简述PTC元件 -凡亿课堂

目前，彩电、冰箱内部电源电路，常用PTC元件做保护装置。本文向大家介绍一些该元件的特点。

PTC效应

PTC (Positive Temperature Coefficient) 效应 , 即正温度系数效应，是指此材料的电阻会随温度的升高而增加。

PTC效应也分为线性和非线性两种。其中线性PTC效应是指电阻随着温度的增加而线性增加，如大多数的金属材料等；非线性 PTC 效应是指经过相变的材料会呈现出电阻沿狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级的现象，这种现象呈现在多种类型的导电聚合体中，如高分子 PTC 热敏电阻等。

PTC热敏电阻

PTC热敏电阻是一种典型的具有温度敏感性的半导体电阻 , 超过一定的温度 ( 居里温度 )时, 它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增加，具体见下图：

PTC热敏电阻大致上分为高分子PTC热敏电阻和陶瓷PTC热敏电阻。高分子PTC热敏电阻是指其材料为有机聚合物搭配导电粒子进行使用；而陶瓷PTC热敏电阻则主要以无机粒子（如碳酸钡等）搭配使用的。它们之间的差别在于：高分子 PTC 热敏电阻与陶瓷PTC 热敏电阻的初始阻值、动作时间（对事故事件的反应时间）以及尺寸大小均在显著差别，且在具有相同维持电流的高分子PTC热敏电阻与陶瓷PTC热敏电阻相比，高分子PTC热敏电阻尺寸更小、阻值更低，同时反应更快。

本文中会重点将高分子的PTC热敏电阻。它的工作原理是：PTC材料是由是由聚合物与导电粒子等所构成，在经过特殊加工后，导电粒子在聚合物中构成链状导电通路：当正常工作电流通过（或元件处于正常环境温度）时，PTC热敏电阻呈低阻状态；当电路中有异常过电流通过（或环境温度升高）时，大电流（或环境温度升高）所产生的热量使聚合物迅速膨胀，切断导电粒子所构成的导电通路，PTC热敏电阻呈高阻状态；当电路中过电流（超温状态）消失后，聚合物冷却，体积恢复正常，其中导电粒子又重新构成导电通路，PTC热敏电阻又呈初始的低阻状态，如此反复循环完成器件的功能。需要注意的是，由于PTC热敏电阻主要通过聚合物的受热膨胀和冷却收缩来完成循环过程，因此对外部压力相关比较敏感，如果一定要进行封装的话则应该注意对封装材料的选择。如果封装材料太硬，则会阻碍热敏电阻的膨胀，从而影响热敏电阻的正常使用。即使使用“ 软”的密封材料，热敏电阻的散热性能也会受到影响，选型时应充分考虑封装对产品性能的影响。

PTC的关键电性能

1.PTC热敏电阻的伏安特性曲线

PTC热敏电阻正常工作时的伏安特性和负载曲线示意图，由A点到B点，施加在PTC热敏电阻上的电压逐步升高，流过PTC热敏电阻的电流也线性增加，表明PTC热敏电阻的电阻值基本不变，即保持在低阻态；由B点到E点，电压逐步升高，PTC热敏电阻由于发热而电阻迅速增大，流过PTC热敏电阻的电流也迅速降低，表明PTC热敏电阻进行保护状态。正常的负载曲线低于B点，PTC热敏电阻就不会有进入保护状态。