PTC中的物理學(xué)知識
2017-05-04 11:06:52
lipscall
PTC中的物理學(xué)知識
深圳市集電通實業(yè)有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)自復(fù)位過流保護器的高新科技企業(yè)。公司擁有先進的儀器設(shè)備及全電腦監(jiān)控的自動生產(chǎn)線；不僅通過了ISO9001：2000質(zhì)量體系認證、ISO14001：2004環(huán)境體系認證及UL、TUV、CQC等多項安規(guī)認證；而且所有產(chǎn)品均符合歐盟的RoHS指令要求和中國信息產(chǎn)業(yè)部的SJ/11363-2006標準。
集電通生產(chǎn)的系列自恢復(fù)保險絲，已經(jīng)在越來越多的產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。
PTC是英文Positive Temperature Coefficient 的字頭縮寫，意思是正的溫度系數(shù)，泛指正溫度系的半導(dǎo)體材料或元器件。通常我們提到的PTC是指正溫度系數(shù)的熱敏電阻；與PTC相對應(yīng)的是Negative Temperature Coefficient，負溫度系數(shù)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(dǎo)體電阻，它經(jīng)過特殊的工藝研制而成，當(dāng)?shù)陀诰永餃囟葧r, 它的電阻值將不隨著溫度的升高而發(fā)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(guān)系，又稱為非線性熱敏電阻，當(dāng)熱量散發(fā)出去，它的電阻值有恢復(fù)到原始的狀態(tài)，我們利用PTC的這個特性，可以研制并生產(chǎn)出不同使用條件下的過流保護器件，也叫做可恢復(fù)保險絲，使用時PTC不分極性，與負載串聯(lián)。
這里面會遇到以下3個基本的物理學(xué)定律：（相關(guān)閱讀：PTC在太陽能蓄電池的保護應(yīng)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(dāng)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(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q，與電流I的平方成正比，當(dāng)回路的電流I只要增加一點，產(chǎn)生的熱量Q將急劇增加，一旦PTC內(nèi)部累積的熱量到達它動作所需要的溫度，PTC內(nèi)部的導(dǎo)電通路將局部融化或斷裂，于是立刻呈現(xiàn)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(nèi)。
由電功率的公式可知，在PTC發(fā)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(fù)保險絲發(fā)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(yè)術(shù)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(dān)了，負載不再能夠獲得電功率，從而達到了保護負載的目的。