Resistor----PTC的溫度特性和參數(shù)

1.PTC的材料以及特性

PTC（Positive temperature coefficient）即負(fù)的溫度系數(shù)，PTC電阻其阻值隨著環(huán)境溫度的升高而下降。PTC熱敏電阻根據(jù)其內(nèi)部其內(nèi)部材質(zhì)的不同，通常可分為：陶瓷PTC，簡(jiǎn)稱CPTC，和高分子PTC，簡(jiǎn)稱PPTC。PTC熱敏電阻----典型的RT（阻值溫度）曲線如圖9-1所示：

圖9-1：PTC的R-T曲線

PTC的電阻值在一定溫度下（居里點(diǎn)）會(huì)迅速增加，具有阻值瞬間跳變的特性。利用此特性，可用于半導(dǎo)體熱失控期間的過電流和過溫保護(hù)，所以PTC又叫PTC保險(xiǎn)絲。

2.PTC的動(dòng)作原理

我們知道：對(duì)于一個(gè)導(dǎo)體，它的阻值為R，當(dāng)流過導(dǎo)體的電流為I，持續(xù)的時(shí)間為t時(shí)，那么導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q，可用焦耳定律來計(jì)算：Q = I^2Rt，可見導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與流過導(dǎo)體的電流I的平方成正比，即只要電流增加一點(diǎn)，產(chǎn)生的熱量Q將急劇增加。

正常工作時(shí)，由于工作電流Ihold較小，流過PTC的電流所產(chǎn)生的熱量不足以達(dá)到居里點(diǎn)，PTC一直呈現(xiàn)為出廠時(shí)的零功率電阻Rmin，通常在毫歐姆級(jí)（具體數(shù)據(jù)，隨著PTC的系列不同而有所不同），相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)的閉合狀態(tài)，一旦流過PTC的電流Itrip為正常工作電流Ihold的2倍時(shí)，PTC內(nèi)部集聚的熱量到達(dá)居里點(diǎn)，其阻值立刻將跳變到Rmax，宏觀來看，相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)斷開，當(dāng)然開關(guān)真正斷開，其阻值為∞，通常Rmax/Rmin的比值，至少大于10^4倍。

由于PTC不分極性，串聯(lián)在負(fù)載回路中，PTC阻值的快速急劇增大，將有效地限制整個(gè)回路的工作電流，這樣就有效地保護(hù)了負(fù)載不被燒壞。當(dāng)斷開電源，整個(gè)回路的電流消失，大約1分鐘時(shí)，PTC內(nèi)部的熱量散發(fā)冷卻后，又自動(dòng)恢復(fù)到初始阻值Rmin。因此PTC又叫可恢復(fù)保險(xiǎn)絲，或自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，自復(fù)位過流保護(hù)器等。

3.PTC的關(guān)鍵參數(shù)

PTC的關(guān)鍵參數(shù)對(duì)選型至關(guān)重要，尤其是Ihold，Itrip。

Ihold：

保持電流，在23℃的靜止空氣中，PTC可以通過而不燒斷的最大電流。

Itrip：

跳變電流，在23℃的靜止空氣中，PTC會(huì)越過居里點(diǎn)而燒斷的最小電流。

Vmax：

最大電壓，PTC在額定電流I下所能承受的不損壞的最大電壓。

Imax：

最大電流，PTC在額定電壓V下所能承受的不損壞的最大故障電流。

PDtype：

典型功耗，在23℃的靜止空氣中，PTC處于燒斷狀態(tài)時(shí)的典型功耗。

Rmin：

最小初始阻值，在23℃的靜止空氣中，PTC在初始（未焊接或未燒斷）狀態(tài)下的最小電阻。

R1max：

在23℃的靜止空氣中，燒斷一次恢復(fù)后的最大阻值，或在260℃回流焊20秒后1小時(shí)測(cè)量的電阻值。

TtT：

Time to Trip，當(dāng)故障狀態(tài)發(fā)生時(shí)，PPTC設(shè)備切換到高阻狀態(tài)所需的時(shí)間。PPTC跳脫時(shí)間由故障電流和環(huán)境溫度決定，故障電流越大或環(huán)境溫度越高，跳脫時(shí)間越短。例如25℃環(huán)境溫度下，0.5A 1.5s表示0.5A的電流，1.5s后會(huì)斷開，但若放置在50℃的環(huán)境溫度中，可能0.3A 1.5s（即只需0.3A的電流，1.5s斷開）或者0.5A 1s。（即0.5A的電流只需1s就可以斷開）