PPTC元件的工作塬理

　　PPTC電路保護元件採用半晶體狀聚合物與導電性顆粒復合製成。在正常溫度下，這些導電性顆粒在聚合物內構成了低電阻的網路結構。但是，如果溫度上升到元件的切換溫度（Tsw）時，無論這種狀況是大電流造成的，還是由于環境溫度的上升造成的，聚合物內的晶體物質將會融化并成為無定形物質。在晶體相融化階段出現的體積增大會導致導電性顆粒在液力作用下分隔，并使元件的電阻值出現巨大的非線性成長。

　　典型情況下，電阻值將增加3個或者更多的數量級。電阻值增加后能夠將故障條件下流經的電流數量降低到較低的穩態水準，從而保護電路內的設備。在故障排除以及電路電源斷開以前，PPTC元件將保持在閂鎖（高阻值）狀態；而在導電性復合材料冷卻下來并重新結晶后，PPTC元件將重新恢復低阻值狀態。

　　在正常工作情況下，PPTC元件產生的或者散失的熱量處于一個相對低溫的平衡狀態，如圖2中的1點所示。當環境溫度不變而流過元件的電流增加時，元件所產生的熱量也會隨之增加。如果增加的電流是微不足道的其所產生的熱量能夠散失到環境中，元件會穩定在一個較高的溫度，如圖3中的2點所示。

　　圖2：PPTC元件保護電路為回應過流或者過溫情況，從低電阻狀態轉到高電阻狀態。

　　圖3：PPTC元件的典型工作曲線。

　　相反的，如果不是電流增加而是環境溫度上升，元件會穩定在一個較高的溫度，可能再次到達如塬理圖中的第2點。第2點也可能為電流和溫度增加共同作用下的結果。隨著電流、溫度或者兩者結合的進一步增加，將會引起元件升溫并達到電阻迅速增加的溫度，如圖中第3點所示，這就是所謂的曲線低端拐點。任何進一步的電流或者環境溫度增加將導致元件產生熱量的速度比其向環境中散失熱量的速度更快，使其溫度迅速的升高。

　　在這個階段中，隨著非常小的溫度變化將產生一個非常大的電阻值升高，如圖中第3點與第4點之間所示。這是處于PPTC元件跳閘時的一個正常的工作區域。電阻增大導致電路中流經的電流相應的減少。

　　因為第3點和第4點之間的溫度變化之間是很微小，這種關係將一直保持直到元件達到曲線上第4點的上拐點。只要外部施加的電源電壓保持在這個電平，則元件會一直閉鎖在跳閘狀態。一旦外施電壓斷開、電源迴圈啟動后，PPTC元件將重定到低阻態狀態，電路恢復到正常工作狀態。

　　圖4說明了PPTC跳閘前后保護HB LED照明系統的電路。此圖表明瞭在跳閘后電流是如何被降低，從而保護電路免受過流、過溫情況所造成的損壞。

　　圖4：PPTC元件跳閘前后的電路狀態。