速成PPTC（自恢复保险丝）选型

PPTC(全称PolymericPositive Temperature Coefficient Thermistor )，中文名 高分子正温度系数热敏电阻，又称「自恢复保险丝」。

 

PPTC一般由聚乙稀 (Polyethylene)及导体(主要成分为碳黑CarbonBlack)所构成。由于PPTC具备自恢复的物理特性，被广泛应用于消费类电子产品、计算机、照明、仪表等行业的过电流保护。

 

插件结构的PPTC

 

 

 

PPTC的工作原理

 

 

 

 

在正常的操作温度下，聚乙稀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左所示。因为阻抗较低，所以线路上流经PPTC组件的电流所产生的热能小，不会改变聚乙稀的晶体结构。

 

当异常电流发生，导体上所产生的热能便会将聚乙稀由结晶状变成胶状(Amorphous)，如图右所示，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低阻抗。

 

PPTC阻温特性（R-T）曲线

 

 

 

PPTC的选型要点

 

 

【1.确定电路的以下参数】

 

a.最大工作环境温度 

b.标准工作电流 

c.最大工作电压（Umax） 

d.最大故障电流（Imax）

 

电流动作时间特性曲线

 

 

【2.选择能适应电路最大环境温度和标准工作电流的自恢复保险丝元件】

使用温度折减{环境温度(℃）的工作电流（A）}表并选择与电路最大环境温度最匹配的温度。浏览该栏以查阅等于或大于电路标准工作电流值。

 

【3.将所选元件的最大电气额定值与电路最大工作电压和故障电流作比较】

使用电气特性表来验证第2步中所选的元件是否将采用电路的最大工作电压和故障电流。

 

查阅装置的最大工作电压和最大故障电流。确保Umax和Imax大于或等于电路的最大工作电压和最大故障电流。

 

【4.确定动作时间】

动作时间是当故障电流出现在整台装置上时将此元件切换到高电阻状态所用的时间量。

 

为了提供预期的保护功能，明确自恢复保险丝元件的工作时间是很重要的。如果所选择的元件动作过快，则会出现异常动作或有害的动作。如果元件动作过慢，则受到保护的组件在元件切换到高电阻状态之前可能损坏。

 

使用25℃的典型动作时间曲线来确定自恢复保险丝元件的动作时间对于电路来说是过快还是过慢。如果是则返回第2步重新选择备用元件。

 

【5.验证环境工作温度】

 

 

PPTC环境温度电流值折减率表

 

确保应用场合的最小和最大环境温度在自恢复保险丝元件的工作温度范围内。大多数自恢复保险丝元件的工作温度范围介于-40℃到85℃。

 

【6.验证自恢复保险丝元件的外形尺寸】

使用外形尺寸表来将您选择的自恢复保险丝的外形尺寸与应用场合的空间条件比较。

 

 

PPTC产品结构

 

 

1.SMD-Type（贴片结构）

 

1.防焊绝缘层—环氧树脂

2.本体组件—聚合树脂+导体+镀镍铜箔

3.电极—铜、锡

 

 

贴片PPTC

 

 

 

 

2.R-type（插件结构）

 

1.保护层—Epoxy

2.电极层—铜、镍

3.本体组件—聚合树脂+导体

4.引脚—镀锡铜线

 

 

 

 

3.S-Type（电池片结构）

 

 

1.镍带—镍

2.贴膜—聚脂

3.胶片—聚乙烯、碳黑

4.镀镍铜箔—镍、铜

 

 

PPTC和其他过流保护元件对比

 

 

 

类型	优点	缺点
PPTC	重复使用 功耗低 阻值低 尺寸小	有漏电流
CPTC （陶瓷PTC热敏电阻）	重复使用 可用于高压电流电路	响应时间慢 功耗高 高温下有NTC效应
Fuse （熔断保险丝）	功耗低 无漏电流 可用于高压电流电路	无法重复使用 尺寸大 成本高
双金属片  Bimetal	重复使用 阻值低 无漏电流	使用寿命低 不适用于微电子电路
限流集成电路 Current-limiting IC's	重复使用 响应时间快 可提供回馈的信号	对线路电压比较敏感 有限涌流保护 容易受软件干扰 成本高

 

 

PPTC的应用场景

 

 

·汽车市场：车载电源、ECU控制板、计费器、蓄电池、空调、车载仪表、行车记录仪、收音模块、胎压监测等

 

·计算机&照明：硬盘机、IEEE 1394、USB接口、电源供应器、节能灯、电子镇流器、LED灯具、曝光灯等

 

·电池&消费电子市场：可充电电池、锂电池、遥控器、条形码扫描仪、POS机、充电器、蓝牙耳机、照相机、洗衣机、吹风机等

 

·通讯市场&智能家居：智能音响、调光开关、控制台、语音控制、影音控制

交换机

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用户终端设备、电话机等

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·仪器仪表：电表、电能表、传感器、高压表、化工分析仪、探测器、温度控制器、数据采集器、扫描仪等

 

·工业市场&新能源：工业控制系统、太阳能、风能、生物质能、地热能、化工能等