- 自復(fù)保險(xiǎn)絲的基本原理與技術(shù)特點(diǎn)
- 自復(fù)保險(xiǎn)絲與其他過載保護(hù)器件的差異
- 自復(fù)保險(xiǎn)絲的產(chǎn)品選型步驟
你真的會(huì)用自復(fù)保險(xiǎn)絲嗎？——本篇PPTC應(yīng)用指南極有可能給你好好上一課： 正確使用自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，不僅需要遵循正確的產(chǎn)品選型步驟，還要弄清楚PPTC的基本原理和技術(shù)特點(diǎn)，以及PPTC與其他過壓保護(hù)器件的差異。
1.自復(fù)保險(xiǎn)絲的基本原理與技術(shù)特點(diǎn)
1.1什么是PTC材料
PTC材料是一類電阻率隨溫度升高而變大的功能性材料，也就是其電阻率變化成正溫度系數(shù)(Posltive Temperemre Coefficient)變化的熱敏材料。這些材料又分為線性或非線性變化材料，陶瓷CPTC和高聚物PPTC材料。其中，用千保險(xiǎn)絲的為高聚物的PPTC。
PPTC是以結(jié)晶型高聚物為主體，在其中混入了導(dǎo)電性的微粒子而制成的。在常溫下，高聚物內(nèi)存在著大量結(jié)晶，導(dǎo)電性的微粒子極此相連使得混合物成導(dǎo)電狀態(tài)。當(dāng)溫度升高至結(jié)晶熔點(diǎn)之上時(shí)，晶體的熔化產(chǎn)生劇烈的膨脹，使微粒子鏈斷裂，而混合物的電阻就迅增大。
1.2自復(fù)保險(xiǎn)絲的構(gòu)造與原理
自復(fù)保險(xiǎn)絲由高分子戶丁C霎臺(tái)物制成。在常溫下因?yàn)樽杩购艿?，線路上流經(jīng)自復(fù)保險(xiǎn)絲的電流所產(chǎn)生的熱能小。自復(fù)保險(xiǎn)絲運(yùn)行在一熱能平衡的狀態(tài){發(fā)熱與失熱相當(dāng)}，不會(huì)改變聚合物的晶狀結(jié)構(gòu)，自復(fù)保險(xiǎn)絲可以通過一定的電流：若太大電流流過時(shí)自復(fù)保險(xiǎn)絲以I2R功率發(fā)熱使發(fā)熱大于散熱，溫度因此升高并使保險(xiǎn)絲膨脹，使碳粒子分離電阻增大；電阻增大使發(fā)熱更快，膨脹越迅速，使其阻值遞增加劇。當(dāng)元件內(nèi)部溫度升到 125℃，電阻增大更劇烈。電阻的增大使得線路中的電流急劇下降只，有一個(gè)小量電流仍流過元件。它足以維持元件的溫度，并使元件保持高電陰狀態(tài)。當(dāng)電源開關(guān)關(guān)閉及故障消除后，自復(fù)保險(xiǎn)絲才會(huì)冷卻。它冷卻后，會(huì)恢復(fù)至初始狀態(tài)。并重新使碳粒子相互連接。其電阻又降至可流過額定的不動(dòng)作電流水平。這種循環(huán)可重復(fù)很多次。
1.3自復(fù)保險(xiǎn)絲的特點(diǎn)
- 過電流保護(hù) 當(dāng)設(shè)備電路出現(xiàn)過電流或短路故障時(shí)，自復(fù)保險(xiǎn)絲會(huì)快速的從低電阻轉(zhuǎn)變?yōu)楦哧帬顟B(tài)，達(dá)到保護(hù)設(shè)備電路的目的。
- 自動(dòng)復(fù)位 當(dāng)引起過載電流的故障排除后，自復(fù)保險(xiǎn)絲自動(dòng)復(fù)位，無需人工拆換。
- 自鎖(非循環(huán))運(yùn)作 自復(fù)保險(xiǎn)絲觸發(fā)后，以極小的電流鎖定其高陰狀態(tài)。在電源關(guān)閉和故障排除后，才會(huì)自動(dòng)復(fù)位，從而避免了故障設(shè)備通斷惡循環(huán)現(xiàn)象。
- 耐大電流 自復(fù)保險(xiǎn)絲具有極強(qiáng)的耐大電流能力，有些型號(hào)的產(chǎn)品可承受100A的沖擊電流。
- 抗留擊 自復(fù)保險(xiǎn)絲具有抗雷擊的功能，它可以使用在那種能把電流限定在相當(dāng)?shù)偷某潭扔植粫?huì)因瞬時(shí)雷電沖擊而使系統(tǒng)失去操作性能的裝置乙中。
- 快速斷開 自復(fù)保險(xiǎn)絲功能高分子材料的本征特性。使它限制電流的速度比其他類似的裝置快得多。
下圖3是自復(fù)保險(xiǎn)絲保持電流和動(dòng)作電流與溫度的關(guān)系，自夏保瞼絲是熱敏材料制成的圍溫度的變化必定對(duì)其性能有影響。當(dāng)保險(xiǎn)絲周圍的溫度升高時(shí)觸發(fā)所需的能量就小了所以周因此保持電流就小了過自復(fù)保險(xiǎn)絲如圖3所示IHOLD和ITRIP與環(huán)境溫度的關(guān)系曲線是負(fù)斜率的。2 5''''C時(shí)線路上的電流100%流過自復(fù)保險(xiǎn)絲，若環(huán)境溫度高干或低于該值時(shí)元件的不動(dòng)作電流和動(dòng)作電流便會(huì)按一定的比例增減。
下頁內(nèi)容：自復(fù)保險(xiǎn)絲與其他過載保護(hù)器件的差異、自復(fù)保險(xiǎn)絲選型指南
