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詳解PPTC自恢復保險絲“阻值規律”

發布時間:2021-09-17
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PTC是英語Positive Temperature Coefficient的字頭縮寫,PTCC自恢復保險絲是用高分子材料添加導電粒子制成的,其基本原理是能量的平衡。當電流流過元件時,產生的熱量部分散發到環境中,部分增加了聚合物材料的溫度。在工作電流下,產生的熱量和散發的熱量達到平衡,電流可以正常通過。當電流過大時,元件產生的大量熱量不能及時散發,導致聚合物材料溫度升高,當溫度達到材料結晶融化溫度時。聚合物材料聚集膨脹,阻斷由導電顆粒組成的導電通路,導致電阻迅速上升,限制大電流通過,從而起到過流保護作用。
詳解PPTC自恢復保險絲“阻值規律”
PTC自恢復保險絲有以下三個基本的物理定律:
(1)歐姆定律:I=U/R
(2)焦耳定律:Q=0.24*I^2*R*t
(3)電功率:P = U*I =I^2*R
 
根據歐姆定律,當負載兩端施加的電壓U保持不變時,整個電路的工作電流I與電路的電阻值R成反比。電阻值R越大,電流I越小。
 
根據焦耳定律,電流通過PPTC產生的熱量Q與電流I的平方成正比。只要電路的電流I增加一點,產生的熱量Q就會急劇增加一旦PPTC內部積累的熱量達到其動作所需的溫度。PPTC內部的導電通路會局部融化或斷裂,PPTC會立即呈現高電阻值,從而將整個電路的電流限制在很小的范圍內。
 
根據電功率公式,當PPTC受到保護時,此刻:
(1)P輸入=PRt+ PRL。
(2)式中:P輸入:電源的輸入功率
(3)PRt:PTC承受的功率
(4)PRL:負載獲得的功率
(5)由于可恢復保險絲發生保護動作以后,Rt>>RL
(6)式中:Rt:PPTC的電阻值
(7)RL:負載的等效電阻值  (推薦閱讀:PTC行業術語名詞解釋)
(8)雖然流過二者的電流完全一致,但:PRt (=I^2*Rt)  >>  PRL(=I^2*RL)
 
因此:電源輸入的功率,幾乎都是由PPTC承擔的,負載不再能獲得電功率,從而達到保護負載的目的。
 
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