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自恢複保險絲如何選型？選型方法有哪些

發布時間： 2020-07-01

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原標題:自恢複保險絲如何選型？選型方法有哪些
自恢複保險絲是一種熱敏半導體材料，靈敏度本身就不高，如果不考慮靈敏度是完全可以用的，保險絲主要的參數就是熔斷電流，隻要耐壓超過實際電路中的電壓就行了，比如我們常見的玻璃管的保險絲，一般標的耐壓都是250VAC，但實際應用的時候，不管是交流的直流的，不管是220V還是12V都是一樣的，考慮的是熔斷電流高靈敏度的還是需要快斷的保險絲是，自恢複保險絲屬於慢斷類型保險絲，自恢複保險絲的材料因為通電後發熱，當電流過大發熱到一定程度的時候，材料就不導電了，這個和普通的保險絲是一個道理，隻不過普通的保險絲是一次型熔斷而已。
自恢複保險絲、自恢複保險絲如何選型？選型方法有哪些

自恢複保險絲是由經過特殊處理的聚合樹脂(Polymer)及分布在裏麵的導電粒子(Carbon Black)組成。在正常操作下聚合樹脂緊密地將導電粒子束縛在結晶狀的結構外，構成鏈狀導電電通路，此時的自恢複保險絲為低阻狀態：
(a)，線路上流經自恢複保險絲的電流所產生的熱能小，不會改變晶體結構。當線路發生短路或過載時，流經自恢複保險絲的大電流產生的熱量使聚合樹脂融化，體積迅速增長，形成高阻狀態
(b)，工作電流迅速減小，從而對電路進行限製和保護。當故障排除後，自恢複保險絲重新冷卻結晶，體積收縮，導電粒子重新形成導電通路，自恢複保險絲恢複為低阻狀態，從而完成對電路的保護，無須人工更換。
自恢複保險絲沒有極性，阻抗小，安裝方便，將其串聯關於被保護電器的線路中即可，電源直流或交流均可。
自恢複保險絲的動作原理動作原理
自恢複保險絲的動作原理是一種能量的動態平衡，流過自恢複保險絲係列元件的電流由於自恢複保險絲係列的關係產生熱量，產生的熱全部或部分散發到環境中，而沒有散發出去的熱便會提高自恢複保險絲係列元件的溫度。正常工作時的溫度較低，產生的熱和散發的熱達到平衡。自恢複保險絲係列元件處於低阻狀態，自恢複保險絲係列不動作，當流過自恢複保險絲係列元件的電流增加或環境溫度升高，但如果達到產生的熱和散發的熱的平衡時，自恢複保險絲係列仍不動作。當電流或環境溫度再提高時，自恢複保險絲係列會達到較高的溫度。
若此時電流或環境溫度繼續再增加，產生的熱量會大於散發出去的熱量，使得自恢複保險絲係列元件溫度驟增，在此階段，很小的溫度變化會造成阻值的大幅提高，這時自恢複保險絲係列元件處於高阻保護狀態，阻抗的增加限製了電流，電流在很短時間內急劇下降，從而保護電路設備免受損壞，隻要施加的電壓所產生的熱量足夠自恢複保險絲係列元件散發出的熱量，處於變化狀態下自恢複保險絲係列元件便可以一直處於動作狀態（高阻）。當施加的電壓消失時，自恢複保險絲係列便可以自動恢複了。
高分子PTC熱敏電阻動作後的恢複特性
高分子PTC熱敏電阻由於電阻自恢複，因而可以重複多次使用。下圖為熱敏電阻動作後，恢複過程中電阻隨時間變化的示意圖。電阻一般在十幾秒到幾十秒中即自恢複到初始值1.6倍左右的水平，此時熱敏電阻的維持電流已經恢複到額定值，可以再次使用了。一般說來，麵積和厚度較小的熱敏電阻恢複相對較快；而麵積和厚度較大的熱敏電阻恢複相對較慢。
