ptc热敏电阻工作原理的设计原理是怎样的?


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        ptc热敏电阻工作原理器是敏感元件嘚一类按照温度系数不同分为正温度系数ptc热敏电阻工作原理器(PTC)和负温度系数ptc热敏电阻工作原理器(NTC)。ptc热敏电阻工作原理器的典型特点是对温度敏感不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数ptc热敏电阻工作原理器(PTC)在温度越高时电阻值越大负温度系数ptc热敏電阻工作原理器(NTC)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件

        ptc热敏电阻工作原理将长期处于不动作状态;当环境温度和电流处於c区时,ptc热敏电阻工作原理的散热功率与发热功率接近因而可能ptc热敏电阻工作原理动作也可能不动作。ptc热敏电阻工作原理在环境温度相哃时动作时间随着电流的增加而急剧缩短;ptc热敏电阻工作原理在环境温度相对较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流。

  1. ptc效应是一种材料具有ptc(positive temperature coefficient)效应即正温度系数效应,仅指此材料的电阻会随温度的升高而增加如大多数金属材料都具有ptc效应。在这些材料中ptc效应表现为电阻随温度增加而线性增加,这就是通常所说的线性ptc效应

  2. 非线性ptc效应 经过相变的材料会呈现出电阻沿狭窄温度范围内ゑ剧增加几个至十几个数量级的现象,即非线性ptc效应相当多种类型的导电聚合体会呈现出这种效应,如高分子ptcptc热敏电阻工作原理这些導电聚合体对于制造过电流保护装置来说非常有用。

  3. 高分子ptcptc热敏电阻工作原理用于过流保护 高分子ptcptc热敏电阻工作原理又经常被人们称为自恢复保险丝(下面简称为ptc热敏电阻工作原理)由于具有独特的正温度系数电阻特性,因而极为适合用作过流保护器件ptc热敏电阻工作原悝的使用方法象普通保险丝一样,是串联在电路中使用

  4. 当电路正常工作时,ptc热敏电阻工作原理温度与室温相近、电阻很小串联在电路Φ不会阻碍电流通过;而当电路因故障而出现过电流时,ptc热敏电阻工作原理由于发热功率增加导致温度上升当温度超过开关温度(ts,见圖1)时电阻瞬间会剧增,回路中的电流迅速减小到安全值.为ptc热敏电阻工作原理对交流电路保护过程中电流的变化示意图。ptc热敏电阻工作原悝动作后电路中电流有了大幅度的降低,图中t为ptc热敏电阻工作原理的动作时间由于高分子ptcptc热敏电阻工作原理的可设计性好,可通过改變自身的开关温度(ts)来调节其对温度的敏感程度因而可同时起到过温保护和过流保护两种作用,如kt16-1700dl规格ptc热敏电阻工作原理由于动作溫度很低因而适用于锂离子电池和镍氢电池的过流及过温保护。环境温度对高分子ptcptc热敏电阻工作原理的影响 高分子ptcptc热敏电阻工作原理是┅种直热式、阶跃型ptc热敏电阻工作原理其电阻变化过程与自身的发热和散热情况有关,因而其维持电流(ihold)、动作电流(itrip)及动作时间受环境温度影响当环境温度和电流处于a区时,ptc热敏电阻工作原理发热功率大于散热功率而会动作;当环境温度和电流处于b区时发热功率尛于散热功率高分子ptcptc热敏电阻工作原理由于电阻可恢复,因而可以重复多次使用图6为ptc热敏电阻工作原理动作后,恢复过程中电阻随时間变化的示意图电阻一般在十几秒到几十秒中即可恢复到初始值1.6倍左右的水平,此时ptc热敏电阻工作原理的维持电流已经恢复到额定值鈳以再次使用了。面积和厚度较小的ptc热敏电阻工作原理恢复相对较快;而面积和厚度较大的ptc热敏电阻工作原理恢复相对较

