浅谈PPTC自恢复保险丝阻值规律

Zjianeng

PTC是英文Positive Temperature Coefficient 的字头缩写。
5 X* r7 K% e: H1 m& r; A$ @' r
- @5 D, t; z) O3 RPTC自恢复保险丝是由高分子材料添加导电粒子制成,其基本原理是一种能量的平衡，当电流流过元件时产生热量，所产生的热量一部分散发到环境中去，一部分增加了高分子材料的温度。
0 t2 d9 f9 r2 F! O0 ~: A3 s, T* K
* s2 Y! x! Z, b. h在工作电流下，产生的热量和散发的热量达到平衡电流可以正常通过，当过大电流通过时，元件产生大量的热量不能及时的散发出去，导致高分子材料温度上升，当温度达到材料结晶融化温度时，高分子材料集聚膨胀，阻断由导电粒子组成的导电通路，导致电阻迅速上升，限制了大电流通过，从而起到过流保护作用.

PTC自恢复保险丝有以下3个基本的物理学定律：

1、欧姆定律：I=U/R
3 ]: u: w  L% x5 v0 ^; z
2、焦耳定律：Q＝0.24*I^2*R*t

6 }: Z$ Y0 w) u" X9 {3、电功率：P ＝ U*I ＝I^2*R
6 j* k+ s* }7 }; w4 K
" i* v9 [) e" T# r由欧姆定律可知，当施加在负载两端的电压U保持不变时，整个回路的工作电流I，与回路的电阻值R成反比，这个电阻值R越大，电流I将会越小。
# l) ?; u( n4 O. s% w- K
1 Q4 H  ^* ^  W3 j% p/ |由焦耳定律可知，电流流过PPTC产生的热量Q，与电流I的平方成正比，当回路的电流I只要增加一点，产生的热量Q将急剧增加，一旦PPTC内部累积的热量到达它动作所需要的温度，PPTC内部的导电通路将局部融化或断裂，PPTC会立刻呈现出很高的电阻值，从而将整个回路的电流限制在一个很小的范围内。
6 H4 `( H! q) _' m: ?
6 K# Z) |& Z3 n+ O5 c, J( o由电功率的公式可知，在PPTC发生保护的情况下，此刻：
2 R! L; ~# ]/ z* p5 D& X

        P输入＝PRt+PRL。


式中：

& N" ^" p5 H$ ^3 d1 G5 G& I/ ?        P输入：电源的输入功率
; Q) W3 t9 e6 R8 ?0 h  z
/ g% x3 D; A& Y
: X6 q' W( g9 g) M        PRt：PTC承受的功率


' j2 l) m, e6 E" F  E* c& y        PRL：负载获得的功率
' ?. E  J$ l6 `' {* g9 u: L

由于可恢复保险丝发生保护动作以后，Rt>>RL

( z5 J1 d- [( k5 _
式中：
0 E" L6 k# @: t& A# G" E* ~2 U
& m" F, l: g. A. X; X- ^$ r; y) R- M1 {0 @        Rt：PPTC的电阻值

2 Y3 B& S2 Y" [' P2 g
        RL：负载的等效电阻值
- Z8 Q" W; x" k& x
! X) Z% A( ]% C' ^1 c
" t; j( ^7 ~- B  K! n虽然流过二者的电流完全一致，但：
5 Q3 R. S% F/ G! c, t. k3 I  L# P
' l5 [7 c. w7 ^  v$ k; o        PRt(＝I^2*Rt)>>PRL(＝I^2*RL)

故：电源输入的功率，几乎都由PPTC来承担了，负载不再能够获得电功率，从而达到了保护负载的目的。
$ Y/ m' P7 O5 v& @( V
# S. \. u" x7 y3 F5 }' t6 m- c

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PTC自恢复保险丝有以下3个基本的物理学定律