一.高分子PTC熱敏電阻基礎知識
高分子PTC熱敏電阻用于過(guò)流保護
1.PTC效應
說(shuō)一種材料具有PTC (Positive Temperature Coefficient) 效應, 即正溫度系數效應，僅指此材料的電阻會(huì )隨溫度的升高而增加。如大多數金屬材料都具有PTC效應。在這些材料中，PTC效應表現為電阻隨溫度增加而線(xiàn)性增加，這就是通常所說(shuō)的線(xiàn)性PTC效應。
2.非線(xiàn)性PTC效應
經(jīng)過(guò)相變的材料會(huì )呈現出電阻沿狹窄溫度范圍內急劇增加幾個(gè)至十幾個(gè)數量級的現象，即非線(xiàn)性PTC效應，如圖1所示。相當多種類(lèi)型的導電聚合體會(huì )呈現出這種效應，如高分子PTC熱敏電阻。這些導電聚合體對于制造過(guò)電流保護裝置來(lái)說(shuō)非常有用。
3. KT系列高分子PTC熱敏電阻用于過(guò)流保護
高分子PTC熱敏電阻又經(jīng)常被人們稱(chēng)為自恢復保險絲（下面簡(jiǎn)稱(chēng)為熱敏電阻），由于具有獨特的正溫度系數電阻特性（即PTC特性，如圖1所示），因而極為適合用作過(guò)流保護器件。熱敏電阻的使用方法象普通保險絲一樣，是串聯(lián)在電路中使用，如圖2所示。
圖 1. PTC熱敏電阻的電阻-溫度關(guān)系曲線(xiàn)
圖 2. 高分子PTC熱敏電阻的使用電路圖
當電路正常工作時(shí)，熱敏電阻溫度與室溫相近、電阻很小，串聯(lián)在電路中不會(huì )阻礙電流通過(guò)；而當電路因故障而出現過(guò)電流時(shí)，熱敏電阻由于發(fā)熱功率增加導致溫度上升，當溫度超過(guò)開(kāi)關(guān)溫度（Ts，見(jiàn)圖1）時(shí)，電阻瞬間會(huì )變得很大，把電路中的電流限制到很低的水平。此時(shí)電路中的電壓幾乎都加在熱敏電阻兩端，因而可以起到保護其它元件的作用。當人為切斷電路排除故障后，熱敏電阻的阻值會(huì )迅速恢復到原來(lái)的水平，電路故障排除后，熱敏電阻無(wú)需更換而可以繼續使用。圖3為熱敏電阻對交流電路保護過(guò)程中電流的變化示意圖。熱敏電阻動(dòng)作后，電路中電流有了大幅度的降低，圖中t為熱敏電阻的動(dòng)作時(shí)間。由于高分子PTC熱敏電阻的可設計性好，可通過(guò)改變自身的開(kāi)關(guān)溫度（Ts）來(lái)調節其對溫度的敏感程度，因而可同時(shí)起到過(guò)溫保護和過(guò)流保護兩種作用，如KT16－1700DL規格熱敏電阻由于動(dòng)作溫度很低，因而適用于鋰離子電池和鎳氫電池的過(guò)流及過(guò)溫保護。
圖 3. 熱敏電阻動(dòng)作過(guò)程中電路中電流的變化
環(huán)境溫度對高分子PTC熱敏電阻的影響
高分子PTC熱敏電阻是一種直熱式、階躍型熱敏電阻，其電阻變化過(guò)程與自身的發(fā)熱和散熱情況有關(guān)，因而其維持電流（Ihold）、動(dòng)作電流（Itrip）及動(dòng)作時(shí)間受環(huán)境溫度影響。圖4為熱敏電阻典型的維持電流、動(dòng)作電流與環(huán)境溫度的關(guān)系示意圖。當環(huán)境溫度和電流處于A(yíng)區時(shí)，熱敏電阻發(fā)熱功率大于散熱功率而會(huì )動(dòng)作；當環(huán)境溫度和電流處于B區時(shí)發(fā)熱功率小于散熱功率，熱敏電阻將長(cháng)期處于不動(dòng)作狀態(tài)；當環(huán)境溫度和電流處于C區時(shí)，熱敏電阻的散熱功率與發(fā)熱功率接近，因而可能動(dòng)作也可能不動(dòng)作。圖5為熱敏電阻的動(dòng)作時(shí)間與電流及環(huán)境溫度的關(guān)系示意圖。熱敏電阻在環(huán)境溫度相同時(shí)，動(dòng)作時(shí)間隨著(zhù)電流的增加而急劇縮短；熱敏電阻在環(huán)境溫度相對較高時(shí)具有更短的動(dòng)作時(shí)間和較小的維持電流及動(dòng)作電流。
圖 5. 熱敏電阻動(dòng)作特性曲線(xiàn)
圖 4 維持電流、動(dòng)作電流與溫度的關(guān)系
高分子PTC熱敏電阻動(dòng)作后的恢復特性
高分子PTC熱敏電阻由于電阻可恢復，因而可以重復多次使用。圖6為熱敏電阻動(dòng)作后，恢復過(guò)程中電阻隨時(shí)間變化的示意圖。電阻一般在十幾秒到幾十秒中即可恢復到初始值1.6倍左右的水平，此時(shí)熱敏電阻的維持電流已經(jīng)恢復到額定值，可以再次使用了。一般說(shuō)來(lái)，面積和厚度較小的熱敏電阻恢復相對較快；而面積和厚度較大的熱敏電阻恢復相對較慢。 圖 6. 熱敏電阻動(dòng)作后恢復特性曲線(xiàn)
KT系列高分子PTC熱敏電阻的特點(diǎn)
高分子PTC熱敏電阻是一種具有正溫度系數特性的導電高分子材料，它與傳統保險絲之間最顯著(zhù)的差異就是前者可以多次重復使用。這兩種產(chǎn)品都能提供過(guò)電流保護作用，但同一只高分子PTC熱敏電阻能多次提供這種保護，而保險絲在提供過(guò)電流保護之后，就必須用另外一只進(jìn)行替換。
高分子PTC熱敏電阻與雙金屬電路斷路器的主要區別在于前者在事故未被排除以前一直出于關(guān)斷狀態(tài)而不會(huì )復位，但雙金屬電路斷路器在事故仍然存在時(shí)自身就能復位，這就可能導致在復位時(shí)產(chǎn)生電磁波及火花。同時(shí)，在電路處于故障條件下重新接通電路可能損壞設備，因而不安全。高分子PTC熱敏電阻能夠一直保持高電阻狀態(tài)直到排除故障。
高分子PTC熱敏電阻與陶瓷PTC熱敏電阻的不同在于元件的初始阻值、動(dòng)作時(shí)間（對事故事件的反應時(shí)間）以及尺寸大小的差別。具有相同維持電流的高分子PTC熱敏電阻與陶瓷PTC熱敏電阻相比，高分子PTC熱敏電阻尺寸更小、阻值更低，同時(shí)反應更快。
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