PPTC元件的工作塬理
PPTC電路保護(hù)元件採用半晶體狀聚合物與導(dǎo)電性顆粒復(fù)合製成。在正常溫度下，這些導(dǎo)電性顆粒在聚合物內(nèi)構(gòu)成了低電阻的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)。但是，如果溫度上升到元件的切換溫度（Tsw）時(shí)，無論這種狀況是大電流造成的，還是由于環(huán)境溫度的上升造成的，聚合物內(nèi)的晶體物質(zhì)將會(huì)融化并成為無定形物質(zhì)。在晶體相融化階段出現(xiàn)的體積增大會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電性顆粒在液力作用下分隔，并使元件的電阻值出現(xiàn)巨大的非線性成長(zhǎng)。
典型情況下，電阻值將增加3個(gè)或者更多的數(shù)量級(jí)。電阻值增加后能夠?qū)⒐收蠗l件下流經(jīng)的電流數(shù)量降低到較低的穩(wěn)態(tài)水準(zhǔn)，從而保護(hù)電路內(nèi)的設(shè)備。在故障排除以及電路電源斷開以前，PPTC元件將保持在閂鎖（高阻值）狀態(tài)；而在導(dǎo)電性復(fù)合材料冷卻下來并重新結(jié)晶后，PPTC元件將重新恢復(fù)低阻值狀態(tài)。
在正常工作情況下，PPTC元件產(chǎn)生的或者散失的熱量處于一個(gè)相對(duì)低溫的平衡狀態(tài)，如圖2中的1點(diǎn)所示。當(dāng)環(huán)境溫度不變而流過元件的電流增加時(shí)，元件所產(chǎn)生的熱量也會(huì)隨之增加。如果增加的電流是微不足道的其所產(chǎn)生的熱量能夠散失到環(huán)境中，元件會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)較高的溫度，如圖3中的2點(diǎn)所示。
圖2：PPTC元件保護(hù)電路為回應(yīng)過流或者過溫情況，從低電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)到高電阻狀態(tài)。
圖3：PPTC元件的典型工作曲線。
相反的，如果不是電流增加而是環(huán)境溫度上升，元件會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)較高的溫度，可能再次到達(dá)如塬理圖中的第2點(diǎn)。第2點(diǎn)也可能為電流和溫度增加共同作用下的結(jié)果。隨著電流、溫度或者兩者結(jié)合的進(jìn)一步增加，將會(huì)引起元件升溫并達(dá)到電阻迅速增加的溫度，如圖中第3點(diǎn)所示，這就是所謂的曲線低端拐點(diǎn)。任何進(jìn)一步的電流或者環(huán)境溫度增加將導(dǎo)致元件產(chǎn)生熱量的速度比其向環(huán)境中散失熱量的速度更快，使其溫度迅速的升高。
在這個(gè)階段中，隨著非常小的溫度變化將產(chǎn)生一個(gè)非常大的電阻值升高，如圖中第3點(diǎn)與第4點(diǎn)之間所示。這是處于PPTC元件跳閘時(shí)的一個(gè)正常的工作區(qū)域。電阻增大導(dǎo)致電路中流經(jīng)的電流相應(yīng)的減少。
因?yàn)榈?點(diǎn)和第4點(diǎn)之間的溫度變化之間是很微小，這種關(guān)係將一直保持直到元件達(dá)到曲線上第4點(diǎn)的上拐點(diǎn)。只要外部施加的電源電壓保持在這個(gè)電平，則元件會(huì)一直閉鎖在跳閘狀態(tài)。一旦外施電壓斷開、電源迴圈啟動(dòng)后，PPTC元件將重定到低阻態(tài)狀態(tài)，電路恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。
圖4說明了PPTC跳閘前后保護(hù)HB LED照明系統(tǒng)的電路。此圖表明瞭在跳閘后電流是如何被降低，從而保護(hù)電路免受過流、過溫情況所造成的損壞。
圖4：PPTC元件跳閘前后的電路狀態(tài)。