1分钟快速了解PPTC

原创 韬略科技EMC 2020-11-13 15:24

产品概述

PPTC全称高分子正温度系数热敏电阻(Polymeric Positive Temperature Coefficient Thermistor ),又称自恢复保险丝。它使用具有PTC特性之高分子基填充导电复合材料所构成之热敏电阻,除此之外还有负温度系数的NTC(一般是作为传感器使用)目前该产品广泛应用于电子产品过电流保护。

PPTC对应传统熟悉的器件为保险丝,但是保险丝遇到异常电流过后器件就熔断烧毁,PPTC的特点就是在满足保护器件的同时异常电流消失后自身可以恢复到初始状态达到重复使用的目的。

工作原理

PPTC主要由聚乙烯(Polyethylene)及导体(主要成分为碳黑Carbon Black)所组成。

碳黑和导电石墨区别:碳黑和石墨的导电性都较高。但两者的形貌差别很大。碳黑是由球形纳米级颗粒组成的链状结构,而导电石墨是微米片状的,相同质量下,碳黑颗粒数更多,体积更大,且更有利于颗粒之间导电通路的形成,对极片内阻的降低更有帮助。另外,某些石墨材料负极还需加入导电碳黑的原因也是为了加强颗粒之间的导电。(颗粒体积小)在正常的操作温度下,聚乙烯紧密的将导体包裹在结晶状的结构内,而形成一条低阻抗的导电通路,如图中正常工作状态所示。因为阻抗相当的低,所以线路上流经PPTC组件的电流所产生的热能小,不会改变聚乙烯的晶体结构。

异常电流发生,导体上所产生的热能便会将聚乙烯由结晶状变成胶状(Amorphous),如图中的保护状态所示,在此种情况下,被包裹的导体便会因聚乙烯的膨胀而分离,导致阻抗迅速提高而限制异常电流流过PTC组件。异常电流消失后,导体通路又会再度结合成为正常工作状态,PPTC组件的动作原理是一种能量的平衡,当过电流流过PPTC组件时由于I2R的关系会产生热,而产生的热能部分会散发到环境中,没有散发的部分便会提高组件的温度。

使用方法

PPTC组件会与受保护的线路串连在一起,AC/DC电源皆可以使用,且没有极性。可以依电路需求使用插件或表面贴片的安装方式。

各种过流保护产品对比



总结

PPTC在实际使用过程中相对其它过流防护器件有着不可替代的优势,但是缺点也显而易见,主要是受温度影响比较大,这就限制了它的使用场景不能在高温环境下使用,但是在正常使用中,电路板在产品内部有较好的工作环境,加上它体积小、易恢复、阻值低、功耗小,越来越多的产品开始选择新型可恢复保险丝来降低产品售后维护工作量。

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