如何用电路过载过流保护的PTC 热敏电阻

发布时间：2019-03-14 文章来源：敏创原创点击次数：次

什么是PTC 热敏电阻电路保护器？

PTC 热敏电阻电路保护器，也称为PTC 热敏电阻自恢复保险丝，用于代替传统保险丝，以保护负载，如电机，变压器或电子电路，防止过电流保护电路。PTC 热敏电阻保护器不仅可以响应不允许的高电流，而且还可以超出预设的温度限制。PTC 热敏电阻过流保护器通过增加电阻来限制整个电路的功耗，从而将电流降低到无害的残余值。与传统保险丝相比，PTC 热敏电阻消除故障后无需更换可复位保险丝，但在短暂的冷却时间后立即恢复其保护功能。

用于电路过流过载保护应用的PTC 热敏电阻

正温度系数PTC 热敏电阻适用于变压器，电池充电器，开关，开关电源，适配器，仪表，仪表，仪器，电子线圈，控制面板，空调，汽车电子等的过流过载和短路保护。

PTC 热敏电阻可复位保险丝如何保护电路免受过载过电流的影响？工作原理

PTC 热敏电阻自恢复保险丝电路保护的工作原理如下所示。

当电路处于正常状态时，通过PTC的电流低于额定电流， PTC 热敏电阻保护器处于正常状态，电阻值较小，不会影响受保护电路的正常工作。

如果电路出现故障并且电流大于额定电流， PTC 热敏电阻保护器将迅速变热并呈现高电阻状态，这使电路相对“关闭”以保护电路免受损坏。

故障排除后，PTC 热敏电阻保护器将自动恢复其低电阻状态，电路将恢复正常运行。

通常，当PTC 热敏电阻用作过电流保护元件时，最好选择最大工作电流，最大工作电压和适当的规格。此外，应考虑这些因素，如元件的尺寸，额定零功率电阻，工作温度范围等。

工作温度，工作电流和非工作电流之间的关系如图2所示。工作电流通常是非工作电流的2~3倍，两种电流都会随着工作温度的升高而降低。

图3是正常工作状态下的电压 - 电流曲线和负载曲线。从A点到B点，PTC 热敏电阻保护器上的电压逐渐增加，通过PTC 热敏电阻限流装置的电流也呈线性增加，表明PTC 热敏电阻保护电阻几乎保持不变，处于低电阻状态; 从B点到F点，电压逐渐升高，PTC 热敏电阻保护电阻因加热急剧增加，通过PTC 热敏电阻限流装置的电流迅速减小，表明PTC 热敏电阻限流装置处于保护状态。正常负载曲线低于B点，PTC 热敏电阻过流保护装置不会进入保护状态。

图2 PTC 热敏电阻非跳闸电流与环境温度的关系

3种过流和过载保护PTC 热敏电阻电路保护器。

1. 用于电流过载保护的PTC 热敏电阻（图4）：R L1是正常工作状态下的负载电流，当过载电阻减小时，如变压器短路，负载曲线从R L1变为R L2，超过B点，PTC 热敏电阻保护器将进入保护状态。

2. 用于电压过载保护的PTC 热敏电阻（图5）：电源电压增加，例如从220V突然增加到380V，负载曲线从R L1变为R L2，超过B点，PTC 热敏电阻保护者将进入保护状态。

3. 用于温度保护的PTC 热敏电阻（图6）：当环境温度升高超过一定温度时，PTC 热敏电阻的电压 - 电阻曲线从ABE变为AB 1 -F，负载曲线R L，超过B 1点，PTC 热敏电阻保护器将进入保护状态。

PTC 热敏电阻电流温度保护

PTC 热敏电阻外形和尺寸（mm）

采用PTC 热敏电阻过流保护装置的电路保护实例

PTC 热敏电阻浪涌电流限制电路

如何选择PTC 热敏电阻电路保护器进行过流和过载保护？

在选择PTC 热敏电阻电路保护器进行过流保护和过载保护时，应考虑以下5个因素。

1、最大工作电压

PTC 热敏电阻过流保护装置在电路中串联，在正常工作状态下，PTC 热敏电阻保护器上只有一小部分电压。当PTC 热敏电阻限流装置处于高阻状态时，它必须承受几乎所有的电源电压。因此，在PTC 热敏电阻保护器型号选择中，必须具有足够高的工作电压，并且还必须考虑电源电压波动。

2、额定电流（非跳闸电流）和开关电流（跳闸电流）

PTC 热敏电阻过流保护装置应在适当的电压等级内具有足够高的额定电流（PTC 热敏电阻保护器在任何情况下都不会关闭的电流）。考虑电路的整体布局是否能够在PTC 热敏电阻之前的短时间内处理增加的功率保护者减少它。这里最坏的情况估计是必要的。额定电流（非跳闸电流）和开关电流（跳闸电流）取决于环境温度。因此，作为额定电流的最坏情况，应采用应用的最大允许温度，并且对于开关电流，应采用尽可能低的环境温度。为了获得可靠的开关功能，跳闸电流应至少为非跳闸电流的两倍。

3、最大工作电压允许的最大电流

当需要PTC 热敏电阻过流保护装置进行保护功能时，需要检查是否有超出数据表中列出的最大允许电流的情况。重载PTC 热敏电阻必须避免由于过高的开关电流保护器，它可能会导致PTC 热敏电阻器破坏保护，或早期失效。

4、选择PTC 热敏电阻参考温度（也称为开关温度或居里温度）

敏创电子提供PTC 热敏电阻，用于过电流保护，参考温度为80℃，100℃，120℃，140℃。额定电流（非跳闸电流）取决于参考温度和陶瓷体直径。考虑到降低成本，更高的参考温度和更小尺寸的PTC 热敏电阻限流装置应该更经济，但它可能导致更高的PTC 热敏电阻表面温度，并且需要检查它是否会引起不希望的不利影响。通常，参考温度应比最高工作环境温度高20--40℃。

5、PTC 热敏电阻应用环境影响

如果与化学品接触或使用灌封或密封化合物，应采取适当的措施。钛酸盐陶瓷的还原可能是由热敏电阻表面的化学作用引起的，并由此形成低电阻导电通路。并且密封剂中改变的热关系可能导致PTC 热敏电阻保护器局部过热并因此导致失效。

PTC 热敏电阻部件用于电力变压器过载过流保护的示例

变压器初级电压220V，二次电压16V，二次电流1.5A，初级电流330mA，异常情况下，应在10分钟内进入保护状态。工作环境温度：-10℃ - + 40℃，在正常运行状态下温度可升高15-20℃。PTC 热敏电阻将安装在变压器附近。请选择合适的PTC 热敏电阻部件进行初级保护。

1、确定最大工作电压

工作电压220V，考虑到功率波动，最大工作电压应为

220V x（1 + 20％）= 264V

最大工作电压应为265V。

2、确定非跳闸电流

根据计算和实际测量，变压器正常运行时初级电流为125mA。考虑到安装位置的环境温度可能达到60℃，60℃的非跳闸电流应为130-140mA。

3、确定跳闸电流

由于PTC 热敏电阻保护器安装位置的环境温度可能达到-10℃，-10℃的非跳闸电流应为320-330mA，跳闸时间在5分钟内。