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2自復(fù)保險(xiǎn)絲與其他過載保護(hù)器件的差異
電子設(shè)備上常見的過流/超溫保護(hù)器有傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲雙金屬斷路保護(hù)器及陶瓷等器件。傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲僅能保護(hù)一次燒斷后需要更換
自復(fù)保險(xiǎn)絲，可重復(fù)使用而無需更換，且體積小，易安裝。雙金屬斷路保護(hù)器能自動(dòng)復(fù)原，但是它在故障仍然存在的情況下也自己回復(fù)。這樣就再次連接故障條件，導(dǎo)致設(shè)備破壞，是不安全的，而自復(fù)保險(xiǎn)絲會(huì)一直處于高電阻狀態(tài)，直到電源被關(guān)掉，故障被清除后，再自動(dòng)復(fù)位。
自復(fù)保險(xiǎn)絲的初始電阻值，對(duì)故障的反應(yīng)時(shí)間及外型尺寸等均優(yōu)于陶瓷器件：兩種產(chǎn)品均是可復(fù)位的；但是在相同的動(dòng)作電流條件下，自復(fù)保險(xiǎn)絲比陶瓷器件明顯反應(yīng)快很多；而且自復(fù)保險(xiǎn)絲具有體積小，電阻低，響應(yīng)快等顯著優(yōu)點(diǎn)。
3產(chǎn)品選型步驟
3.1了解設(shè)備電路的工作特性，包括：
- 1)最大周邊工作溫度
- 2)25℃正常工作時(shí)的額定不動(dòng)作電流(IH)
- 3)最高工作電壓(Vrms)
- 4)25℃時(shí)最小動(dòng)作保護(hù)電流(IT)
3.2根據(jù)IH，值Vrms值產(chǎn)品類別以及安裝方式選擇一種自復(fù)保險(xiǎn)絲系列.
3.3如果設(shè)備的周邊環(huán)境溫度不是標(biāo)準(zhǔn)的25℃要根據(jù)該自復(fù)保險(xiǎn)絲系列的《環(huán)境溫度與不動(dòng)作電流關(guān)系特性圖》中的不動(dòng)作工作電流與額定不動(dòng)作電流百分比環(huán)境溫度的線性關(guān)系計(jì)算不動(dòng)作電流一，的值計(jì)算公式不動(dòng)作電流(IH)=額定不動(dòng)作電流(IH)/對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度百分比
3.4根據(jù)步驟2選定的自復(fù)保險(xiǎn)絲系列以及步驟所計(jì)算出的IH，在其對(duì)應(yīng)的規(guī)格表中選出合適的元件所選出的自復(fù)保險(xiǎn)絲的IH，須大于或等于步驟3所計(jì)算出的IH值。
3.5在所選的自復(fù)保險(xiǎn)絲所對(duì)應(yīng)的《電氣特性》和《自復(fù)保險(xiǎn)絲動(dòng)作保護(hù)時(shí)間曲線圖》中找出最小動(dòng)作保護(hù)電流(IT)和動(dòng)作時(shí)間(sec)/電流IA)的值
4保護(hù)應(yīng)用指南
以下指南列出了自復(fù)保險(xiǎn)絲元件的典型應(yīng)用推薦的元件型號(hào)規(guī)格可以在本節(jié)中找到一旦選擇了元件型號(hào)，用戶應(yīng)該針對(duì)其計(jì)劃的應(yīng)用評(píng)估和測(cè)試每一個(gè)產(chǎn)品。
4.1產(chǎn)品系列表
注意:這張表并不完整.好利來{中國)電子科片冊(cè)份有限公司歡迎我們的用戶對(duì)HOLLY自復(fù)保險(xiǎn)絲提出更多的應(yīng)用想法和要求。
4.2.工作特性
注意:元件在V=/4RmPa時(shí)可以恢復(fù)(RL=負(fù)載抗阻V=電路電壓.Pd=觸發(fā)狀態(tài)時(shí)耗散功率)
4.3.物理特性
4. 4環(huán)境特性
4.5名詞注解
不動(dòng)作電流(IH)=在規(guī)定的溫度條件下規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不導(dǎo)致自復(fù)保險(xiǎn)絲從低電阻變化到高電阻狀態(tài)的最大電流。
動(dòng)作電流(IT)=25℃的靜止空氣環(huán)境中使自復(fù)保險(xiǎn)絲電阻值呈階躍型增加時(shí)的初始電流。
最大電壓(Vrms)=自復(fù)保險(xiǎn)絲在額定電流下不受損壞能夠經(jīng)受的最大電壓。
最低/最高初始電阻{Rmin/Rmax}=25℃自復(fù)保險(xiǎn)在零功率狀態(tài)下的初始電阻范圍。
最大電流(lmax)=自復(fù)保險(xiǎn)絲在一定電壓下能夠經(jīng)受而不損壞的最大故障沖擊電流。
觸發(fā)功率(Pdmax)=在25℃自復(fù)保險(xiǎn)絲在斷開狀態(tài)的耗散功率。
斷開后電阻(R1max=)元件在規(guī)定的電流和電壓下動(dòng)作一次一小時(shí)后恢復(fù)陰抗的最大值。
