PTC中的物理学知识
2017-05-04 11:06:52
lipscall
PTC中的物理学知识
深圳市集电通实业有限公司是一家专业生产自复位过流保护器的高新科技企业。公司拥有先进的仪器设备及全电脑监控的自动生产线；不仅通过了ISO9001：2000质量体系认证、ISO14001：2004环境体系认证及UL、TUV、CQC等多项安规认证；而且所有产品均符合欧盟的RoHS指令要求和中国信息产业部的SJ/11363-2006标准。
集电通生产的系列自恢复保险丝，已经在越来越多的产品中得到了广泛的应用。
PTC是英文Positive Temperature Coefficient 的字头缩写，意思是正的温度系数，泛指正温度系的半导体材料或元器件。通常我们提到的PTC是指正温度系数的热敏电阻；与PTC相对应的是Negative Temperature Coefficient，负温度系数的热敏电阻，又叫NTC，它的特性与PTC正好相反，即超过一定的温度时, 它的电阻值会随着温度的升高而下降。
PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，它经过特殊的工艺研制而成，当低于居里温度时, 它的电阻值将不随着温度的升高而发生明显的变化；一旦超过居里温度时, 它的电阻值将随着温度的升高呈阶跃性的迅速增高. 其电阻值的变化相对于温度的变化不成正比，是非线性关系，又称为非线性热敏电阻，当热量散发出去，它的电阻值有恢复到原始的状态，我们利用PTC的这个特性，可以研制并生产出不同使用条件下的过流保护器件，也叫做可恢复保险丝，使用时PTC不分极性，与负载串联。
这里面会遇到以下3个基本的物理学定律：（相关阅读：PTC在太阳能蓄电池的保护应用）
1、欧姆定律：I=U/R
2、焦耳定律：Q＝0.24*I^2*R*t
3、电功率：P ＝ U*I ＝I^2*R
由欧姆定律可知，当施加在负载两端的电压U保持不变时，整个回路的工作电流I，与回路的电阻值R成反比，这个电阻值R越大，电流I将会越小。
由焦耳定律可知，电流流过一个导体产生的热量Q，与电流I的平方成正比，当回路的电流I只要增加一点，产生的热量Q将急剧增加，一旦PTC内部累积的热量到达它动作所需要的温度，PTC内部的导电通路将局部融化或断裂，于是立刻呈现出很高的电阻值，从而将整个回路的电流限制在一个很小的范围内。
由电功率的公式可知，在PTC发生保护的情况下，此刻：
P输入＝PRt+ PRL。
式中：P输入：电源的输入功率
PRt：PTC承受的功率
PRL：负载获得的功率
由于可恢复保险丝发生保护动作以后，Rt>>RL
式中：Rt：PTC的电阻值
RL：负载的等效电阻值 （推荐阅读：PTC行业术语名词解释）
虽然流过二者的电流完全一致，但：PRt （＝I^2*Rt） >> PRL（＝I^2*RL）
故：电源输入的功率，几乎都由PTC来承担了，负载不再能够获得电功率，从而达到了保护负载的目的。