Что такое термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC)?

Что такое термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC)?

PTC-термистор — это электронный компонент, сопротивление которого резко увеличивается при определенной температуре.

PTC означает положительный температурный коэффициент, что означает, что между температурой и сопротивлением существует положительная корреляция. Термистор происходит от термина «термочувствительный резистор». Термистор — это компонент, который может измерять температуру по разнице электрического сопротивления, когда резистивный элемент приводится в контакт с измеряемым объектом. Он характеризуется использованием металлооксидного полупроводника в качестве резистивного элемента.

Устройство защиты от перегрузки по току, использующее термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC), также называется восстанавливаемым предохранителем. Трубчатые и плоские предохранители используют сплавные элементы, которые необходимо заменять после перегорания, поэтому принцип отличается от принципа действия обычных предохранителей.

Когда в цепи протекает избыточный ток, восстанавливающийся предохранитель ограничивает значение тока, заставляя термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC) нагреваться и увеличивать его сопротивление. Когда причина избыточного тока устраняется, термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC) уменьшается, и его сопротивление становится ниже. Поэтому он используется как восстанавливающийся предохранитель.

Применение термисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC)

Термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC) используются в электронных платах и ​​широком спектре других приложений, от бытовых приборов до промышленных приложений. Ниже приведены примеры применения термисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC):

• Защита от перегрузки по току и перегрузки для смартфонов и т. д.
• Защита от перегрузки для небольших двигателей
• Электрические ковры и обогреватели
• Защита от перегрузки для двигателей и силовых полупроводников

Термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC) имеют низкое значение сопротивления при низкой температуре, но при перегреве из-за чрезмерного тока значение сопротивления быстро увеличивается. Этот механизм позволяет использовать их для защиты от перегрузки по току в электрических цепях. Цепи, в которых используются термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC), включают в себя цепи нагревателей и электронные коммуникационные устройства.

Защита от перегрева также должна учитываться при использовании силовых полупроводников и двигателей. Именно здесь используются термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC). Для защиты от перегрева используется термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC) путем физического термического соединения термистора с PTC с радиатором или обмоткой двигателя для отвода тепла.

Термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC) используется для обнаружения перегрева путем увеличения своего сопротивления, а схема настроена на остановку работы или отключение источника питания.

Принцип работы термисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC)

PTC-термисторы имеют три основные характеристики:

1. Температурные характеристики сопротивления

Значение сопротивления практически постоянно от комнатной температуры до точки Кюри (температура, при которой значение сопротивления примерно вдвое больше комнатной температуры) и быстро увеличивается после точки Кюри. Это свойство позволяет устройству быстро определять перегрев электронной цепи и ограничивать ток в цепи, тем самым предотвращая выход из строя электронных компонентов.

2. Статические характеристики (вольт-амперные характеристики)

Пока точка Кюри не будет превышена, ток растет пропорционально росту напряжения. После превышения точки Кюри сопротивление самого термистора увеличивается, а значение тока уменьшается. Другими словами, поддерживается постоянная мощность. Вольт-амперная характеристика характеризуется гороподобным графиком.

3. Динамические характеристики (ток-временные характеристики)

Ток-временная характеристика термистора PTC характеризуется тем, что значение тока уменьшается с течением времени. Эта характеристика позволяет большому току протекать сразу после включения питания и используется для запуска двигателя и других применений.

Типы термисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC)

PTC-термисторы можно разделить на два типа: на основе полимеров и на основе керамики.

1. Полимерный тип

PTC-термисторы на основе полимеров изготавливаются путем смешивания проводящих частиц с полимерными материалами, такими как полиэтилен. В качестве проводящих частиц используются технический углерод и никель.

Они также известны под аббревиатурой PPTC. Восстанавливаемые предохранители также называются полипереключателями, но название происходит от полимера. Термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC) используется только для защиты от перегрузки по току.

2. Керамический

PTC-термисторы — это термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC), изготовленные из керамики с небольшим количеством редкоземельных элементов, добавленных к титанату бария. Температуру Кюри можно регулировать, регулируя количество и тип добавок. Они используются не только для защиты от перегрузки по току, но и для цепей размагничивания и саморегулирующихся нагревательных элементов.