详解PPTC自恢复保险丝“阻值规律”

发布时间：2021-09-17

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PTC是英语Positive Temperature Coefficient的字头缩写，PTCC自恢复保险丝是用高分子材料添加导电粒子制成的，其基本原理是能量的平衡。当电流流过元件时，产生的热量部分散发到环境中，部分增加了聚合物材料的温度。在工作电流下，产生的热量和散发的热量达到平衡，电流可以正常通过。当电流过大时，元件产生的大量热量不能及时散发，导致聚合物材料温度升高，当温度达到材料结晶融化温度时。聚合物材料聚集膨胀，阻断由导电颗粒组成的导电通路，导致电阻迅速上升，限制大电流通过，从而起到过流保护作用。
详解PPTC自恢复保险丝“阻值规律”

PTC自恢复保险丝有以下三个基本的物理定律：
（1）欧姆定律：I=U/R
（2）焦耳定律：Q＝0.24*I^2*R*t
（3）电功率：P ＝ U*I ＝I^2*R

根据欧姆定律，当负载两端施加的电压U保持不变时，整个电路的工作电流I与电路的电阻值R成反比。电阻值R越大，电流I越小。

根据焦耳定律，电流通过PPTC产生的热量Q与电流I的平方成正比。只要电路的电流I增加一点，产生的热量Q就会急剧增加一旦PPTC内部积累的热量达到其动作所需的温度。PPTC内部的导电通路会局部融化或断裂，PPTC会立即呈现高电阻值，从而将整个电路的电流限制在很小的范围内。

根据电功率公式，当PPTC受到保护时，此刻：
（1）P输入＝PRt+ PRL。
（2）式中：P输入：电源的输入功率
（3）PRt：PTC承受的功率
（4）PRL：负载获得的功率
（5）由于可恢复保险丝发生保护动作以后，Rt>>RL
（6）式中：Rt：PPTC的电阻值
（7）RL：负载的等效电阻值（推荐阅读：PTC行业术语名词解释）
（8）虽然流过二者的电流完全一致，但：PRt （＝I^2*Rt） >> PRL（＝I^2*RL）

因此：电源输入的功率，几乎都是由PPTC承担的，负载不再能获得电功率，从而达到保护负载的目的。

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