 陶瓷陶瓷PTC和高分子和高分子PTC熱敏電阻區(qū)別：熱敏電阻區(qū)別：高分子PTC熱敏電阻與陶瓷PTC熱敏電阻的不同在于元件的初始阻值、動(dòng)作時(shí)間（對(duì)事故事件的反應(yīng)時(shí)間）以及尺寸大小的差別。具有相同維持電流的高分子PTC熱敏電阻與陶瓷PTC熱敏電阻相比，高分子PTC熱敏電阻尺寸更小、阻值更低，同時(shí)反應(yīng)更快。一般情況下，有機(jī)高分子PTC電阻適合偶爾過流保護(hù)產(chǎn)品或線路用途，陶瓷PTC電阻適用于頻繁過流的產(chǎn)品或線路及以上所列各種用途。高分子PTC為過流6000次以后阻值無太大變化仍有PTC效應(yīng)，陶瓷的為PTC為過流10萬次以后阻值無太大變化仍有PTC效應(yīng)。僅供內(nèi)部使用五五.技術(shù)特性技術(shù)特性n

8、有恒溫、調(diào)溫、自動(dòng)控溫的特殊功能有恒溫、調(diào)溫、自動(dòng)控溫的特殊功能 當(dāng)在PTC元件施加交流或直流電壓升溫時(shí)，在居里點(diǎn)溫度以下，電阻率很低；當(dāng)一旦超越居里點(diǎn)溫度，電阻率突然增大，使其電流下降至穩(wěn)定值，達(dá)到自動(dòng)控制溫度、恒溫目的。n 不燃燒、安全可靠不燃燒、安全可靠 PTC元件發(fā)熱時(shí)不發(fā)紅，無明火（電阻絲發(fā)紅且有明火），不易燃燒。PTC元件周圍溫度超越限值時(shí)，其功率自動(dòng)下降至平衡值，不會(huì)產(chǎn)生燃燒危險(xiǎn)。n 省電省電 PTC元件的能量輸入采用比例式，有限流作用，比鎳鉻絲等發(fā)熱元件的開關(guān)式能量輸入還節(jié)省電力。n 壽命長壽命長 PTC元件本身為氧化物或聚合體，無鎳鉻絲之高溫氧化弊端，也沒有紅外線管易碎現(xiàn)象，

9、壽命長。并且多孔型比無孔型壽命更長。僅供內(nèi)部使用五五.技術(shù)特性技術(shù)特性n 結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單 PTC元件本身自動(dòng)控溫，不需另加自動(dòng)控制溫度線路裝置。特別是多孔型PTC更不需要其他散熱裝置，也不需用導(dǎo)電膠。n 使用電壓范圍廣使用電壓范圍廣 PTC元件在低壓（3-36伏）和高壓（110-240伏）下都能正常使用。最高工作電壓范圍可達(dá)1000V。n 開關(guān)溫度調(diào)整范圍大開關(guān)溫度調(diào)整范圍大 開關(guān)溫度調(diào)整范圍可達(dá)-40320。n 電阻溫度系數(shù)高電阻溫度系數(shù)高 最高超過40%/。n 電阻值范圍大電阻值范圍大 電阻值范圍可達(dá)0.120k。僅供內(nèi)部使用六六.應(yīng)用場合應(yīng)用場合n PTC熱敏電阻在電路控制及傳感器中的

10、應(yīng)用：熱敏電阻在電路控制及傳感器中的應(yīng)用：晶體管溫度補(bǔ)償電路、測溫控溫電路、過熱保護(hù)電路、孵育箱、電風(fēng)扇、彩卷沖洗、開水壺、電熱水器、電熱毯、日光燈、節(jié)能燈、電池充電、變壓器繞阻、取暖器、延遲器、壓縮機(jī)、彩電、彩顯、過流保安、液位控制、電子鎮(zhèn)流器、程控交換機(jī)、電子元件老化臺(tái)等。n PTC熱敏電阻在電熱器具中的應(yīng)用：熱敏電阻在電熱器具中的應(yīng)用：暖風(fēng)機(jī)、暖房機(jī)、干燥機(jī)（柜）、滾筒干衣機(jī)、干手器、吹風(fēng)機(jī)、卷發(fā)器、蒸汽美容器、電飯煲、驅(qū)蚊器、暖手器、干鞋器、高壓鍋、消毒柜、煤油氣化爐、電熨斗、電烙鐵、塑料焊槍、封口機(jī)等。n PTC熱敏電阻在汽車中的應(yīng)用：熱敏電阻在汽車中的應(yīng)用：電器過載保護(hù)裝置、混合加

