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(fù)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(hù)器件,也叫做可恢復(fù)保險絲,使用時
PTC不分極性,與負(fù)載串聯(lián)。
這里面會遇到以下3個基本的物理學(xué)定律:
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(fù)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(dá)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(hù)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(fù)載獲得的功率
由于可恢復(fù)保險絲發(fā)生保護(hù)動作以后,Rt>>RL
式中:Rt:PTC的電阻值
RL:負(fù)載的等效電阻值
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(fù)載不再能夠獲得電功率,從而達(dá)到了保護(hù)負(fù)載的目的。