- 自復保險絲的基本原理與技術特點
- 自復保險絲與其他過載保護器件的差異
- 自復保險絲的產品選型步驟
你真的會用自復保險絲嗎？——本篇PPTC應用指南極有可能給你好好上一課： 正確使用自恢復保險絲，不僅需要遵循正確的產品選型步驟，還要弄清楚PPTC的基本原理和技術特點，以及PPTC與其他過壓保護器件的差異。
1.自復保險絲的基本原理與技術特點
1.1什么是PTC材料
PTC材料是一類電阻率隨溫度升高而變大的功能性材料，也就是其電阻率變化成正溫度系數(shù)(Posltive Temperemre Coefficient)變化的熱敏材料。這些材料又分為線性或非線性變化材料，陶瓷CPTC和高聚物PPTC材料。其中，用千保險絲的為高聚物的PPTC。
PPTC是以結晶型高聚物為主體，在其中混入了導電性的微粒子而制成的。在常溫下，高聚物內存在著大量結晶，導電性的微粒子極此相連使得混合物成導電狀態(tài)。當溫度升高至結晶熔點之上時，晶體的熔化產生劇烈的膨脹，使微粒子鏈斷裂，而混合物的電阻就迅增大。
1.2自復保險絲的構造與原理
自復保險絲由高分子戶丁C霎臺物制成。在常溫下因為阻抗很低，線路上流經自復保險絲的電流所產生的熱能小。自復保險絲運行在一熱能平衡的狀態(tài){發(fā)熱與失熱相當}，不會改變聚合物的晶狀結構，自復保險絲可以通過一定的電流：若太大電流流過時自復保險絲以I2R功率發(fā)熱使發(fā)熱大于散熱，溫度因此升高并使保險絲膨脹，使碳粒子分離電阻增大；電阻增大使發(fā)熱更快，膨脹越迅速，使其阻值遞增加劇。當元件內部溫度升到 125℃，電阻增大更劇烈。電阻的增大使得線路中的電流急劇下降只，有一個小量電流仍流過元件。它足以維持元件的溫度，并使元件保持高電陰狀態(tài)。當電源開關關閉及故障消除后，自復保險絲才會冷卻。它冷卻后，會恢復至初始狀態(tài)。并重新使碳粒子相互連接。其電阻又降至可流過額定的不動作電流水平。這種循環(huán)可重復很多次。
1.3自復保險絲的特點
- 過電流保護 當設備電路出現(xiàn)過電流或短路故障時，自復保險絲會快速的從低電阻轉變?yōu)楦哧帬顟B(tài)，達到保護設備電路的目的。
- 自動復位 當引起過載電流的故障排除后，自復保險絲自動復位，無需人工拆換。
- 自鎖(非循環(huán))運作 自復保險絲觸發(fā)后，以極小的電流鎖定其高陰狀態(tài)。在電源關閉和故障排除后，才會自動復位，從而避免了故障設備通斷惡循環(huán)現(xiàn)象。
- 耐大電流 自復保險絲具有極強的耐大電流能力，有些型號的產品可承受100A的沖擊電流。
- 抗留擊 自復保險絲具有抗雷擊的功能，它可以使用在那種能把電流限定在相當?shù)偷某潭扔植粫蛩矔r雷電沖擊而使系統(tǒng)失去操作性能的裝置乙中。
- 快速斷開 自復保險絲功能高分子材料的本征特性。使它限制電流的速度比其他類似的裝置快得多。
下圖3是自復保險絲保持電流和動作電流與溫度的關系，自夏保瞼絲是熱敏材料制成的圍溫度的變化必定對其性能有影響。當保險絲周圍的溫度升高時觸發(fā)所需的能量就小了所以周因此保持電流就小了過自復保險絲如圖3所示IHOLD和ITRIP與環(huán)境溫度的關系曲線是負斜率的。2 5''''C時線路上的電流100%流過自復保險絲，若環(huán)境溫度高干或低于該值時元件的不動作電流和動作電流便會按一定的比例增減。
