PTC介紹以及與FUSE的比較

PTC介紹以及與FUSE的綜合比較

AEM科技陳峰1PTC介紹-基礎(chǔ)知識(shí)高分子正溫度系數(shù)(PTC)過(guò)流/過(guò)熱保護(hù)元件PTC,PositiveTemperaturecoefficient通俗的解釋：可以重復(fù)使用的保險(xiǎn)絲熱敏電阻PTCNTCPPTC(高分子)CPTC(陶瓷)2PTC介紹-工作原理自復(fù)保險(xiǎn)絲（熱敏電阻類）是由聚合物與導(dǎo)電粒子等所構(gòu)成,在經(jīng)過(guò)特殊加工后,導(dǎo)電粒子在聚合物中構(gòu)成鏈狀導(dǎo)電通路。當(dāng)電路通過(guò)正常工作電流，自復(fù)保險(xiǎn)絲呈低阻狀態(tài)(圖a)；當(dāng)電路中有異常過(guò)電流通過(guò)時(shí)，大電流產(chǎn)生的熱量使聚合物迅速膨脹，切斷導(dǎo)電粒子自復(fù)保險(xiǎn)絲呈高阻狀態(tài)(圖b)；當(dāng)電路中過(guò)電流消失后，聚合物冷卻，體積恢復(fù)正常，其中導(dǎo)電粒子又重新構(gòu)成導(dǎo)電通路，自我恢復(fù)到初始狀態(tài)(圖c)。故自復(fù)保險(xiǎn)絲又俗稱可恢復(fù)保險(xiǎn)絲、高分子PTC、PPTC。3PTC介紹-工作原理自復(fù)保險(xiǎn)絲電阻值與溫度變化的關(guān)系圖如圖d。圖中a點(diǎn)溫度較低，PTC產(chǎn)生的熱和散發(fā)的熱達(dá)到平衡；b點(diǎn)溫度較高時(shí)，PTC產(chǎn)生的熱開(kāi)始大于散發(fā)的熱；c點(diǎn)為溫度繼續(xù)增加時(shí)，PTC達(dá)到熱平衡臨界點(diǎn)(居里點(diǎn))，此時(shí)很小的溫度變化就可以導(dǎo)致阻值大幅度的增加；d點(diǎn)是PTC處于高阻值狀態(tài)，阻礙大電流通過(guò)，從而保護(hù)電路不受損壞。4PTC介紹-專業(yè)術(shù)語(yǔ)Ihold=保持電流:裝置能夠維持4小時(shí)而不動(dòng)作的最大電流.Itrip*=動(dòng)作電流:在沒(méi)有流動(dòng)空氣的20°C條件下，裝置將動(dòng)作的最小電流。* 條件是裝置沒(méi)有連續(xù)的重復(fù)的動(dòng)作

Vmax=在額定電流(Imax)條件下，裝置能夠抵擋而不致被損壞的最大電壓（DC）Imax=在額定電壓(Vmax)條件下，裝置能夠抵擋而不致被損壞的最大故障電流.5PTC介紹-專業(yè)術(shù)語(yǔ)Isc/Imax

定義在直流額定電壓下的最大額定分?jǐn)嗄芰?-40APd=在沒(méi)有流動(dòng)空氣的20°C條件下動(dòng)作時(shí)，從裝置中消散的功率.6PTC介紹-PTC產(chǎn)品的性能考核點(diǎn)只有一個(gè)類似于保險(xiǎn)絲標(biāo)準(zhǔn)指定的考點(diǎn)。

-Itrip=2*Ihold7PTC介紹-

PTC產(chǎn)品的老化在動(dòng)作和功率消散的同時(shí)，必然的老化被認(rèn)為是由于聚合體和和它的結(jié)構(gòu)的退化.PTC的每一次動(dòng)作都會(huì)加大一些電阻，(第一次更顯著)右圖為熱敏電阻動(dòng)作后，恢復(fù)過(guò)程中電阻隨時(shí)間變化的示意圖。電阻一般在幾十秒到幾分鐘內(nèi)可恢復(fù)到初始值1.6倍左右的水平，此時(shí)熱敏電阻的維持電流已經(jīng)恢復(fù)到額定值，可以再次使用了。但如果外界環(huán)境溫度很高時(shí)（如120℃），熱敏電阻不能復(fù)位。8PTC介紹-PTC的失效形式

