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。

- @4 w. o, U9 `$ Y5 YPTC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。

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：
5 L, I6 G# e+ _( W. e9 m- A
, c0 [- a' d9 }" ^' X( {" t1 `1、欧姆定律：I=U/R
2 p: U% Q* \0 j) y- {
2、焦耳定律：Q＝0.24*I^2*R*t
3 `# T: ?  F% _* m; o
3 {: O- O8 J+ n; B( R8 y3、电功率：P ＝ U*I ＝I^2*R
5 r# L0 H/ T7 \, z1 r- K% L. h) C
. [* b0 t/ E5 G2 b& p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。
" N% t% n" ]- D  }
% V) C" ^/ |1 G6 M$ z* V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。
  i0 J6 v' \) V" [7 f, O
由电功率的公式可知，在PPTC发生保护的情况下，此刻：
8 o8 X+ D7 d* ?7 j" J( L
; a! c' w+ X$ ]) e" q1 p
, @4 V) V$ L2 k        P输入＝PRt+PRL。
- X) f% K" S% f$ h1 c) F# j+ O

式中：
% H8 W, J( ^% p7 H) C2 ~2 t
        P输入：电源的输入功率

2 Z; D' B& q( p
  T) s3 T* ?9 C' H7 e; b+ i  x        PRt：PTC承受的功率
* S4 `; {$ F2 c% C5 E) |" E
" Q( B8 @" S: @! d) e8 J& v: f
        PRL：负载获得的功率


由于可恢复保险丝发生保护动作以后，Rt>>RL


式中：

        Rt：PPTC的电阻值


        RL：负载的等效电阻值


* _6 \% H" o  y5 A$ k/ B1 j虽然流过二者的电流完全一致，但：
. X0 Z4 L$ l+ @9 N. P
# c( S9 Q7 w/ }' B7 ?+ h9 ~        PRt(＝I^2*Rt)>>PRL(＝I^2*RL)
( ?/ O6 K8 g# d6 I' u
  d2 x1 A/ A& C- V( z' q- d2 s2 n" T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。

% z" T4 d; m2 }( i

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PTC自恢复保险丝有以下3个基本的物理学定律