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PTC热敏电阻的特性是什么?

发表时间:2021-12-04 16:34作者:温敏

    从应用的角度出发,通常把PTC材料的基本特性分为电阻—温度特性、电流—时间特性、伏一安特性和热特性。

1. 电阻—温度特性(Resistance - Temperature Characteristics

电阻温度特性常简称为阻——温特性,指在规定电压下热敏电阻的零功率电阻值与电阻体温之间的关系,零功率电阻是在某一规定的温度PTC热敏电阻器电阻值,测量时应有证其功耗引起的电阻值的变化可以忽略的程度

上图为R-T特性图。图中A组为高居里点PTC 热敏电阻(Tc120℃),B组为低居里点。A型一般用作温度传感、过热保护、马达启动器及高温发热体等。B型一般用作温度传感、过流保护、延时元件及自动消磁器等。

电压效应为材料的晶粒尺寸和势垒层的厚度有关,表现了材料的一种固有特性,对于应用而言,这种特性直接影响元器件的特性参数和使用寿命,因为电压效应过大的材料,其有效PTC效应小相应的元器件的性能差,使用寿命也短。

——温特性是PTC材料最基本的特性,一般情况下PTC元件的特征参数均可直接或间接地从阻——温特性曲线上求得,而PTC特征的好坏也可以十分直观地从曲线上看出,因此对于应用于任何场合和要求的PTC元件而言,阻——温特性都是十分重要的,例如,阻——温特性好的,即温度系数大和升阻比高的元件对消磁电阻而言,残余电流必然小,对电动机启动器而言,则启动时间特性和恢复特性均好,对限流元件而言,则响应时间快,对发热体则自动恒温作用好,而且升阻比高,则耐压特性好,这一点对任何PTC元件来说都是适用的。

2、电流、时间特性

     PTC元件的电流-时间特性是指当PTC元件两端加上额定工作电压时,流过元件的电流I与时间T之间的关系。开始加电压瞬间的电流称为起冲流通电过13S的电流称为阻尼电流,平衡时的电流IP称为残杂电流,电流—时间特性是消磁电阻器电动机启动器和过流保护器件等应用产品的重要特性。

其特性表现如下图

3、伏——安特性 即电压—电流特性(Volgate Current Characteristics)

      电压-电流特性亦称伏安特性

——安特性一般是指在25℃的静止空气中,加在热敏电阻器两端的电压与达到热平衡的稳态条件下的电流之间的关系,即PTC元器件在实际工作状态下的电压—电流特性。

——安特性对于PTC元件的应用也十分重要,首先从伏—安特性上可获得元件在非破坏情况下的**电压〈击穿电压〉,因此可以合理的确定元件的工作电压,这一点对任何用途的PTC元件来讲都是适用的,其次元件的动作与不动作电流也能从伏—安特性上反映出来,这对于正确设计和使用过流保护元件,自然是相当重要的,此外对于定温发热体也是一样。

  曲线由ABBC二段构成:AB段电阻基本不变,元件自热温升不高。BC处于开关温度附近。把PTC热敏电阻与负载串连,恰当选择电阻阻值及工作状态,可起到电流保护作用于发热的PTC元件。在一定电压和标准环境下,测量到的稳定温度称为PTC 表面温度(Ts)。使用时,PTC在以表面温度为中心的一个极小温度范围内,功率-环境达到动态平衡,实现自动控制温度。根据不同用途的需要,调整工艺和配方,可以制造出不同电阻范围,不同表面温度的PTC元件。

—安特性曲线的利用

—安特性是PTC元器件的最基本特性之一,与晶体管等半导体器件的特性曲线一样重要,是正确确定元器件工作状态的基本依据,正确地利用这种曲线可以使元器件有效地工作,在**状态PTC限流元件一般串联在负载电路中,在正常情况下流过限流元件的电流不大,不足以使其发热而呈现高电阻状态,此时电流称为安全电流,当负载电路出现异常情况回路,电流增大限流电阻因消耗功率〈12R〉使温度升高而呈现高电阻状态,使回路电流减小,并承受了大部分电压,达到保护的目的。热敏电阻器阻值大小主要根据回路电流来选择。

—安特性曲线右侧陡峭的元件,这样才能达到功耗小、恢复时间快的目的,对发热体而言,陡峭的特性表明动态范围大恒温特性好4、与热效应有关的参数

热敏电阻器中功率耗散的变化量与元件相应温度变化量之比称为耗散余数,其单位为mw\c耗散系数是表征PTC热敏电阻器与周围媒介进行热交换能力的一个参数,也是PTC元件应用中十分重要的参数之一,在材料配方、工艺一定的前提下元器件陶瓷本身的居里点〈开关温度〉升阻比等均基本不变,但其他性能参数则由元件的结构外壳以及散热条件等决定,耗散余数则是这些条件的综合表征,因此PTC元件的动作时间,恢复特性等均与耗散系数有关,对于大功率,发热体而言耗散系数则更加重要,它直接影响到发热体的功率输出。当PTC热敏电阻器两端加上电压时由于功耗电阻体温度逐渐升高,同时向周围媒质耗散热量直至电阻体的温度达到稳定,此时消耗的功率已全部扩散到媒质中,实验表明电阻器的功耗变化量AP与电阻体的温度化量AT成正比,此比值即为耗散系数。

