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自恢复保险丝

发布部门:技术部   发布人:广聚电子   发布日期:2013-05-20   阅读次数:2727

百科名片

    自恢复保险丝是一种过流电子保护元件,采用高分子有机聚合物在高压、高温,硫化反应的条件下,搀加导电粒子材料后,经过特殊的工艺加工而成。传统保险丝过流保护,仅能保护一次,烧断了需更换,而自恢复保险丝具有过流过热保护,自动恢复双重功能。在习惯上把PPTC也叫自恢复保险丝,严格意义讲:PPTC不是自恢复保险丝,ResettableFuse才是自恢复保险丝。

 

工作原理

    自恢复保险丝是由经过特殊处理的聚合树脂(Polymer)及分布在里面的导电粒子(Carbon Black)组成。在正常操作下聚合树脂紧密地将导电粒子束缚在结晶状的结构外,构成链状导电电通路,此时的自恢复保险丝为低阻状态(a),线路上流经自恢复保险丝的电流所产生的热能小,不会改变晶体结构。当线路发生短路或过载时,流经自恢复保险丝的大电流产生的热量使聚合树脂融化,体积迅速增长,形成高阻状态(b),工作电流迅速减小,从而对电路进行限制和保护。当故障排除后,自恢复保险丝重新冷却结晶,体积收缩,导电粒子重新形成导电通路,自恢复保险丝恢复为低阻状态,从而完成对电路的保护,无须人工更换。

    自恢复保险丝的动作原理是一种能量的动态平衡,流过自恢复保险丝元件的电流由于自恢复保险丝的关系产生热量,产生的热全部或部分散发到环境中,而没有散发出去的热便会提高自恢复保险丝元件的温度。正常工作时的温度较低,产生的热和散发的热达到平衡,自恢复保险丝元件处于低阻状态,自恢复保险丝不动作,当流过自恢复保险丝元件的电流增加或环境温度升高,但如果产生的热和散发的热仍然平衡时,自恢复保险丝仍不动作。若此时电流或环境温度继续再增加,产生的热量会大于散发出去的热量,使得自恢复保险丝元件内部温度剧增,在此阶段,很小的温度变化会造成阻值的大幅提高,这时自恢复保险丝元件处于高祖状态,阻抗的增加限制了电流,电流在很短时间内急剧下降。从而保护设备免受损坏,只要施加的电压所产生的热量足够自恢复保险丝元件散发出的热量,处于变化状态下自恢复保险丝元件便可以一直处动作状态(高阻)。当时加的电压消失时,自恢复保险丝便可以自动复原了。

 技术参数

1、 额定零功率电阻,PPTC热敏电阻应按零功率电阻分档包装,并在外包装标明阻值范围。耐压、耐流能力测试后,每组样品中自身前的电阻变化率极差δ|Ri-Ri/Ri-Rj-Rj前)/Rj|100%

2PTC效应,说一种材料具有PTC (Positive Temperature Coefficient) 效应, 即正温度系数效应,仅指此材料的电阻会随温度的升高而增加。如大多数金属材料都具有PTC效应。在这些材料中,PTC效应表现为电阻随温度增加而线性增加,这就是通常所说的线性PTC效应。

3、 非线性PTC效应,经过相变的材料会呈现出电阻沿狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级的现象,即非线性PTC效应。相当多种类型的导电聚合体会呈现出这种效应,如高分子PTC热敏电阻。这些导电聚合体对于制造过电流保护装置来说非常有用。

4、 初始电阻Rmin,在被安装到电路中之前,环境温度为25的条件下测试,自复保险丝系列的高分子PTC热敏电阻的阻值。

5Rmax,在室温条件下,自复保险丝系列高分子PTC热敏电阻动作或回流焊接安装到电路板中一小时后测得的最大电阻值。

6、 维持电流Ihold,维持电流是自复保险丝系列高分子PTC热敏电阻保持不动作情况下可以通过的最大电流。在限定环境条件下,装置可保持无限长的时间,而不会从低阻状态转变至高阻状态。

7、 动作电流Itrip,在限定环境条件下,使自复保险丝系列高分子热敏电阻在限定的时间内动作的最小稳态电流。

8、 最大电流Imax (耐流值),在限定状态下, 自复保险丝系列高分子PTC热敏电阻安全动作的最大动作电流,即热敏电阻的耐流值。超过此值,热敏电阻有可能损坏,不能恢复。此值被列在规格书中的耐流值一栏里。

