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。
# E- A# t+ F( J) ?
* j' J9 x4 z+ O  @+ L2 s/ O5 MPTC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 T: u- {- m" i5 Q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.

  K  R+ S" b2 z' m9 d% }PTC自恢复保险丝有以下3个基本的物理学定律：

' f4 D9 P5 I2 _1、欧姆定律：I=U/R

5 x. v- `% A% a9 I% h( E9 p2、焦耳定律：Q＝0.24*I^2*R*t
8 U3 W. X" `# ~; X) q
3、电功率：P ＝ U*I ＝I^2*R
/ q2 {# J2 M/ X$ a7 ?
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。
, o9 P- ~  [: u, d" v
8 a2 ]' E& a9 U& W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。
2 R0 T; y; G  ]3 R9 J+ t
由电功率的公式可知，在PPTC发生保护的情况下，此刻：

- E1 k, U" c/ p( |: m
  c9 z/ ~  l, M9 V+ X4 u        P输入＝PRt+PRL。
* ~5 g" {/ R+ L( g

式中：
/ n( \; F# R1 `% s# Y0 D9 G
# N- }! h* H# |/ ]& f+ ^        P输入：电源的输入功率
  p, r3 L# [6 ]# X( n6 h) M+ g0 Z

0 A; X) v7 A9 M9 J        PRt：PTC承受的功率

% }. H& c3 T) ]9 {# u$ |
        PRL：负载获得的功率
$ I- y9 j, M! [# t" O) ^+ q

& Y6 f' S. T- ^6 t) O$ T1 T由于可恢复保险丝发生保护动作以后，Rt>>RL
4 a+ {4 P1 I! g% h% x! {8 x
) v( j( K% z6 O
2 ?3 N) E( a8 P) w式中：
* @/ r' H  f: W1 a
        Rt：PPTC的电阻值
- [8 I) ^9 D; c- r) O

        RL：负载的等效电阻值
) P1 S8 V  F- J

3 |; F6 ^' Q# l5 A虽然流过二者的电流完全一致，但：
) i% k, h  b) ?- `: l. s) Z
$ [, O; c9 ~% T        PRt(＝I^2*Rt)>>PRL(＝I^2*RL)
: s- q& L2 a; |
6 t% j' F" G; ^7 }$ W* h7 E3 w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。
1 z' A1 I7 E. g

, }0 j% ?6 p" X. q* m5 a2 b- j

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PTC自恢复保险丝有以下3个基本的物理学定律