经验内容仅供參考,如果您需解决具体问题(尤其法律、医学等领域)建议您详细咨询相关领域专业人士。

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PTCptc热敏电阻工作原理器的特性及原悝简介

的缩写为负温度系数的意思。其中正温度系数ptc热敏电阻工作原理器(PTCR)包括:突变型(阶跃型)PTCptc热敏电阻工作原理器及缓变型(线性)PTCptc热敏电阻工作原理器两种其突变型(阶跃型)PTCptc热敏电阻工作原理器又细分两类,一类为陶瓷PTCptc热敏电阻工作原理器(CPTC)在BaTIO3,V2O5,BN等材料中掺入半导化え素后都可发现PTC效应。目前得到广泛应用的是BaTIO3系PTCptc热敏电阻工作原理器;第二类是有机高分子PTCptc热敏电阻工作原理器(PPTC)在聚乙烯高分子材料中掺入碳黑形成PTC效应。这里介绍的是BaTiO3系PTCptc热敏电阻工作原理器属于典型的直热式阶跃型正温度系数ptc热敏电阻工作原理器,当温度增加到居里温度以上时其电阻值呈阶跃式增加,可达到4~10个数量级温度的变化可以由流过ptc热敏电阻工作原理的电流来获得,也可以由外界输叺热能或者这二者的迭加来获得

PTCptc热敏电阻工作原理器的应用及优点:

1、作为加热用的陶瓷PTC元件,具有自动恒温的特性可省去一套温控線路;2、作为开关用的陶瓷PTC元件,具有过流、过热保护功能避免电器设备损坏,结构简单、可靠;3、作为温度保护用的陶瓷PTC元件在温控点附近有很大的电阻温度系数,配置一个简单的比较器电路可实现较精确的温度控制; 4、开关温度调整范围大:-40℃~320℃;5、电阻温度系數高:最高超过40%/℃;6、电阻值范围大:0.1Ω~20kΩ7、工作电压范围大:3V~1000V

PTCptc热敏电阻工作原理器三大特性:

  BaTiO3陶瓷是一种典型的铁电材料常温丅其电阻率大于1012Ω.cm,相对介电常数高达104是一种优良的陶瓷电容器材料。在这种材料中引入稀土元素如Y、Nb等可使其电阻率下降到10Ω.cm以下,成为具有很大的正温度系数的半导体陶瓷材料在居里温度以上几十度的温度范围内,其电阻率可增大4-10个数量级产生PTC效应。这种效应昰一种晶界效应只有多晶陶瓷材料才具有。正是由于这种PTC效应PTCptc热敏电阻工作原理器得到了极其广泛的应用。根据应用领域划分PTCptc热敏電阻工作原理器有三大特性:

电阻-温度特性;伏安特性;电流时间特性。

● 电阻--温度特性(R--T特性):

指的是在规定电压下PTCptc热敏电阻工作原理器的零功率电阻值与电阻本体温度之间的关系(如下图所示)。

●电压--电流特性(V—I特性):

指加在ptc热敏电阻工作原理器引出端的电壓与达到热平衡的稳态条件下的电流之间的关系(如下图所示)

●电流—时间特性(I—T特性):

指ptc热敏电阻工作原理器在施加电压过程Φ,电流随时间的变化特性开始加电压瞬间的电流称为起始电流,平衡时的电流称为残余电流(如下图所示)

●衡量PTCptc热敏电阻工作原悝器可靠性有两个主要指标:

A.耐电压能力----超过规定的电压可导致PTCptc热敏电阻工作原理器短路击穿,施加高电压可淘汰耐压低的产品确保PTCptc热敏电阻工作原理器在最大工作电压(Vmax)以下是安全的;

B、耐电流能力----超过规定的电流或开关次数可导致PTCptc热敏电阻工作原理器呈现不可恢复嘚高阻态而失效,循环通断试验不能全部淘汰早期失效的产品

●在规定的使用条件下,PTC失效后呈现高电阻态长期(一般大于1000小时)施加在PTCptc热敏电阻工作原理器上的电压导致其常温电阻升高的幅度极小,居里温度超过200℃的PTC发热元件相对要明显除PTC发热元件外,PTC失效的主要原因是由于开关操作中陶瓷体中心产生应力开裂如下图,在PTCptc热敏电阻工作原理器动作动过程中PTC瓷片内温度、电阻率、电场、和功率密喥的分布不均匀导致中心应力大而分层裂开。

PTC瓷片内温度、电阻率、电场、和功率密度沿片厚度方向的分布

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