揭秘PTC保护智能家电电路设计方案

　　在以豆浆机、搅拌机、打蛋机等为代表的家电中，为避免遭遇“难啃”的大块头引起电机堵转从而烧毁电机等，设计工程师通常会设计温度或过流保护措施，常用的有：1次性过流保护、可恢复温度保护，如今也使用PTC做堵转保护。当电机发生堵转时，流过电枢的电流将是电机正常工作电流的数倍，通常至少可达到4倍～5倍或更高，如此大的电流流过电机的电枢，将引起电机整体温度急剧上升，导致电气绝缘性能显著下降，最后引起转子或定子绕组漆包线的绝缘层融化，引起电机短路燃烧等危险的现象发生。

　　豆浆机应用电路图

　　由于电机在启动时，为了克服摩擦力矩，瞬间的工作电流会比较大，而完成启动后，在没有发生堵转的情况下，工作电流将是一个恒定的值，由于1次保险丝在其额定工作电流2倍时，就会迅速动作，表现为烧断，呈现开路，导致电机启动失败，故早期使用1次性做为电机的过流保护时，为了克服1次性保险的这个缺点，通常会选的1次性保险丝的额定工作电流会远大于电机的正常工作电流，这样虽然避免了电机启动瞬间的误保护问题，但若是电机发生了堵转或过热现象时，会导致保护不及时，影响保护效果。

　　若选用双金属温控器作为电机的堵转或是过热保护，电机启动瞬间的冲击电流在没有转化为电机整机的热量之前，双金属温控器将不会动作，虽然可以有效地避免选用1次性保险丝的弊端，但双金属温控器的安装位置非常的讲究，需要将温控器紧贴电机的定子或励磁绕组，否则，若电机发生堵转，虽然电枢的实际温度已高于允许值，但因为热量传导的不及时，或是热量传导给温控器的量不够，不足以引起温控器动作，将会导致保护效果大打折扣。

　　若使用PTC作为电机的堵转保护，将有效地避免上述问题，首先PTC作为高分子材料的可恢复保险丝，内部是依靠焦耳定律Q=I^2*R*T动作，可见其内部产生的热量与流过的电流的平方成正比，当电流增加一点，内部的热量将以电流的平方的关系急剧增加；电机启动瞬间的大电流冲击，由于积聚的热量不足以引起 PTC动作，故不会发生误保护；一旦电机发生了堵转，由于堵转的电流是数倍于正常工作电流，PTC只要流过的电流是正常工作电流的2倍即可启动保护，而此刻电机的整体温度往往并没有升起来，避免了高温对电机的冲击！PTC启动保护后，需要人工干预断电，令PTC热量散发后即可恢复到出厂的低阻值状态，若没有切断电流，PTC将一直有一个小的残余电流流过维持PTC为高阻值，即使此刻用户正在带电清理搅拌机的刀片，也确保电机不会旋转，从而保护了用户的人身安全，这事PTC用于这类小家电保护的最大亮点！