下頁內容：自復保險絲與其他過載保護器件的差異、自復保險絲選型指南
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2自復保險絲與其他過載保護器件的差異
電子設備上常見的過流/超溫保護器有傳統(tǒng)保險絲雙金屬斷路保護器及陶瓷等器件。傳統(tǒng)保險絲僅能保護一次燒斷后需要更換
自復保險絲，可重復使用而無需更換，且體積小，易安裝。雙金屬斷路保護器能自動復原，但是它在故障仍然存在的情況下也自己回復。這樣就再次連接故障條件，導致設備破壞，是不安全的，而自復保險絲會一直處于高電阻狀態(tài)，直到電源被關掉，故障被清除后，再自動復位。
自復保險絲的初始電阻值，對故障的反應時間及外型尺寸等均優(yōu)于陶瓷器件：兩種產品均是可復位的；但是在相同的動作電流條件下，自復保險絲比陶瓷器件明顯反應快很多；而且自復保險絲具有體積小，電阻低，響應快等顯著優(yōu)點。
3產品選型步驟
3.1了解設備電路的工作特性，包括：
- 1)最大周邊工作溫度
- 2)25℃正常工作時的額定不動作電流(IH)
- 3)最高工作電壓(Vrms)
- 4)25℃時最小動作保護電流(IT)
3.2根據(jù)IH，值Vrms值產品類別以及安裝方式選擇一種自復保險絲系列.
3.3如果設備的周邊環(huán)境溫度不是標準的25℃要根據(jù)該自復保險絲系列的《環(huán)境溫度與不動作電流關系特性圖》中的不動作工作電流與額定不動作電流百分比環(huán)境溫度的線性關系計算不動作電流一，的值計算公式不動作電流(IH)=額定不動作電流(IH)/對應的環(huán)境溫度百分比
3.4根據(jù)步驟2選定的自復保險絲系列以及步驟所計算出的IH，在其對應的規(guī)格表中選出合適的元件所選出的自復保險絲的IH，須大于或等于步驟3所計算出的IH值。
3.5在所選的自復保險絲所對應的《電氣特性》和《自復保險絲動作保護時間曲線圖》中找出最小動作保護電流(IT)和動作時間(sec)/電流IA)的值
4保護應用指南
以下指南列出了自復保險絲元件的典型應用推薦的元件型號規(guī)格可以在本節(jié)中找到一旦選擇了元件型號，用戶應該針對其計劃的應用評估和測試每一個產品。
4.1產品系列表
注意:這張表并不完整.好利來{中國)電子科片冊份有限公司歡迎我們的用戶對HOLLY自復保險絲提出更多的應用想法和要求。
4.2.工作特性
注意:元件在V=/4RmPa時可以恢復(RL=負載抗阻V=電路電壓.Pd=觸發(fā)狀態(tài)時耗散功率)
4.3.物理特性
4. 4環(huán)境特性
4.5名詞注解
不動作電流(IH)=在規(guī)定的溫度條件下規(guī)定的時間內不導致自復保險絲從低電阻變化到高電阻狀態(tài)的最大電流。
動作電流(IT)=25℃的靜止空氣環(huán)境中使自復保險絲電阻值呈階躍型增加時的初始電流。
最大電壓(Vrms)=自復保險絲在額定電流下不受損壞能夠經受的最大電壓。
最低/最高初始電阻{Rmin/Rmax}=25℃自復保險在零功率狀態(tài)下的初始電阻范圍。
最大電流(lmax)=自復保險絲在一定電壓下能夠經受而不損壞的最大故障沖擊電流。
觸發(fā)功率(Pdmax)=在25℃自復保險絲在斷開狀態(tài)的耗散功率。
斷開后電阻(R1max=)元件在規(guī)定的電流和電壓下動作一次一小時后恢復陰抗的最大值。
