自恢复保险丝选型

时间:2021-12-30 丨 预览:32 人次

自恢复保险丝是热敏半导体材料,本身灵敏度不高,如果不考虑灵敏度是全都可用的,只要耐受电压超过实际电路中的电压,保险丝的主要参数就是熔断电流。比如我们常见的玻璃管保险丝,一般的目标耐压是250VAC,但是在实际应用中,无论是AC还是DC,无论是220V还是12V,都是一样的。考虑到熔断电流灵敏度高的保险丝还是需要快速熔断的保险丝,是自恢复保险丝属于慢断类型保险丝,而自恢复保险丝的材料在电流过高加热到一定程度时材料就不会导电,与普通保险丝相同,只是普通保险丝是一次性保险丝。自恢复保险丝由特殊处理的聚合物和分布在其中的导电粒子组成。在正常运作下,聚合物树脂紧密结合结晶体结构外部的导电颗粒,形成链状导电电通路。此时,自恢复保险丝处于低电阻状态:

(a)线路上流经自恢复保险丝的电流产生的热能很小,不会改变晶体结构。当线路短路或过载时,流经自恢复保险丝的大电流产生的热量使高分子树脂熔化,体积迅速增大,形成高电阻状态。

(b)工作电流迅速下降,从而限制和保护电路。当故障去除后,自恢复保险丝再次冷却结晶,体积缩小,导电颗粒再次形成导电通路,自恢复保险丝恢复到低电阻状态,完成对电路的保护,无需人工更换。

自恢复保险丝无极性,阻抗低,安装方便,它可以与被保护电器的线路串联,电源可以是DC或AC。

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动作原理

自恢复保险丝的动作原理是能量的动态平衡,流过自恢复保险丝系列元件的电流由于自恢复保险丝系列的关系产生热量,产生的热量全部或部分散发到环境中,而没有散发的热量,自恢复保险丝系列元件的温度会提高。正常工作时,温度较低,产生的热量和散发的热量平衡。自恢复保险丝系列元件处于低电阻状态,自恢复熔断器系列不工作,当流过自恢复熔丝系列元件的电流增加或环境温度升高时,但是如果达到产生的热量和散发的热量的平衡,自恢复熔丝系列仍然不动作。当电流或环境温度再次提高时,自恢复保险丝系列将达到更高的温度。此时,如果电流或环境温度继续再次提高,产生的热量将大于散发出去的热量,这将导致自恢复保险丝系列元件的温度急剧升高。在此阶段,微小的温度变化将导致电阻值大幅增加。此时自恢复保险丝系列元件处于高阻保护状态,阻抗的增大限制了电流,电流在短时间内急剧下降,从而保护电路设备不受损坏,只要施加的电压产生的热量足以从自恢复保险丝系列元件散发出热量,处于变化状态下自恢复保险丝系列元件就可以一直处于动作状态(高阻)。当施加的电压消失时,自恢复保险丝系列可以自动恢复。


高分子PTC热敏电阻器动作后的恢复特性

高分子PTC热敏电阻由于具有自恢复电阻,可以重复多次使用。一般情况下,电阻会在十几秒到几十秒内自恢复到初始值的1.6倍左右的水平,此时热敏电阻的保持电流已经恢复到额定值,可以再次使用。一般说来,面积和厚度较小的热敏电阻恢复相对较快;然而,面积和厚度较大的热敏电阻恢复相对较慢。


温度对自恢复保险丝元件的影响

高分子PTC自恢复保险丝是直热式、阶跃型热敏电阻,其电阻变化过程与其自身发热和散热有关,因此其保持电流IH、动作电流IT和动作时间受环境温度影响。当环境温度和电流在A区时,当热敏电阻的发热功率大于其散热功率时,热敏电阻就会动作;当环境温度和电流在B区时,热敏电阻的散热功率接近发热功率,所以可能起动作,也可能不起动作;当环境温度和电流在C区时,发热功率小于散热功率,热敏电阻会长时间处于不动作状态。