自恢复保险丝的工作原理及选型应用

unsemi

2017-6-1 11:18:34

3083 保险丝

自恢复保险丝（ PPTC ：高分子自恢复保险丝）是一种正温度系数聚合物热敏电阻，作过流保护用，可代替电流保险丝。电路正常工作时它的阻值很小（压降很小），当电路出现过流使它温度升高时，阻值急剧增大几个数量级，使电路中的电流减小到安全值以下，从而使后面的电路得到保护，过流消失后自动恢复为低阻值。其效果与开关元件类似，只是响应速度较慢。

工作原理：

PPTC------聚合物自复保险丝由聚合物基体及使其导电的碳黑粒子组成。由于聚合物自复保险丝为导体，其上会有电流通过。当有过电流通过聚合物自复保险丝时，产生的热量（为I2R）将使其膨胀。从而碳黑粒子将分开、聚合物自复保险丝的电阻将上升。这将促使聚合物自复保险丝更快的产生热、膨胀得更大，进一步使电阻升高。当温度达到125°C时，电阻变化显着，从而使电流明显减小。此时流过聚合物自复保险丝的小电流足以使其保持在这个温度和处于高阻状态。当故障清除后，聚合物自复保险丝收缩至原来的形状重新将碳黑粒子联结起来，从而降低电阻至具有规定的保持电流这个水平。上述过程可循环多次。

PPTC可恢复保险丝的动作原理是一种能量的动态平衡，流过PPTC元件的电流由于PPTC的关系产生热量，产生的热全部或部分散发到环境中，而没有散发出去的热便会提高PPTC元件的温度。

正常工作时的温度较低，产生的热和散发的热达到平衡。PPTC元件处于低阻状态，PPTC不动作，当流过PPTC元件的电流增加或环境温度升高，但如果达到产生的热和散发的热的平衡时，PPTC仍不动作。当电流或环境温度再提高时，PPTC会达到较高的温度。若此时电流或环境温度继续再增加，产生的热量会大于散发出去的热量，使得PPTC元件温度骤增，在此阶段，很小的温度变化会造成阻值的大幅提高，这时PPTC元件处于高阻保护状态。

选型及应用

根据线路最大工作电压V、正常工作电流I、故障电流If及最高使用环境温度TM选择合适的型号。在最高使用环境温度TM时，应满足：

①IH（TM）略大于I；

②IT（TM）≤If≤Imax；

③Vmax≥V。

这里的线路电压、电流是指直流或交流有效值。