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自恢复保险丝的工作原理
- 2020-02-27-

  自恢复保险丝是一种过流电子维护元件,采用高分子有机聚合物在高压、高温,硫化反响的条件下,掺加导电粒子资料后,通过特殊的工艺加工而成。传统保险丝过流维护,仅能维护一次,烧断了需更换,而自恢复保险丝具有过流过热维护,主动恢复两层功用。

  1、额外电压

  额外电压是指自恢复保险丝断开后能接受的zui大电压。自恢复保险丝接通时期两端所接受的电压远远小于其额外电压,在选用自恢复保险丝时一般均要求其额外电压要大于有用的电路电压。

  2、额外电流

  额外电流是自恢复保险丝能长时刻作业的zui大电流。假定维护电流为Ir,应该选用自恢复保险丝的额外电流为In,则两者应满足以下条件In=Ir/(fo*f1),fo为对不同标准自恢复保险丝的折减率,对ICE标准的自恢复保险丝能够不加折减率,即fo=1,对UL标准的自恢复保险丝,折减率fo=0.75。f1为考虑温度后的折减率,环境温度越高,自恢复保险丝作业时就越热,寿命就越短。这里要侧重说明的是指围绕着自恢复保险丝周围的空气温度,不应与室温相混杂。不管是UL标准仍是ICE标准,自恢复保险丝的各项要求都是在室温25℃条件下制定的,就不需考虑家必定的折减率。明显不同环境温度,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:低分辩才能),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:高分辩才能)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)。

  自恢复保险丝是由通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严密地将导电粒子捆绑在结晶状的结构外,构成链状导电电通路,此时的自恢复保险丝为低阻状况(a),线路上流经自恢复保险丝的电流所发作的热能小,不会改变晶体结构。当线路发作短路或过载时,流经自恢复保险丝的大电流发作的热量使聚合树脂消融,体积敏捷增长,构成高阻状况(b),作业电流敏捷减小,从而对电路进行限制和维护。当毛病排除后,自恢复保险丝重新冷却结晶,体积收缩,导电粒子重新构成导电通路,自恢复保险丝恢复为低阻状况,从而完成对电路的维护,无须人工更换。

  自恢复保险丝依据资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,依据封装形式又可分为,引线插件和SMD贴片两种。还能够依据电压分为600V,250V,130V,120V,72V,60V,30V,24V,16V,6V等。

  聚合物PPTC的首要优点有:常温零功率电阻能够作得很小,大电流产品只要几个毫欧姆,在路功耗较小,能够忽略不计、体积相对较小。可串联在易损电路内作过流维护、温度保险丝用,阻值突变速度快,在几个ms数量级,热容小,恢复时刻短,耐冲击,可循环维护达8000次之多。PTC能够作过温度保险丝用,因而在电路中在必定程度上体现出了温度保险丝性能和温度保险丝作用。到达在电路中完成过流维护和过温维护的两层维护功用。

  陶瓷CPTC的首要优点为制作简单,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规模,适宜作小电流过流维护,高温过热时易出现负阻效应(阻值变小)、维护速度慢,在上百ms的数量级、热容大,恢复时刻长。使用规模相对较窄,如不能使用于快速维护的电路、汽车线束维护、PCB线迹维护等,多使用于发热器材、在某些小信号回路,不需要考虑损耗的地方能够选用。

  挑选改性环氧树脂作聚乙烯/炭黑自恢复保险丝的封装资料,研讨了封装对保险丝热特性的影响,封装层影响芯料的散热才能,当通过电流足够大时,封装对保险丝的动作时刻几乎没有影响,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必定的空地,芯料散热才能变差,且芯料的热膨胀能够顺利进行,动作时刻变短。因而,保险丝封装应在芯料到达zui大热膨胀的温度下进行。

  (1)用于常温25℃时,知道装置PPTC位置的实践均匀作业电流I和电压V是多少,不考虑瞬间电流)

  (2)依据I值、V值和产品类别及装置方式(DIP或SMD)挑选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,为保持正常负载电流通过,依据折减率对照表,计算Ih(不动作电流)=I/折减率。

  (4)依据过程(2)选出保险丝系列元件,过程(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值必须大于或等于过程(3)所计算出的Ih值。