自恢复保险丝工作原理

1.自恢复保险丝，是一种过流电子保护元件，采用高分子有机聚合物在高压、高温，硫化反应的条件下，掺加导电粒子材料后，经过特殊的工艺加工而成。传统保险丝过流保护，仅能保护一次，烧断了需更换，而自恢复保险丝具有过流过热保护，自动恢复双重功能。

自恢复保险丝工作原理：
当有异常过电流通过自恢复保险丝时，产生的热量使高分子有机聚合物膨胀，包裹在高分子有机聚合物的导电粒子会分开，从而切断PTC的导电通道，使PTC电阻上升，减小异常过电流；当异常过电流故障清除后，PTC的高分子有机聚合物收缩至原先的形状重新将导电粒子联结起来，导电通道恢复，PTC电阻又恢复到原来的低阻状态。

2.自恢复保险丝选型经验:
(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）

(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您在第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。如果您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
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。

3.贴片自恢复保险丝（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。

自恢复保险丝的动作原理是一种能量的动态平衡，流过自恢复保险丝的电流由于保险丝的关系产生热量，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元件的温度。正常工作时的温度较低，产生的热和散发的热达到平衡。自恢复保险丝处于低阻状态，不动作，当流过保险丝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，自恢复保险丝仍不动作。当电流或环境温度再提高时，自恢复保险丝会达到较高的温度，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，使得自恢复保险丝温度骤增，在此阶段，很小的温度变化会造成阻值的大幅提高，这时自恢复保险丝处于高阻保护状态，阻抗的增加限制了电流，电流在很短时间内急剧下降，从而保护电路设备免受损坏，只要施加的电压所产生的热量足够自恢复保险丝散发出的热量，处于变化状态下元件便可以一直处于动作状态（高阻）。当施加的电压消失时，自恢复保险丝便会自动恢复。

4.PTC自恢复保险丝按封装结构，可分为贴片自恢复保险丝和插件自恢复保险丝，两种能做到的电压值也不一样。

在自恢复保险丝的技术指标中，有一项技术指标是Vmaxi，表示保护器在阻断状态下所承受的最大电压。也就是说：保险丝串联的电路中，当电路的电流出现异常的状态下，保险丝将在一定的时间范围内，由低电阻跃变为高电阻，从而阻止异常大电流的流过，保护后续电路不受大电流的破坏，这时电路的电压几乎全部加在保险丝上。如果这时加在保险丝上的电压超过Vmaxi，很容易造成保险丝的损坏，出现永久性的破坏，使保险丝出现不能恢复的现象。

贴片保险丝主要应用于锂电池、数码相机、逆变器、LED驱动、笔记本、背光源、液晶驱动电路、电动工具、电动玩具等电子产品。从传统的玻璃管保险丝，到微型保险丝、贴片自恢复保险丝，由于产品工艺上的差异，它们的选型的侧重点也略有不同。

5.贴片自恢复保险丝使用时应该注意哪些事项？

(1).贴片自恢复保险丝的选择涉及下列因素：ED驱动、笔记本、背光源、液晶驱动电路、电动工具、电动玩具等电子产品。从传统的玻璃管保险丝，到微型保险丝、贴片保险丝，由于产品工艺上的差异，它们的选型的侧重点也略有不同。脉冲、冲击电流、浪涌电流、启动电流和电路瞬变值。贴片保险丝尤其关注这一点，由于体积小带来的工艺方面的原因，贴片保险丝的抗冲击能力远小于同样额定电流的玻璃管保险丝或其他体积较大的保险丝。
(2).电路的过载电流大小及过载电流存在的最短和最长时间。通常需要使用示波器测试和理论计算相结合判断过载电流大小。对保险丝的基本要求是不该断的时候不能断（比如在出现浪涌电流的时候），该断的时候一定要在适当的时间内断（比如出现需要切断的过载电流的时候）。
(3).保险丝的环境温度。贴片保险丝应用于便携式设备时，要适当考虑保险丝的温升，也就是考虑保险丝额定电流的折减。保险丝工作时的环境温度应在规定的工作温度范围之内，当保险丝周围的环境温度超过25℃时，应参照温度折减曲线降级使用。
(4).施加在保险丝上的外加电压。通常贴片自恢复保险丝应用于便携式设备，电路工作电压一般都不高，只要贴片自恢复保险丝的额定电压高于电路工作电压，就可以放心选用。
(5).产品的认证。例如出口到北美，一定需要有UL或CSA认证。目前出口到欧洲的产品还需要符合欧盟的RoHS指令，也就是通常提到的SGS等环保认证。

6.自恢复保险丝相关特性：
(1).对电流和温度比较敏感，电阻随温度和电流的增加而增大；
(2).响应速度慢，一般几十毫秒甚至几秒，与电流大小有关；
(3)自恢复特性，在额定范围内可重复使用；
(4).在电路正常状态下，PTC处于低阻状态，对电路不产生影响；（但存在一定的压降）
(5).应用时串联在电路中；

自恢复保险丝参数详解：
保持电流（Ihold）：25℃静止空气环境中不触发电阻突越的最高电流。
触发电流（Itrip）： 25℃静止空气环境中PTC聚合物自复保险丝从低阻转为高阻抗的最小电流。
最大电压（Vmax）：PTC聚合物自复保险丝的最大工作电压。
最大电流（Imax）： PTC聚合物自复保险丝能承受的最大电流。
动作功率（Pdtyp.）：25℃环境温度时PTC聚合物自复保险丝动作状态下的消耗功率。
动作时间（Ttrip）：5倍保持电流下最大动作时间。

自恢复保险丝选型指南：
自恢复保险丝广泛应用于通信、安防、工业、汽车、消费类等电子产品的电源线、通信线及 I/O 口等过流保护。那么，在实际电路保护之中，该怎么选择合适型号的自恢复保险丝达到最好的防护效果呢？

第1步：确定被保护电路正常工作的标准工作电流、最大工作电压、最大故障电流、最大工作环境温度、动作时间等参数；
第2步：根据被保护电路或产品的特点，确定是插件PTC还是贴片PTC；
第3步：根据最大工作电压选出耐压等级大于等于最大工作电压的PTC产品
第4步：根据电路中最大环境温度和标准工作电流，对照PTC温度折减率选出合适的产品规格；
第5步：根据该型号PTC的动作时间曲线图确认选出的产品是否符合要求动作保护时间；
第6步：根据PTC规格书中的数据，确定尺寸要求；
在实际过程之中，很多被保护的电路要求极其复杂，PTC具体型号的选取，还是要根据实验测试后最终做定夺。