11、熱器、低溫啟動(dòng)加熱器、燃料加熱器、蜂窩狀加熱器、燃油液位指示器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度檢測表等。僅供內(nèi)部使用七七.失效模式失效模式 n 衡量PTC熱敏電阻器可靠性有兩個(gè)主要指標(biāo)：n 1.耐電壓能力-超過規(guī)定的電壓可導(dǎo)致PTC熱敏電阻器短路擊穿，施加高電壓可淘汰耐壓低的產(chǎn)品，確保PTC熱敏電阻器在最大工作電壓（Vmax）以下是安全的；n 2.耐電流能力-超過規(guī)定的電流或開關(guān)次數(shù)可導(dǎo)致PTC熱敏電阻器呈現(xiàn)不可恢復(fù)的高阻態(tài)而失效，循環(huán)通斷試驗(yàn)不能全部淘汰早期失效的產(chǎn)品。n 在規(guī)定的使用條件下，PTC失效后呈現(xiàn)高電阻態(tài)。長期（一般大于1000小時(shí)）施加在PTC熱敏電阻器上的電壓導(dǎo)致其常溫電阻升高的幅度極小，

12、居里溫度超過200的PTC發(fā)熱元件相對(duì)要明顯。除PTC發(fā)熱元件外，陶瓷PTC失效的主要原因是由于開關(guān)操作中陶瓷體中心產(chǎn)生應(yīng)力開裂。如下圖，在PTC熱敏電阻器動(dòng)作動(dòng)過程中，PTC瓷片內(nèi)溫度、電阻率、電場、和功率密度的分布不均勻?qū)е轮行膽?yīng)力大而分層裂開。僅供內(nèi)部使用七七.失效模式失效模式 PTC瓷片內(nèi)溫度、電阻率、電場、和功率密度沿片厚度方向的分布瓷片內(nèi)溫度、電阻率、電場、和功率密度沿片厚度方向的分布 僅供內(nèi)部使用八八.選型選型 n 每一種每一種ptc熱敏電阻都有熱敏電阻都有“耐壓耐壓”、“耐流耐流”、“維持電流維持電流”及及“動(dòng)作時(shí)間動(dòng)作時(shí)間”等參數(shù)。您可以根據(jù)具體電路的要求并對(duì)照產(chǎn)品的參數(shù)進(jìn)行

13、選擇，具等參數(shù)。您可以根據(jù)具體電路的要求并對(duì)照產(chǎn)品的參數(shù)進(jìn)行選擇，具體的方法如下體的方法如下：n1.首先確定被保護(hù)電路正常工作時(shí)的最大環(huán)境溫度、電路中的工作電流、熱敏電阻動(dòng)作后需承受的最大電壓及需要的動(dòng)作時(shí)間等參數(shù)；n2.根據(jù)被保護(hù)電路或產(chǎn)品的特點(diǎn)選擇“芯片型”、“徑向引出型”、“軸向引出型”或“表面貼裝型”等不同形狀的熱敏電阻；n3.根據(jù)最大工作電壓，選擇“耐壓”等級(jí)大于或等于最大工作電壓的產(chǎn)品系列；根據(jù)最大環(huán)境溫度及電路中的工作電流，選擇“維持電流”大于工作電流的產(chǎn)品規(guī)格；n4.確認(rèn)該種規(guī)格熱敏電阻的動(dòng)作時(shí)間小于保護(hù)電路需要的時(shí)間；n 5.對(duì)照規(guī)格書中提供的數(shù)據(jù)，確認(rèn)該種規(guī)格熱敏電阻的尺寸符合要求。僅供內(nèi)部使用Shenzhen Clou Electronics Co.,Ltd.Thanks！