溫度對自恢複保險絲元件的影響
高分子PTC自恢複保險絲是一種直熱式、階躍型熱敏電阻，其電阻變化過程與自身的發熱和散熱情況有關，因而其維持電流IH、動作電流IT及動作時間受環境溫度影響。下圖為熱敏電阻典型的維持電流、動作電流與環境溫度的關係示意圖。當環境溫度和電流處於A區時，熱敏電阻發熱功率大於散熱功率而會動作；當環境溫度和電流處於B區時，熱敏電阻的散熱功率與發熱功率接近，因而可能動作也可能不動作；當環境溫度和電流處於C區時發熱功率小於散熱功率，熱敏電阻將長期處於不動作狀態。
自恢複保險絲選型指南
1、列出設備線路上的平均工作電流(I)和最大的工作電壓(V)
2、列出工作環境溫度正常值及範圍，按折減率計算正常電流Ih (詳見環境溫度與電流值的折減率表) Ih =平均工作電流(I) ÷ 環境溫度與電流值的折減率
3、根據L 、V值,產品類別及安裝方式選擇一種自恢複保險絲係列。(參考各規格表)
4、選出的自恢複保險絲的I值必須小於或等於Ih，額定電流是在一定的條件下給出的，如果要求工作在較寬的溫度範圍，應該留有一定的裕量，一般可以取1.5-2倍。
5、Vmax指的是擊穿電壓，交直流均可以用。
6、保護動作時間與電流成反比，但是至少是額定電流的兩倍，類似於熔絲管。
7、由於是半導體聚合物器件，所以開關次數不會那末少的。
8、使用時注意它有一定導通電阻，額定電流越大，電阻越小；高壓型的電阻要更大一些。
1、額定零功率電阻
　　PPTC熱敏電阻應按零功率電阻分檔包裝，並在外包裝標明阻值範圍。耐壓、耐流能力測試後，每組樣品中自身前的電阻變化率極差δ|Ri後-Ri前/Ri前-（Rj後-Rj前）/Rj前 |≤100%
2、PTC效應
　　說一種材料具有PTC (Positive Temperature Coefficient) 效應, 即正溫度係數效應，僅指此材料的電阻會隨溫度的升高而增加。如大多數金屬材料都具有PTC效應。在這些材料中，PTC效應表現為電阻隨溫度增加而線性增加，這就是通常所說的線性PTC效應。
3、非線性PTC效應
　　經過相變的材料會呈現出電阻沿狹窄溫度範圍內急劇增加幾個至十幾個數量級的現象，即非線性PTC效應。相當多種類型的導電聚合體會呈現出這種效應，如高分子PTC熱敏電阻。這些導電聚合體對於製造過電流保護裝置來說非常有用。
4、初始電阻 Rmin
　　在被安裝到電路中之前，環境溫度為25℃的條件下測試，自恢複保險絲係列的高分子PTC熱敏電阻的阻值。
5、 Rmax
　　在室溫條件下，自恢複保險絲係列高分子PTC熱敏電阻動作或回流焊接安裝到電路板中一小時後測得的最大電阻值。
6、最小電阻（Rmin）/最大電阻（Rmax）
　　在指定環境溫度下，例如：25℃，安裝到電路之前特定型號的自恢複保險絲係列高分子熱敏電阻的阻值會在規定的一個範圍內，即在最小值（Rmin）和最大值（Rmax）之間。此值被列在規格書中的電阻欄裏。
7、維持電流 Ihold
　　維持電流是自恢複保險絲係列高分子PTC熱敏電阻保持不動作情況下可以通過的最大電流。在限定環境條件下，裝置可保持無限長的時間，而不會從低阻狀態轉變至高阻狀態。
8、動作電流 Itrip
　　在限定環境條件下，使自恢複保險絲係列高分子熱敏電阻在限定的時間內動作的最大穩態電流。
9、最大電流 Imax （耐流值）
