PTC中的物理學知識
2017-05-04 11:06:52
lipscall
PTC中的物理學知識
深圳市集電通實業有限公司是一家專業生產自復位過流保護器的高新科技企業。公司擁有先進的儀器設備及全電腦監控的自動生產線；不僅通過了ISO9001：2000質量體系認證、ISO14001：2004環境體系認證及UL、TUV、CQC等多項安規認證；而且所有產品均符合歐盟的RoHS指令要求和中國信息產業部的SJ/11363-2006標準。
集電通生產的系列自恢復保險絲，已經在越來越多的產品中得到了廣泛的應用。
PTC是英文Positive Temperature Coefficient 的字頭縮寫，意思是正的溫度系數，泛指正溫度系的半導體材料或元器件。通常我們提到的PTC是指正溫度系數的熱敏電阻；與PTC相對應的是Negative Temperature Coefficient，負溫度系數的熱敏電阻，又叫NTC，它的特性與PTC正好相反，即超過一定的溫度時, 它的電阻值會隨著溫度的升高而下降。
PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導體電阻，它經過特殊的工藝研制而成，當低于居里溫度時, 它的電阻值將不隨著溫度的升高而發生明顯的變化；一旦超過居里溫度時, 它的電阻值將隨著溫度的升高呈階躍性的迅速增高. 其電阻值的變化相對于溫度的變化不成正比，是非線性關系，又稱為非線性熱敏電阻，當熱量散發出去，它的電阻值有恢復到原始的狀態，我們利用PTC的這個特性，可以研制并生產出不同使用條件下的過流保護器件，也叫做可恢復保險絲，使用時PTC不分極性，與負載串聯。
這里面會遇到以下3個基本的物理學定律：（相關閱讀：PTC在太陽能蓄電池的保護應用）
1、歐姆定律：I=U/R
2、焦耳定律：Q＝0.24*I^2*R*t
3、電功率：P ＝ U*I ＝I^2*R
由歐姆定律可知，當施加在負載兩端的電壓U保持不變時，整個回路的工作電流I，與回路的電阻值R成反比，這個電阻值R越大，電流I將會越小。
由焦耳定律可知，電流流過一個導體產生的熱量Q，與電流I的平方成正比，當回路的電流I只要增加一點，產生的熱量Q將急劇增加，一旦PTC內部累積的熱量到達它動作所需要的溫度，PTC內部的導電通路將局部融化或斷裂，于是立刻呈現出很高的電阻值，從而將整個回路的電流限制在一個很小的范圍內。
由電功率的公式可知，在PTC發生保護的情況下，此刻：
P輸入＝PRt+ PRL。
式中：P輸入：電源的輸入功率
PRt：PTC承受的功率
PRL：負載獲得的功率
由于可恢復保險絲發生保護動作以后，Rt>>RL
式中：Rt：PTC的電阻值
RL：負載的等效電阻值 （推薦閱讀：PTC行業術語名詞解釋）
雖然流過二者的電流完全一致，但：PRt （＝I^2*Rt） >> PRL（＝I^2*RL）
故：電源輸入的功率，幾乎都由PTC來承擔了，負載不再能夠獲得電功率，從而達到了保護負載的目的。