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。
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PTC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。
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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.
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% c4 J; q4 u) f5 hPTC自恢复保险丝有以下3个基本的物理学定律：

# g5 b, w9 x4 f* E& c1 h1、欧姆定律：I=U/R
" w/ p. ^" a( t. x7 g
2、焦耳定律：Q＝0.24*I^2*R*t

- F  ~4 D8 J6 G: a  ^, U3 c3、电功率：P ＝ U*I ＝I^2*R
# [- Y" `8 ~4 s3 Y8 Z; K
; K; C0 h! {7 _2 E# _* x8 O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。

) w) O+ A& Y2 b2 v; A/ [. E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。
/ N" N9 T; \  [2 j0 |' W
由电功率的公式可知，在PPTC发生保护的情况下，此刻：
4 C% _$ P" u, p. z  d3 y' W5 ^
: J7 J2 G$ d+ X' S  y
        P输入＝PRt+PRL。
! C2 A) }0 N$ R, i4 X; K
' E7 [* @2 a5 i5 e! A
# _1 K2 u) J9 T式中：

        P输入：电源的输入功率


* C" g6 m; o8 G7 e' J! c; u- Y3 G9 K, W1 Z        PRt：PTC承受的功率


        PRL：负载获得的功率
9 i4 S6 J9 x- ?/ A/ S. w) n6 K
$ D1 C8 b+ Q8 N6 \
7 v4 M5 @& V6 G" C* [% s由于可恢复保险丝发生保护动作以后，Rt>>RL

; o- z% J; \0 {, B1 i- N
8 r2 ~) O1 y" }' x9 \4 i式中：
% O" G( A3 N6 P) T. ~& F; L
        Rt：PPTC的电阻值

& ?3 W  F: g" t3 e
8 S) F7 i4 ]2 F$ s5 q% [! m* I        RL：负载的等效电阻值

/ L0 Q' L- A/ z1 N5 h' P
" h2 u) T1 |7 G# ~. h, B虽然流过二者的电流完全一致，但：
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. _# N& \- V: a        PRt(＝I^2*Rt)>>PRL(＝I^2*RL)
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4 U. ?1 C' B: G3 M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。
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PTC自恢复保险丝有以下3个基本的物理学定律