　　在限定狀態下，自恢複保險絲係列高分子PTC熱敏電阻安全動作的最大動作電流，即熱敏電阻的耐流值。超過此值，熱敏電阻有可能損壞，不能恢複。此值被列在規格書中的耐流值一欄裏。
10、泄漏電流Ires
　　自恢複保險絲係列高分子PTC熱敏電阻鎖定在其高阻狀態時，通過熱敏電阻的電流。
11、最大工作電流/正常操作電流
　　在正常的操作條件下，流過電路的最大電流。在電路的最大環境工作溫度下，用來保護電路的自恢複保險絲係列高分子PTC熱敏電阻的維持電流一般來說比工作電流大。
12、動作
　　自恢複保險絲係列高分子PTC熱敏電阻在過電流發生或環境溫度增加時由低阻值向高阻值轉變的過程。
13、動作時間
　　過電流發生開始至熱敏電阻動作完成所需的時間。對任何特定的自恢複保險絲係列高分子PTC熱敏電阻而言，流經電路的電流越大，或工作的環境溫度越高，其動作時間越短。
14、Vmax 最大電壓（耐壓值）
　　在限定條件下，自恢複保險絲係列高分子PTC熱敏電阻動作時，能安全承受的最高電壓。即熱敏電阻的耐壓值。超過此值，熱敏電阻有可能被擊穿，不能恢複。此值通常被列在規格書中的耐壓值一欄裏。
15、最大工作電壓
　　在正常動作狀態下，跨過自恢複保險絲係列高分子PTC熱敏電阻兩端的最大電壓。在許多電路中，相當於電路中電源的電壓。
16、導電聚合體
　　在此指由導電粒子（炭黑，碳纖維，金屬粉末，金屬氧化物等）填充絕緣的高分子材料（聚烯烴，環氧樹脂等）而製得的導電複合材料。
17、環境溫度
　　在熱敏電阻或者一個聯有熱敏電阻元件的電路周圍靜止空氣的溫度。
18、工作溫度範圍
　　P元件可以安全工作的環境溫度範圍。
19、最大工作環境溫度
　　預期元件可以安全工作的最高環境溫度。
20、功率耗損
　　自恢複保險絲係列高分子PTC熱敏電阻動作後所消耗的功率，通過計算流過熱敏電阻的泄漏電流和跨過熱敏電阻的電壓的乘積得到。
21、高溫，高濕老化
　　在室溫下，測量自恢複保險絲係列高分子PTC熱敏電阻在較長時間(如150小時)處於較高溫度(如85℃)及高濕度(如85% 濕度)狀態前後的阻值的變化。
22、被動老化測試
　　室溫下，測量自恢複保險絲係列高分子PTC熱敏電阻長時間(如1000小時)處於較高溫度(如70℃或85℃)狀態前後的阻值變化。
23、冷熱打擊測試
　　在室溫下，自恢複保險絲係列高分子PTC熱敏電阻的阻值在溫度循環前後的變化的測試結果。(例如，在-55℃及+125℃之間循環10次)。
24、PTC強度β
　　PTC熱敏電阻具有足夠的PTC強度且不能出現NTC現象。 β=lgR140°C/R室溫≥5 R140°C、R室溫為140℃與室溫時的額定零功率電阻值。
25、動作特性
　　PTC熱敏電阻在耐壓、耐流試驗前、後都應進行不動作特性測試，並且，其中R為進行不動作特性試驗時熱敏電阻兩端的U/I，Rn為額定零功率電阻初測值或複測值。
26、恢複時間
　　PTC熱敏電阻動作後的恢複時間應不大於60S。
27、失效模式試驗
　　在進行失效模式試驗時，高聚PTC熱敏電阻可能隨試驗或處於失效狀態，允許的失效模式是開路或高阻狀態，但整個試驗過程中不得出現低阻態或起明火。
常見問題如下:
1、高分子PTC熱敏電阻主要應用於哪些方麵？
　　高分子PTC熱敏電阻可用於計算機及其外部設備、移動電話、電池組、遠程通訊和網絡裝備、變壓器、工業控製設備、汽車及其它電子產品中，起到過電流或過溫保護作用。