9、泄漏电流Ires,自复保险丝系列高分子PTC热敏电阻锁定在其高阻状态时,通过热敏电阻的电流。

10、动作,,自复保险丝系列高分子PTC热敏电阻在过电流发生或环境温度增加时由低阻值向高阻值转变的过程。

11、动作时间,过电流发生开始至热敏电阻动作完成所需的时间。对任何特定的自复保险丝系列高分子PTC热敏电阻而言,流经电路的电流越大,或工作的环境温度越高,其动作时间越短。

12Vmax 最大电压(耐压值),,在限定条件下,自复保险丝系列高分子PTC热敏电阻动作时,能安全承受的最高电压。即热敏电阻的耐压值。超过此值,热敏电阻有可能被击穿,不能恢复。此值通常被列在规格书中的耐压值一栏里。

13、导电聚合体,,在此指由导电粒子(炭黑,碳纤维,金属粉末,金属氧化物等)填充绝缘的高分子材料(聚烯烃,环氧树脂等)而制得的导电复合材料。

14、环境温度,在热敏电阻或者一个联有热敏电阻元件的电路周围静止空气的温度。

15、工作温度范围,元件可以安全工作的环境温度范围。

16、最大工作环境温度,预期元件可以安全工作的最高环境温度。

17、功率耗损,自复保险丝系列高分子PTC热敏电阻动作后所消耗的功率,通过计算流过热敏电阻的泄漏电流和跨过热敏电阻的电压的乘积得到。

18、高温,高湿老化,,在室温下, 测量自复保险丝系列高分子PTC热敏电阻在较长时间(150小时)处于较高温度(85)及高湿度(85% 湿度)状态前后的阻值的变化。

19、被动老化测试,室温下,测量自复保险丝系列高分子PTC热敏电阻长时间(1000小时)处于较高温度(7085)状态前后的阻值变化。

20、冷热打击测试,在室温下,自复保险丝系列高分子PTC热敏电阻的阻值在温度循环前后的变化的测试结果。(例如,在-55+125之间循环10)

21PTC强度β,PTC热敏电阻具有足够的PTC强度且不能出现NTC现象。β=lgR140°C/R室温≥5 R140°CR室温为140与室温时的额定零功率电阻值。

22、动作特性,PTC热敏电阻在耐压、耐流试验前、后都应进行不动作特性测试,并且,其中R为进行不动作特性试验时热敏电阻两端的U/IRn为额定零功率电阻初测值或复测值。

23、恢复时间,PTC热敏电阻动作后的恢复时间应不大于60S

24、失效模式试验,在进行失效模式试验时,高聚PTC热敏电阻可能随试验或处于失效状态,允许的失效模式是开路或高阻状态,但整个试验过程中不得出现低阻态或起明火。


选型指南

1、确定电路的一下参数:

    a 最大工作环境温度b 标准工作电流c 最大工作电压(Umaxd 最大故障电流(Imax

2、选择能适应电路最大环境温度和标准工作电流的自恢复保险丝元件:

使用温度折减{环境温度(℃)的工作电流(A}表并选择与电路最大环境温度最匹配的温度。浏览该栏以查阅等于或大于电路标准工作电流值。

3、将所选元件的最大电气额定值与电路最大工作电压和故障电流作比较:

    使用电气特性表来验证您在第2步中所选的元件是否将采用电路的最大工作电压和故障电流。查阅装置的最大工作电压和最大故障电流。确保UmaxImax大于或等于电路的最大工作电压和最大故障电流。

4、确定动作时间:

    动作时间是当故障电流出现在整台装置上时将此元件切换到高电阻状态所用的时间量。为了提供预期的保护功能,明确自恢复保险丝元件的工作时间是很重要的。如果您选择的元件动作过快,则会出现异常动作或有害的动作。如果元件动作过慢,则受到保护的组件在元件切换到高电阻状态之前可能损坏。

使用25的典型动作时间曲线来确定自恢复保险丝元件的动作时间对于电路来说是过快还是过慢。如果是则返回第2步重新选择备用元件。

5、验证环境工作温度:

    确保应用场合的最小和最大环境温度在自恢复保险丝元件的工作温度范围内。大多数自恢复保险丝元件的工作温度范围介于-4085

6、验证自恢复保险丝元件的外形尺寸:

    使用外形尺寸表来将您选择的自恢复保险丝的外形尺寸与应用场合的空间条件比较。

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