高分子PTC熱敏電阻典型失效形式是產(chǎn)品室溫電阻變得太大，這時(shí)產(chǎn)品的維持電流將變小。為了獲得UL認(rèn)證，熱敏電阻必須達(dá)到兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：（1）能斷路6000次而仍具有PTC能力；（2）保持?jǐn)嗦窢顟B(tài)1000小時(shí)而仍具有PTC能力。如果熱敏電阻在故障狀態(tài)時(shí)超過(guò)了它的額定電壓或電流，或者斷路次數(shù)超出了UL檢測(cè)要求，則熱敏電阻可能變形和燃燒。9PTC與FUSE的比較PTC與FUSE相同點(diǎn)：它們?cè)陔娐分卸计疬^(guò)流保護(hù)作用。但它們?cè)诓牧稀?gòu)造、電性能及運(yùn)用方面有較大區(qū)別，各有特點(diǎn)。10PTC與FUSE的比較-產(chǎn)品構(gòu)成、種類PolymerPTC&CeramicPTCRadialTypeSMDTypeStrapTypeDiscType

PTCFUSES

SMDFuse(SurfaceMountDevice)MiniatureFusesMicroFusesAUTOFuses

產(chǎn)業(yè)用

FusesThermalFuses11PTC與FUSE的比較-構(gòu)造原理正常狀態(tài)TRIP狀態(tài)

PolymerPTC是由導(dǎo)電性物質(zhì)Carbon和Polyolefin等樹脂混合成型，平時(shí)Carbon是有導(dǎo)電作用的。而隨著溫度的上升，它的阻值會(huì)增加，進(jìn)而形成Trip的元素。

PolymerPTC的熔斷過(guò)程

SMDFuse的熔斷過(guò)程正常狀態(tài)熔斷狀態(tài)

Fuse是由Cu或Ag等非金屬構(gòu)成的FusibleElement。這種導(dǎo)電性回路因浪涌電流而釋放出來(lái)的能量

(I2RT)使FusibleElement熔斷并切斷了回路。12PTC與FUSE的比較-對(duì)溫度的反映

PTC和

Fuse不同，是受到周圍溫度影響很多的元素。

PTC，即使沒(méi)有電流流過(guò)只因周圍環(huán)境的溫度變化就能形成Trip現(xiàn)象，所以在選擇PTC時(shí)要考慮很多因素。13PTC與FUSE的比較-動(dòng)作時(shí)間某品牌PTC：I：****-0750B

AEM-F1206FA14PTC與FUSE的比較-膨脹需求施加在熱敏電阻上的壓力可能影響產(chǎn)品的電性能。如果在熱敏電阻切斷電路時(shí)壓力太大并限制了產(chǎn)品的膨脹，這將使熱敏電阻失去特定的功能而損壞。AEM-FUSE在熔斷的時(shí)候不需要也不會(huì)產(chǎn)生任何形變。15PTC與FUSE的比較-差異總結(jié)區(qū)分PolymerPTCFUSE可否恢復(fù)可恢復(fù)一次性熔斷工作溫度85℃Trip125℃額定電壓6V~24V(SMD)24V~125V(SMD)額定電流2.6A(SMDType)20A(SMDFuse)動(dòng)作穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定動(dòng)作后阻值變大無(wú)反應(yīng)速度(過(guò)載電流)慢快基體形變有無(wú)沖擊次數(shù)6，000100，000出現(xiàn)In-rush時(shí)的反應(yīng)沒(méi)有影響有影響16PTC與FUSE的比較-應(yīng)用PTC產(chǎn)品最大特點(diǎn)是在過(guò)流響應(yīng)后，能自恢復(fù)。所以，它最適合應(yīng)用在熱插撥的場(chǎng)合，例如USB接口。FUSE是一次性熔斷的產(chǎn)品，在過(guò)流保護(hù)后，F(xiàn)USE就熔斷，從物理上切斷電路，徹底保護(hù)電路，消除安全隱患，避免故障擴(kuò)大。17PTC與FUSE的比較-電池保護(hù)板中的運(yùn)用PTC、FUSE在電池保護(hù)板中，都起二重保護(hù)的作用。在保護(hù)電路正常情況下，輸出端短路或過(guò)流時(shí)，保護(hù)電路先動(dòng)作。只有保護(hù)電路不起過(guò)流保護(hù)作用或保護(hù)電路本身短路故障時(shí)，PTC或FUSE才有過(guò)流保護(hù)動(dòng)作。PTC呈高阻狀態(tài)，F(xiàn)USE開(kāi)路。在故障沒(méi)有消除前，PTC的可恢復(fù)性，對(duì)安全性沒(méi)有好處。它本身也是一個(gè)低概率事件。