PTC熱敏電阻基礎(chǔ)篇：PTC熱敏電阻的工作原理是什么?

以下內(nèi)容中，小編將對(duì)PTC熱敏電阻的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進(jìn)對(duì)PTC熱敏電阻的了解，和小編一起來(lái)看看吧。

一、PTC熱敏電阻特性

熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。

但需要注意的是： 熱敏電阻在進(jìn)出口環(huán)節(jié)不屬于稅目85.41項(xiàng)下的半導(dǎo)體器件。

PTC熱敏電阻具有3個(gè)主要特性，電壓-電流特性、電流-時(shí)間特性、電阻-溫度特性。

1、電壓-電流特性(V-I特性)

電壓-電流特性即伏安特性，是指在25攝氏度靜止空氣中，夾在熱敏電阻器引出端的電壓與達(dá)到熱平衡的穩(wěn)態(tài)條件下的電流之間的關(guān)系。

PTC熱敏電阻伏安特性大致可分為三個(gè)區(qū)域：在0-VK之間的區(qū)域稱為線性區(qū)，此區(qū)域的電壓和電流之間的線性變化不大，稱為不動(dòng)作區(qū)。在VK~Vmax之間的區(qū)域稱為躍變區(qū)，此時(shí)由于PTC熱敏電阻的自熱升溫、電阻值產(chǎn)生躍變，電流隨著電壓的上升而下降，也稱為動(dòng)作區(qū)。在VD以上的區(qū)域稱為擊穿區(qū)。

2、電流-時(shí)間特性(I-T特性)

電流-時(shí)間特性是指熱敏電阻器在增加電壓過(guò)程中，電流隨著時(shí)間變化的特性。開(kāi)始加電壓瞬間的電流稱為起始電流，平衡時(shí)的電流稱為殘余電流。

3、電阻-溫度特性(R-T特性)

電阻-溫度特性是指在規(guī)定電壓下，一定溫度范圍內(nèi)，PTC熱敏電阻的零功率電阻值與電阻自身溫度的關(guān)系，也就是說(shuō)PTC熱敏電阻的電阻值隨著溫度呈上升而增大。

二、PTC熱敏電阻在電路中的工作原理

熱敏電阻將長(zhǎng)期處于不動(dòng)作狀態(tài);當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于c區(qū)時(shí)，熱敏電阻的散熱功率與發(fā)熱功率接近，因而可能動(dòng)作也可能不動(dòng)作。熱敏電阻在環(huán)境溫度相同時(shí)，動(dòng)作時(shí)間隨著電流的增加而急劇縮短;熱敏電阻在環(huán)境溫度相對(duì)較高時(shí)具有更短的動(dòng)作時(shí)間和較小的維持電流及動(dòng)作電流。

1、ptc效應(yīng)是一種材料具有ptc效應(yīng)，即正溫度系數(shù)效應(yīng)，僅指此材料的電阻會(huì)隨溫度的升高而增加。如大多數(shù)金屬材料都具有ptc效應(yīng)。在這些材料中，ptc效應(yīng)表現(xiàn)為電阻隨溫度增加而線性增加，這就是通常所說(shuō)的線性ptc效應(yīng)。

2、非線性ptc效應(yīng) 經(jīng)過(guò)相變的材料會(huì)呈現(xiàn)出電阻沿狹窄溫度范圍內(nèi)急劇增加幾個(gè)至十幾個(gè)數(shù)量級(jí)的現(xiàn)象，即非線性ptc效應(yīng)，相當(dāng)多種類型的導(dǎo)電聚合體會(huì)呈現(xiàn)出這種效應(yīng)，如高分子ptc熱敏電阻。這些導(dǎo)電聚合體對(duì)于制造過(guò)電流保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)非常有用。

3、高分子ptc熱敏電阻用于過(guò)流保護(hù)高分子ptc熱敏電阻又經(jīng)常被人們稱為自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，由于具有獨(dú)特的正溫度系數(shù)電阻特性，因而極為適合用作過(guò)流保護(hù)器件。熱敏電阻的使用方法象普通保險(xiǎn)絲一樣，是串聯(lián)在電路中使用。

當(dāng)電路正常工作時(shí)，熱敏電阻溫度與室溫相近、電阻很小，串聯(lián)在電路中不會(huì)阻礙電流通過(guò);而當(dāng)電路因故障而出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，熱敏電阻由于發(fā)熱功率增加導(dǎo)致溫度上升，當(dāng)溫度超過(guò)開(kāi)關(guān)溫度(ts)時(shí)，電阻瞬間會(huì)劇增，回路中的電流迅速減小到安全值.為熱敏電阻對(duì)交流電路保護(hù)過(guò)程中電流的變化。熱敏電阻動(dòng)作后，電路中電流有了大幅度的降低，t為熱敏電阻的動(dòng)作時(shí)間。由于高分子ptc熱敏電阻的可設(shè)計(jì)性好，可通過(guò)改變自身的開(kāi)關(guān)溫度(ts)來(lái)調(diào)節(jié)其對(duì)溫度的敏感程度，因而可同時(shí)起到過(guò)溫保護(hù)和過(guò)流保護(hù)兩種作用，如kt16-1700dl規(guī)格熱敏電阻由于動(dòng)作溫度很低，因而適用于鋰離子電池和鎳氫電池的過(guò)流及過(guò)溫保護(hù)。環(huán)境溫度對(duì)高分子ptc熱敏電阻的影響 高分子ptc熱敏電阻是一種直熱式、階躍型熱敏電阻，其電阻變化過(guò)程與自身的發(fā)熱和散熱情況有關(guān)，因而其維持電流(ihold)、動(dòng)作電流(itrip)及動(dòng)作時(shí)間受環(huán)境溫度影響。當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于a區(qū)時(shí)，熱敏電阻發(fā)熱功率大于散熱功率而會(huì)動(dòng)作;當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于b區(qū)時(shí)發(fā)熱功率小于散熱功率，高分子ptc熱敏電阻由于電阻可恢復(fù)，因而可以重復(fù)多次使用。

三、如何測(cè)量PTC熱敏電阻

用萬(wàn)用表測(cè)量熱電阻阻值，只要判定熱電阻沒(méi)有短路，也沒(méi)有斷路，電阻值是隨溫度變化而變化，即可認(rèn)為熱電阻是好的。切記：這種方法是不能作為熱電阻質(zhì)量判定依據(jù)。

一般熱電阻有銅電阻、鉑電阻、熱敏電阻。對(duì)銅電阻、鉑電阻而言：

如果測(cè)量電阻兩端，開(kāi)路了就是壞的!如果沒(méi)有開(kāi)路，但阻值很大，也是壞的!或者是把熱電阻置入熱水中，阻值沒(méi)有變化的，也是壞的。

1. 用萬(wàn)用表的電阻檔測(cè)得電阻信號(hào)。

2. 假定為PT100： 在0 攝氏度時(shí)為100 歐姆，在20度時(shí)為107.7935 歐姆。微分電阻約為：0.39歐姆/攝氏度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度，自己算一下電阻值應(yīng)為多少，然后用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)一下即可，然后用打火機(jī)加熱下熱電阻，看其阻值是否上升。

3. 熱電阻精度等參數(shù)是需要專門(mén)儀器來(lái)檢測(cè)的，萬(wàn)用表只能檢測(cè)好壞。也就是說(shuō)，作為用戶，只要判定熱電阻沒(méi)有短路，也沒(méi)有斷路，電阻值隨溫度變化而變化，即可認(rèn)為熱電阻是好的。

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