2、高分子PTC熱敏電阻與保險絲、雙金屬電路斷路器及陶瓷PTC熱敏電阻的主要區別是什麽？
高分子PTC熱敏電阻是一種具有正溫度係數特性的導電高分子材料，它與保險絲之間最顯著的差異就是前者可以多次重複使用。這兩種產品都能提供過電流保護作用，但同一隻高分子PTC熱敏電阻能多次提供這種保護，而保險絲在提供過電流保護之後，就必須用另外一隻進行替換。
　　高分子PTC熱敏電阻與雙金屬電路斷路器的主要區別在於前者在事故未被排除以前一直出於關斷狀態而不會複位，但雙金屬電路斷路器在事故仍然存在時自身就能複位，這就可能導致在複位時產生電磁波及火花。同時，在電路處於故障條件下重新接通電路可能損壞設備，因而不安全。高分子PTC熱敏電阻能夠一直保持高電阻狀態直到排除故障。
　　高分子PTC熱敏電阻與陶瓷PTC熱敏電阻的不同在於元件的初始阻值、動作時間（對事故事件的反應時間）以及尺寸大小的差別。具有相同維持電流的高分子PTC熱敏電阻與陶瓷PTC熱敏電阻相比，高分子PTC熱敏電阻尺寸更小、阻值更低，同時反應更快。
3、高分子PTC熱敏電阻的工作原理是什麽？
　　高分子PTC熱敏電阻是由填充炭黑顆粒的聚合物材料製成。這種材料具有一定導電能力，因而能夠通過額定的電流。如果通過熱敏電阻的電流過高，它的發熱功率大於散熱功率，此時熱敏電阻的溫度將開始不斷升高，同時熱敏電阻中的聚合物基體開始膨脹，這使炭黑顆粒分離，並導致電阻上升，從而非常有效地降低了電路中的電流。這時電路中仍有很小的電流通過，這個電流使熱敏電阻維持足夠溫度從而保持在高電阻狀態。當故障排除之後，高分子PTC熱敏電阻很快冷卻並將回複到原來的低電阻狀態，這樣又象一隻新的熱敏電阻一樣可以重新工作了。
4、怎樣才能知道我手中的產品或樣品是哪一種型號的高分子PTC熱敏電阻？
　大部分高分子PTC熱敏電阻標有產品的規格或型號,在產品規格書中也列出了標準的產品標誌。但有些標誌隻能被有識別能力的廠商或代理識別。
5、高分子PTC熱敏電阻的電阻值在非斷路狀態時會改變嗎？
　　高分子PTC熱敏電阻的電阻值隨著工作環境的變化會略有改變，一般隨著溫度及電流的增加電阻值升高，反之降低。
6、高分子PTC熱敏電阻的存貯期多長？
　　如果存貯得當，高分子PTC熱敏電阻的存貯期沒有什麽期限限製。若暴露在過潮或過高溫度下，一些規格產品性能可能會改變，比如錫鉛的可焊性等，但是在正常的電器元件保存條件下可以長期保存。
7、什麽情況下高分子PTC熱敏電阻可以複位？複位的速度有多快？
　　一般情況下隻要除去加載在熱敏電阻兩端的電壓，熱敏電阻即可複位；但如果外界環境溫度很高時（如150℃）熱敏電阻不能複位。高分子PTC熱敏電阻回複到低電阻狀態需要的時間取決於多種因素：產品的類型、裝配形式、結構、外界溫度、斷路狀態的持續時間等。一般複位時間小於幾分鍾，某些情況下隻需幾秒鍾熱敏電阻即可複位。
8、高分子PTC熱敏電阻是自動複位嗎？
　　一旦排除故障和切斷電源，熱敏電阻即可複位，這時需要斷開電路（維持電流）使熱敏電阻冷卻。熱敏電阻中聚合物集體材料因冷卻收縮從而炭黑顆粒重新連接起來，使電阻降低。這與雙金屬片裝置的自動複位不同。典型的雙金屬裝置即使故障沒有排除也能複位，這導致在故障狀態和保護狀態之間不停切換，這可能損壞設備。但高分子PTC熱敏電阻會保持在高電阻狀態直到故障排除。
9、能清洗高分子PTC熱敏電阻嗎？