5、热时间常数

时间常数的物理意义为,在零功率条件下,当环境温度突变时,PTC热敏的温度变化了,其始末温差的63.2%。热时间常温表征元件对环境温度反应的快慢,当把PTC元件用作温度传感器时,该参数则十分重要。

6. .其它特性:

运用领域

      PTC发热元件是现代以至将来高科技尖端之产品。它被广泛于轻工、住宅、交通、航天、农业、医疗、

环保、采矿、民用器械等,它与镍、铬丝或远红外等发热元件相比,具有**的优点。

有恒温、调温、自动控温的特殊功能

当在PTC 元件施加交流或直流电压升温时,在居里点温度以下,电阻率很低;当一旦超越居里点温度,

电阻率突然增长,使其电流下降至稳定值,达到自动控制温度、恒温目的。

不燃烧、安全可靠

       PTC元件发热时不发红、无明火(电阻丝发热时有明火),不易燃烧。

省电:PTC元件的能量输入采用比例式,有限流作用,比镍络丝等发热元件的开关式能量输入还节省电力。

寿命长   :PTC元件本身为氧化物,寿命长。

结构简单: PTC元件本身自动控温,不需另加自动控制温度线路装置。

三、什么样的材料称为PTC材料?

BaTio3陶瓷是一种典型的缺电材料,常温下其电阻率大于1012 安—cm相对介电常数可高达104 ,是一种优良的陶瓷电容器材料,在这种陶瓷材料中引入微量稀C元素。如La .y. sm ca等可使其电阻率下降到10Acm以下,成为良好的半导体陶瓷材料,这种材料具有很大的正电阻温度系数,在居里温度以上几十度范围内其电阻力可增大410个数量级。

四、PTC元器件的基本参数

1、电参数的确定

PTC元器件的优化应用与其参数的正确选择是分不开,正确确定的工作状态,不仅可以**限度地发挥元器件郊用,而且可以延长使用寿命提高 整机可靠性,PTC材料由于受到其作用机理或各条件的限制,在实际应用过程中有时会出现两种参数相互矛盾,相互牵制的现象,例如:低电阻时和高耐电压之间安全电流和动作时间之间、开关温度和发热功率之间等,若想正确解决对PTC元器件的基本原理了解外,对宏观参数的正确使用也是十分重要的。

2、居里温度〈开关温度〉的确定

用作限流器一类低居里温度TPT1200C为高温的,反之为低温PTC热敏电阻,材料居里点越低动作越快,但安全电流也越小,反之亦然,但居里高的元件其恢复特性则快,因此应根据要求选择。

五、PTC发热元件简介

1PTC是指正温度系数(TT表示),NTC为负温度系数,习惯上用于指正电阻温度系数很大的半导体材料或元器件:IT=2.304%      一般为121314

2PTC基本特性:电阻温度特性简称阻——温度特性,它是指在规定电压下热敏电阻的零功率电阻值与电阻体温度之间的关系。

3、零功率电阻:是指在某一规定的温度下测量PTC热敏电阻器的电阻值,(PTC不通电)一般是0.9Ω。

4PTC发热原理:当加在PTC发热器上的电压使其发热温度足以过TmT1时发热器的表温保持在T6的特性,随着加热器的热耗散不同,它是具有自身调节其自身电阻值大小的功能,从而达到自功恒温和调节其热量,而传流的加热电护丝需温据器调节才能达到控温目的。

六、PTC发热体在通电时的特点

1、无明水又使用寿命长

2、受电源影响小

3、具有自动调节发热的功能、方便,节能无气体,等其它污染。

七、PTC在加热器具中的应用分类

1、功率大、效率高、实用

电热蚊药驱蚊器,暖平器,电热板,电铬铁,电热粘合器,卷发器,烫发器等小家电。

2、自功保温结构简单,恒温性能好

热效率高,使用环境温度范围宽,小型与用品体器件恒槽,恒温培养箱电子保温瓶,保温箱,保温杯,柜,桌等。

3PTC陶瓷热风器输出热风功率大

速热、安全并能自动调节风温和功耗自动补偿,温风限暖器,电热吹风,暖风机,烘干机、干衣机等。

八.陶瓷发热体元件

PTC热敏电阻发热元件特殊功能

1、具有恒温,调温,精确自动控温功能。

2、不燃烧安全可靠,元件不发红,无明火不易燃烧.

3.省电PTC元件其能量输入取用比例式,比交流发热元件的开关式能量输入还节省电力。


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