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ntc热敏电阻作用

发布时间:2012-12-06

热敏电阻

       热敏电阻器属于敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。

热敏电阻

热敏电阻


热敏电阻工作原理

  热敏电阻将长期处于不动作状态;当环境温度和电流处于c区时,热敏电阻的散热功率与发热功率接近,因而可能动作也可能不动作。热敏电阻在环境温度相同时,动作时间随着电流的增加而急剧缩短;热敏电阻在环境温度相对较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流。
 

温度-电阻特性

  1、ptc效应是一种材料具有ptc(positive temperature coefficient)效应,即正温度系数效应,仅指此材料的电阻会随温度的升高而增加。如大多数金属材料都具有ptc效应。在这些材料中,ptc效应表现为电阻随温度增加而线性增加,这就是通常所说的线性ptc效应。

2、非线性ptc效应 经过相变的材料会呈现出电阻沿狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级的现象,即非线性ptc效应,相当多种类型的导电聚合体会呈现出这种效应,如高分子ptc热敏电阻。这些导电聚合体对于制造过电流保护装置来说非常有用。

3、高分子ptc热敏电阻用于过流保护 高分子ptc热敏电阻又经常被人们称为自恢复保险丝(下面简称为热敏电阻),由于具有独特的正温度系数电阻特性,因而极为适合用作过流保护器件。热敏电阻的使用方法象普通保险丝一样,是串联在电路中使用。

        当电路正常工作时,热敏电阻温度与室温相近、电阻很小,串联在电路中不会阻碍电流通过;而当电路因故障而出现过电流时,热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升,当温度超过开关温度时,电阻瞬间会剧增,回路中的电流迅速减小到安全值.热敏电阻动作后,电路中电流有了大幅度的降低,图中t为热敏电阻的动作时间。由于高分子ptc热敏电阻的可设计性好,可通过改变自身的开关温度(ts)来调节其对温度的敏感程度,因而可同时起到过温保护和过流保护两种作用,如kt16-1700dl规格热敏电阻由于动作温度很低,因而适用于锂离子电池和镍氢电池的过流及过温保护。环境温度对高分子ptc热敏电阻的影响 高分子ptc热敏电阻是一种直热式、阶跃型热敏电阻,其电阻变化过程与自身的发热和散热情况有关,因而其维持电流(ihold)、动作电流(itrip)及动作时间受环境温度影响。当环境温度和电流处于a区时,热敏电阻发热功率大于散热功率而会动作;当环境温度和电流处于b区时发热功率小于散热功率,高分子ptc热敏电阻由于电阻可恢复,因而可以重复多次使用。电阻一般在十几秒到几十秒中即可恢复到初始值1.6倍左右的水平,此时热敏电阻的维持电流已经恢复到额定值,可以再次使用了。面积和厚度较小的热敏电阻恢复相对较快;而面积和厚度较大的热敏电阻恢复相对较慢。



热敏电阻作用

       在有电容器、加热器和马达的电子电路中,在电流接通的瞬间,必将产生一个很大的浪涌电流,这种浪涌电流作用的时间虽短,但其峰值却很大,在转换电源,开关电源,UPS电源中,这种浪涌电流甚至超过工作电流的一百倍以上。因此,必须有效地抑制这种浪涌电流。NSP功率型NTC热敏电阻器是以过渡金属氧化物为主要原料制造的半导体陶瓷元件,属于负温度系数热敏电阻器范畴,当电流直接加在功率型NTC热敏电阻器上时,其电阻值就会随着电阻体发热而迅速下降。由于功率型NTC热敏电阻器有一个规定的零功率电阻值,当其串联在电源回路中时,就可以有效地抑制开机浪涌电流,并且在完成抑制浪涌电流作用以后,由于通过其电流的持续作用,功率型NTC热敏电阻器的电阻值将下降到非常小的程度,它消耗的功率可以忽略不计,不会对正常的工作电流造成影响。所以,在电源回路中使用NSP功率型NTC热敏电阻器,是抑制开机时的浪涌电流,以保护电子设备免遭破坏的最为简便而有效的措施 。

       两脚的热敏电阻只需串入消磁线圈电路中即可(三脚的有两个热敏电阻,一个串接一个并接)。 热敏电阻在室温下一般的阻值为十几到几十欧姆。加热后阻值明显上升。 

       消磁原理是:开机时热敏电阻为冷态低阻,通电后在电流作用下升温、阻值迅速提高,因它串在消磁线圈回路工作,所以消磁线圈就是开机瞬间有大的交流工作电流(消磁)很快由于热敏电阻的阻值增大(几十至数百千欧),消磁线圈中的工作电流几乎为零(相当于开路,不工作了,即消磁线圈只在冷态开机瞬间工作)。 正常工作后,因热敏电阻与消磁线圈串联后并接在电源两端,此时的维持电流(很小)但足以使热敏电阻保持在高阻状态(工作状态)。

 

结语

新型热敏电阻

新型环保表面贴装式热敏电阻


        热敏电阻的理论研究和应用开发已取得了引人注目的成果.随着高、精、尖科技的应用,对热敏电阻的导电机理和应用的更深层次的探索,以及对性能优良的新材料的深入研究,将会取得更加迅速的发展。


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