自恢復(fù)保險絲PTC的過流保護原理解析

PTC是Positive Temperature Coefficient 的英文字頭縮寫，意思是正的溫度系數(shù)，泛指正溫度系數(shù)的半導(dǎo)體材料或元器件；若其阻值隨著環(huán)境溫度的升高而升高；相對應(yīng)的有NTC，則是Negative Temperature Coefficient的英文字頭縮寫，意思是負的溫度系數(shù)，泛指負溫度系數(shù)的半導(dǎo)體材料或元器件；若其阻值隨著環(huán)境溫度的升高而下降。

PTC熱敏電阻根據(jù)其內(nèi)部其內(nèi)部材質(zhì)的不同，通?？煞譃椋禾沾蒔TC，簡稱CPTC，和高分子PTC，簡稱PPTC。

PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的電阻元器件，其內(nèi)部的溫度超過一定的值（居里溫度）時, 它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高。典型的RT（阻值溫度）曲線如圖所示：

由于這類PTC具有阻值瞬間跳變的特性，故常用于電氣類產(chǎn)品的過流保護。

我們知道：對于一個導(dǎo)體，它的阻值為R，當(dāng)流過導(dǎo)體的電流為I，持續(xù)的時間為t時，那么，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q，可用焦耳定律來計算：Q = I^2*R*t，可見導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與流過導(dǎo)體的電流I的平方成正比，即，只要電流增加一點，產(chǎn)生的熱量Q將急劇增加。

正常工作時，由于工作電流Ih較小，流過PTC的電流所產(chǎn)生的熱量不足以達到居里點，PTC一直呈現(xiàn)為出廠時的零功率電阻Rmin，通常在毫歐姆級（具體數(shù)據(jù)，隨著PTC的系列不同而有所不同），相當(dāng)于一個開關(guān)的閉合狀態(tài)，一旦流過PTC的電流It為正常工作電流Ih的2倍時，PTC內(nèi)部集聚的熱量到達居里點，其阻值立刻將跳變到Rmax，宏觀來看，相當(dāng)于一個開關(guān)斷開，當(dāng)然開關(guān)真正斷開，其阻值為∞，通常Rmax/Rmin的比值，至少大于10^4倍。

由于PTC不分極性，串聯(lián)在負載回路中，PTC阻值的快速急劇增大，將有效地限制整個回路的工作電流，這樣就有效地保護了負載不被燒壞。當(dāng)斷開電源，整個回路的電流消失，大約1分鐘時，PTC內(nèi)部的熱量散發(fā)冷卻后，又自動恢復(fù)到初始阻值Rmin。因此PTC又叫可恢復(fù)保險絲，或自恢復(fù)保險絲，自復(fù)位過流保護器等。