热敏电阻的原理及应用


        
负温度系数热敏电阻简称NTC(是Negative Temperature Coefficient 的缩写),它的阻值是随着温度的升高而下降的。主要是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上xx类似锗、硅等半导体材料。 NTC热敏电阻器温度系数-2%~-6.5%, 可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。

   
    

    过流保护用PTC热敏电阻是一种对异常温度及异常电流自动保护、自动恢复的保护元件,
      俗称"自复保险丝""万次保险丝"。它取代传统的保险丝,可广泛用于马达、变压器、开关电源、电子线路等的过流过热保护,过流保护用PTC热敏电阻通过其阻值突变限制整个线路中的消耗来减少残余电流值。
      传统的保险丝在线路熔断后无法自行恢复,而过流保护用PTC热敏电阻在故障撤除后即可恢复到预保护状态,当再次出现故障时又可以实现其过流过热保护功能。
                         
      选用过流保护用PTC热敏电阻作为过流过热保护元件,
      首先确认线路{zd0}正常工作电流(就是过流保护用PTC热敏电阻的不动作电流)和过流保护用PTC热敏电阻安装位置(正常工作时){zg}环境温度、其次是保护电流(就是过流保护用PTC热敏电阻的动作电流)、{zd0}工作电压、额定零功率电阻,同时也应考虑元件的外形尺寸等因素。
       如下图所示:使用环境温度,不动作电流及动作电流三者之间的关系。

    应用原理
      当电路处于正常状态时,通过过流保护用PTC热敏电阻的电流小于额定电流,
过流保护用PTC热敏电阻处于常态,阻值很小,不会影响被保护电路的正常工作。当电路出现故障,电流大大超过额定电流时,过流保护用PTC热敏电阻陡然发热,呈高阻态,使电路处于相对"断开"状态,从而保护电路不受破坏。当故障排除后,过流保护用PTC热敏电阻亦自动回复至低阻态,电路恢复正常工作。



         图2为电路正常工作时的伏-安特性曲线和负载曲线示意图,由A点到B点,施加在PTC热敏电阻上的电压逐步升高,流过PTC热敏电阻的电流也线性增加,表明PTC热敏电阻的电阻值基本不变,
      即保持在低电阻态;由B点到E点,电压逐步升高,PTC热敏电阻由于发热而电阻迅速增大,流过PTC热敏电阻的电流的也迅速降低,表明PTC热敏电阻进入保护状态。正常的负载曲线低于B点,PTC热敏电阻就不会进入保护状态。
          通常而言有三种过流过热保护的类型:

        1、电流过流(图3):RL1为正常工作时的负载曲线,当负载阻值减少, 如变压器线路短路,负载曲线由RL1变为RL2,超过B点, PTC热敏电阻器进入保护状态;


          2、电压过流(图4):电源电压增加,如220V电源线突然升到380V,负载曲线由RL1变为RL2,超过B点, PTC热敏电阻器进入保护状态;
             


          
      3、温度过热(图5):当环境温度升高超过一定限度,PTC热敏电阻器伏-安特性曲线由A-B-E变成A-B1-F,负载曲线RL超过B1点,PTC热敏电阻器进入保护状态;

  


        过流保护电路图



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