　　許多普通的電氣元件清洗劑都可用來清洗該高分子PTC熱敏電阻，但是一些清洗劑可能會損害熱敏電阻的性能，清洗前最好進行試驗或到我公司谘詢。
10、高分子PTC熱敏電阻可以並聯使用嗎？
　　可以。這樣的主要優點是可以降低電阻並提高維持電流。
11、高分子PTC熱敏電阻可以串聯使用嗎？
　　對多數使用來說這樣沒有什麽好處，這樣做是不實用的。因為總是有一個高分子PTC熱敏電阻先斷開，所以其它熱敏電阻根本起不到額外的保護作用。
12、壓力對高分子PTC熱敏電阻有何影響？
　　施加在熱敏電阻上的壓力可能影響產品的電性能。如果在熱敏電阻切斷電路時壓力太大並限製了產品的膨脹，這將使熱敏電阻失去特定的功能而損壞。應該注意不能將熱敏電阻安裝在限製其膨脹的地方。
13、將高分子PTC熱敏電阻封裝起來有何影響？
　　一般說來我們並不主張對本公司的熱敏電阻產品進行額外的封裝。如果一定要進行封裝的話則應該注意對封裝材料的選擇。如果封裝材料太硬，則會阻礙熱敏電阻的膨脹，從而影響熱敏電阻的正常使用。即使使用“軟”的密封材料，熱敏電阻的散熱性能也會受到影響。選型時應充分考慮封裝對產品性能的影響，需要對產品進行封裝時請向我公司谘詢。
14、高分子PTC熱敏電阻的失效形式是什麽？
　　高分子PTC熱敏電阻典型失效形式是產品室溫電阻變得太大，這時產品的維持電流將變小。為了獲得UL認證，熱敏電阻必須達到兩個標準：（1）能斷路6000次而仍具有PTC能力；（2）保持斷路狀態1000小時而仍具有PTC能力。如果熱敏電阻在故障狀態時超過了它的額定電壓或電流，或者斷路次數超出了UL檢測要求，則熱敏電阻可能變形和燃燒。
15、在最大電壓或斷路電流下高分子PTC熱敏電阻可以工作多少次？
　　每一個高分子PTC熱敏電阻都有額定工作電壓，在故障發生時可以承受額定的斷路電流。為獲得UL認證，開關必須能斷路6000次並保持PTC性質。對用在通信設備（交換機、培訓架保安單元等）中的熱敏電阻來說，行標中規定了產品的使用壽命。這要求開關少則數十次，多則上百次能回複到初始特性值，設計者應牢記高分子PTC熱敏電阻是用來防止故障的而不是將其斷路狀態象其正常狀態一樣使用。
16、塗覆於高分子PTC熱敏電阻上的組分是什麽？
　　對B係列產品的封裝材料為阻燃環氧樹脂，對D、DL係列熱敏電阻則為聚酯薄膜。這些材料符合UL94V-0或IEC95-2-2標準的要求。
17、高分子PTC熱敏電阻在使用時的最高環境溫度是多少？
　　這取決於所使用的產品係列。我們的產品在大多數使用狀態下的環境溫度可達到85℃，對某些產品係列（如DL係列產品），隻到70℃。對於表麵貼裝型的產品，可以短時間內承受焊錫焊接溫度。在環境溫度超過開關溫度時，熱敏電阻無法正常工作。
18、電流超過維持電流IH但未達到動作電流IT會怎樣？
　　維持電流IH是指在指定外界條件下能通過高分子PTC熱敏電阻而不會導致其動作（變成高電阻斷路狀態）的最大穩定電流。動作電流IT是在指定條件下通過高分子PTC熱敏電阻會導致其動作的最小穩定電流。
　　此時熱敏電阻在不同情況可表現出不同的行為，這主要包括：環境溫度、裝配形式、熱敏電阻的阻值等。因而熱敏電阻可能保持低電阻狀態，或者很快動作，也可能經過較長時間才動作。
　　在IH和IT之間的電流值可用一個區域表示，在這個區域與熱敏電阻的開關狀態有關，但電流數值範圍不能確切預測。如果電流足夠高，熱敏電阻或者可能維持低電阻狀態且保持這個低電流或者可能轉變入高電阻狀態，這取決於熱敏電阻的初始電阻、外界環境以及裝配條件。
