原创 硕凯电子SOCAY自恢复保险丝PPTC工作原理及选型应用

硕凯电子SOCAY自恢复保险丝PPTC工作原理及选型应用                                         

Socay （Sylvia）

1、产品简述

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。它有三种封装形式：引线型、薄片型（带型）和贴装型。  

2、工作原理

（1）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，电阻变化显著，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。

（2）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。

（3）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。 

3、特性曲线

4、主要特性参数

①保持电流IH：不会使电阻值突变的最大电流。

②触发电流IT：能使电阻值突然变大的最小电流，一般为保持电流的两倍。

③动作时间Ttrip：通过5IH（LP系列）或3IH（LBR系列）或规定电流（其它系列）的最大动作时间。电流越大或/和温度越高，则动作时间越短。

④最大电压Vmax：在额定电流下能承受的最大电压，有时也用能承受的最大冲击电压Vmax interrupt。

⑤最大电流Imax：在额定电压下能承受的最大故障电流。

⑥动作功率Pdtyp：动作状态下消耗的功率。

⑦静态电阻R：在不加电的情况下电阻值应在静态电阻最小值Rmin和最大值Rmax所确定的范围之内，即Rmin≤R≤Rmax。特别要指出的是，以上参数都是在温度为25℃的静止空气中的数值，温度不同时会有所变化。保持电流IH、触发电流IT、动作时间Ttrip和都随着温度的升高而减小，随着温度的降低而增大。 

5、命名规则

6、封装及分类

（1）贴片型封装形式有：0603,0805,1206,1210,1812,2016,2920

（2）引线型

耐压值有（V）：06，16，30，60，90，130，250，600

（3）薄片形 

7、产品特点

聚合物自复保险丝与普通保险丝最明显的区别在于其可自复的特性。尽管两者都能提供过流保护，但是聚合物自复保险丝可以提供很多次过流保护而普通保险丝一旦熔断，必须更换以使电路正常工作。聚合物自复保险丝的表现有些类似于时间延迟保险丝，两者都需将自身的散热考虑进去，但是聚合物自复保险丝不象时间延迟保险丝按照I2t进行散热，因为聚合物自复保险丝在开始阶段并没有工作。聚合物自复保险丝与双金属片的区别不在于可自复性，双金属片当故障仍然存在时便可自复。当其动作时产生较大的电压并将可能损坏设备的故障重新接通。聚合物自复保险丝会一直处于高电阻状态直至故障被排除。聚合物自复保险丝与陶瓷自复保险丝的区别在于它们的初始电阻,对故障的反应时间以及尺寸大小。两者都属自复型，但与具有相同保持电流的陶瓷自复保险丝相比，聚合物自复保险丝由于尺寸更小其动作更快。聚合物自复保险丝与可承载过压装置联合使用通常应用于通讯领域。对于许多故障事件，可控硅、气体放电管或二极管等可承载过压装置能够提供保护。聚合物自复保险丝在某些故障事件中可以保护这些过压保护装置，当然聚合物自复保险丝还可以提供过流保护。

如果正确保存实际上聚合物自复保险丝的寿命没有界限。在过热、过湿的环境中，聚合物自复保险丝的某些特性可能受到损坏。在通常保存情况下，聚合物自复保险丝寿命可以视为无限。 

8、选型及应用

使用指导：

    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。

    自恢复保险丝一般串联在需要保护的电路前端使用。用于代替电流保险丝可免除经常更换的麻烦。