自恢复保险丝工作原理_自恢复保险丝参数

　　什么是自恢复保险丝

　　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，掺加导电粒子材料后，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。

　　自恢复保险丝的参数

　　1、额定电压

　　额定电压是指自恢复保险丝断开后能承受的最大电压。自恢复保险丝接通时期两端所承受的电压远远小于其额定电压，在选用自恢复保险丝时一般均要求其额定电压要大于有效的电路电压。

　　2、额定电流

　　额定电流是自恢复保险丝能长期工作的最大电流。假设保护电流为Ir，应该选用自恢复保险丝的额定电流为In，则两者应满足以下条件In=Ir/（fo*f1），fo为对不同规范自恢复保险丝的折减率，对ICE规范的自恢复保险丝可以不加折减率，即fo=1，对UL规范的自恢复保险丝，折减率fo=0.75。f1为考虑温度后的折减率，环境温度越高，自恢复保险丝工作时就越热，寿命就越短。这里要着重说明的是指围绕着自恢复保险丝周围的空气温度，不应与室温相混淆。不管是UL规范还是ICE规范，自恢复保险丝的各项要求都是在室温25℃条件下制定的，就不需考虑家一定的折减率。显然不同环境温度，自恢复保险丝的折减率也不一样。下图给出的是不同特性的自恢复保险丝在不同温度下的折减率，曲线A对应于玻璃管自恢复保险丝（满熔断丝：低分辨能力），曲线B陶瓷管自恢复保险丝（特快熔、快熔断自恢复保险丝和螺旋式绕制的自恢复保险丝：高分辨能力）曲线C对应高分子自恢复自恢复保险丝（PPTC塑料聚合物制成自恢复保险丝）。

　　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（CarbonBlack）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。

　　自恢复保险丝分类

　　自恢复保险丝根据材料可分为聚合物高分子PPTC和陶瓷CPTC两种自恢复保险丝两种，根据封装形式又可分为，引线插件和SMD贴片两种。还可以根据电压分为600V，250V，130V，120V，72V，60V，30V，24V，16V，6V等。

　　聚合物PPTC的主要优点有：常温零功率电阻可以作得很小，大电流产品只有几个毫欧姆，在路功耗较小，可以忽略不计、体积相对较小。可串联在易损电路内作过流保护、温度保险丝用，阻值突变速度快，在几个ms数量级，热容小，恢复时间短，耐冲击，可循环保护达8000次之多。PTC可以作过温度保险丝用，因此在电路中在一定程度上体现出了温度保险丝性能和温度保险丝作用。达到在电路中实现过流保护和过温保护的双重保护功能。

　　陶瓷CPTC的主要优点为制造容易，相对价格便宜，但电阻大、体积大、在路损耗大，有几十至几千Ω范围，适宜作小电流过流保护，高温过热时易出现负阻效应（阻值变小）、保护速度慢，在上百ms的数量级、热容大，恢复时间长。应用范围相对较窄，如不能应用于快速保护的电路、汽车线束保护、PCB线迹保护等，多应用于发热器件、在某些小信号回路，不需要考虑损耗的地方可以选用。

　　自恢复保险丝的封装工艺

　　选择改性环氧树脂作聚乙烯/炭黑自恢复保险丝的封装材料，研究了封装对保险丝热特性的影响，封装层影响芯料的散热能力，当通过电流足够大时，封装对保险丝的动作时间几乎没有影响，当通过电流较小时，封装层在120℃（聚乙烯熔点）下固化的保险丝由于封装层与芯料之间存在一定的空隙，芯料散热能力变差，且芯料的热膨胀可以顺利进行，动作时间变短。因此，保险丝封装应在芯料达到最大热膨胀的温度下进行。

　　自恢复保险丝选型步骤

　　（1）用于常温25℃时，知道安装PPTC位置的实际平均工作电流I和电压V是多少，不考虑瞬间电流）

　　（2）根据I值、V值和产品类别及安装方式（DIP或SMD）选择一种自复保险丝系列元件。

　　（3）如果设备内部环境温度大于25℃，自复保险丝随着温度的增加对于通过的电流会有折减，为维持正常负载电流通过，根据折减率对照表，计算Ih（不动作电流）＝I/折减率。

　　（4）根据步骤（2）选出保险丝系列元件，步骤（3）所计算出的Ih值，在规格表中选出符合的元件。需特别强调的是，选出元件的Ih值必须大于或等于步骤（3）所计算出的Ih值。

　　自恢复保险丝如何选型

　　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（Umax）d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Umax和Imax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-40℃到85℃。

　　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。