19、IH和IT之間的關係是什麽？為什麽有差別？
　　我們大部分產品IT和IH之間是2：1的關係。一些產品可能低達1.7：1而另一些產品可能高達3：1。熱敏電阻的材料、加工方式及焊接形式的不同決定了IT與IH的比值。我們大部分產品的實際比值為2:1。
20、Rmin、Rmax和Rl有什麽不同？
　　在指定條件下（例如：20℃），使用前特定型號熱敏電阻的電阻值在規定的一個範圍內，即在最小值（Rmin）和最大值（Rmax）之間。高分子PTC熱敏電阻在室溫下動作結束1小時後的電阻最大值或焊接到電路板一小時後的電阻值為Rl。
21、高分子PTC熱敏電阻動作結束後1小時，複位的電阻是多少？
　　應低於熱敏電阻的Rl。
22、高分子PTC熱敏電阻在斷路狀態的電阻是多少？
　　高分子PTC熱敏電阻在斷路狀態下的電阻取決於以下因素：使用的產品規格、通過產品的電壓及電流。電阻值可用以下公式求出：Rt=V2/Pd。
23、高分子PTC熱敏電阻在動作狀態下的工作壽命是多少？
　　UL認證要求熱敏電阻產品在失去PTC特性前能保持1000小時的斷路狀態。在低於產品最高額定電壓和電流的情況下可保持更長時間的斷路狀態。長時間處於斷路狀態可能會導致熱敏電阻在複位後不能回複其初始電阻值和其它一些初始特性。每個熱敏電阻的回複程度主要取決於故障條件和產品規格。
24、高分子PTC熱敏電阻的電壓降是多少？
　　這取決於所使用的產品規格。如果知道該種規格熱敏電阻的電阻值和穩定工作狀態下通過的電流，電壓降一般是可以計算的。典型的電壓降數值可由Rmax值求出，如果沒有Rmax值，該電壓降值為Rmin和Rl的平均值。若用Iop表示正常工作電流，Rp表示高分子PTC熱敏電阻的電阻，則電路的電壓降Vdrop可由公式：Vdrop=Iop×Rp求出。
25、高分子PTC熱敏電阻是否可以與過電壓保護裝置一起工作？
　　在遠程通訊應用中，高分子PTC熱敏電阻多數與過電壓保護裝置並用。這些過電壓保護裝置，包括固體放電管、氣體放電管、MOV、二極管等，可以對雷電、高頻感應、電力線搭接等產生的高壓進行保護，而高分子PTC熱敏電阻則對產生的過流進行保護。
26、高聚物過流保護元件是自動複位嗎？
　　隻要排除故障和切斷電源，高聚物過流保護元件即可複位。但這時需要斷開電路使過流保護元件冷卻，以保證器件內聚合物與導電材料自動恢複到正常狀態。
27、對高聚物過流保護元件施加壓力有何影響？
　　對高聚物過流保護元件施加壓力可能影響產品的電性能。對工作狀態下的過流保護元件施加壓力太大並限製了產品的膨脹，將使其推動特定的功能而被損壞。應該避免將過流保護元件安裝在限製其膨脹的地方。
28、封裝高聚物過流保護元件會有何影響？
通常情況，一般不要對高聚物過流保護元件進行額外的封裝。如果一定要封裝，則應該新學說堅封裝材料的選擇。封裝材料太硬，會阻礙過流保護元件的膨脹，軟的密封材料，也會影響過流保護元件的散熱效果。
所以選型時應充分考慮封裝對產品性能的影響，需要時請向我司谘詢。深圳市Raybet雷竞技雷电竞官网有限公司代理銷售華德全係列貼片保險絲，溫度保險絲，陶瓷管保險絲，玻璃管保險絲，塑料保險絲以及電力保險絲與合金金品電阻，大量現貨銷售，歡迎谘詢合作。
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