第四講:PPTC的原理、選型及設計實例分析
發布時間:2013-03-27 來源:電子元件技術網 責任編輯:hedyxing
【導讀】由於保險絲僅限一次性使用,而且誤差較大,因此PPTC的出現為體積小、質量輕的無線便攜產品的電路保護提供了良好的解決方案。本期大講台主講PPTC的選型以及在設計中的應用實例,以期幫助工程師在設計中更好的選用PPTC。
PPTC工作原理
PPTC由高分子聚合物正溫度係數材料製作而成,利用電極或導線貼附在PPTC材料的兩麵,並以串聯於電路上的方式保護電路。在正常的操作情況下,組件的 電阻值處於極低的狀態下(微毆姆),電流可以無限製的通過PPTC組件,當過電流的狀況產生時,PPTC組件會因此發熱而使得電阻值快速上升。當電阻值快 速上升到幾近絕緣態時,就會將電路上的電流切斷,以保護電路上其它的機構與組件,直到電流狀況去除,PPTC組件冷卻後,其電阻值即下降到與其初始值相 近。此時,可複式保險絲(PPTC)即回複到可再次通過電流的狀態。

圖1 可恢複式保險絲的原材料PPTC的工作特性
PPTC如何選型
自zi恢hui複fu保bao險xian絲si的de主zhu要yao作zuo用yong就jiu是shi對dui電dian路lu實shi現xian過guo流liu保bao護hu,但dan電dian路lu的de電dian流liu突tu然ran增zeng大da或huo者zhe短duan路lu等deng原yuan因yin造zao成cheng電dian路lu電dian流liu過guo大da時shi起qi到dao保bao護hu電dian路lu或huo者zhe設she備bei的de原yuan因yin,是shi電dian路lu或huo者zhe設she備bei免mian於yu損sun壞huai甚shen至zhi燒shao毀hui的de事shi故gu。因yin此ci使shi用yong自zi恢hui複fu保bao險xian絲si對dui電dian路lu或huo者zhe設she備bei進jin行xing保bao護hu設she計ji時shi要yao正zheng確que選xuan型xing。
1、確定電路的參數
a 最大工作環境溫度
b 標準工作電流
c 最大工作電壓(Umax)
d 最大故障電流(Imax)
2、選擇能適應電路最大環境溫度和標準工作電流的自恢複保險絲元件
使用溫度折減{環境溫度(℃)的工作電流(A)}表並選擇與電路最大環境溫度最匹配的溫度。瀏覽該欄以查閱等於或大於電路標準工作電流值。
3、將所選元件的最大電氣額定值與電路最大工作電壓和故障電流作比較
使用電氣特性表來驗證您在第2步中所選的元件是否將采用電路的最大工作電壓和故障電流。查閱裝置的最大工作電壓和最大故障電流。確保Umax和Imax大於或等於電路的最大工作電壓和最大故障電流。
相關閱讀:
解讀PPTC及其與保險絲的區別
http://0-fzl.cn/cp-art/80020276
TSPD與PPTC在雷電防護電路中的應用
http://0-fzl.cn/cp-art/80020619
真正會用自複保險絲——PPTC應用指南
http://0-fzl.cn/cp-art/80017089
[page]
4、確定動作時間
動作時間是當故障電流出現在整台裝置上時將此元件切換到高電阻狀態所用的時間量。為了提供預期的保護功能,明確PPTC元yuan件jian的de工gong作zuo時shi間jian是shi很hen重zhong要yao的de。如ru果guo您nin選xuan擇ze的de元yuan件jian動dong作zuo過guo快kuai,則ze會hui出chu現xian異yi常chang動dong作zuo或huo有you害hai的de動dong作zuo。如ru果guo元yuan件jian動dong作zuo過guo慢man,則ze受shou到dao保bao護hu的de組zu件jian在zai元yuan件jian切qie換huan到dao高gao電dian阻zu狀zhuang態tai之zhi前qian可ke能neng損sun壞huai。
使用25℃的典型動作時間曲線來確定PPTC元件的動作時間對於電路來說是過快還是過慢。如果是則返回第2步重新選擇備用元件。
5、驗證環境工作溫度
確保應用場合的最小和最大環境溫度在PPTC元件的工作溫度範圍內。大多數PPTC元件的工作溫度範圍介於-40℃到85℃。
6、驗證PPTC元件的外形尺寸
使用外形尺寸表來將您選擇的PPTC的外形尺寸與應用場合的空間條件比較。
貼片保險絲選型注意事項
1. 保持電流。選型時需要確定電路的正常電流來選擇對應型號的貼片保險絲,保持電流需要等於電路正常工作電流或者相近。
2. 動作電流。在給被保護電流選型時,貼片保險絲的動作電流要小於或等於被保護電路需要保護的電流。
3. 耐壓值:在選型的時候需要耐壓值比被保護電路最高電壓還要高,否則會出現燒毀保護元件或者誤保護。
4. gongzuohuanjingwendu。zihuifubaoxiansizaidianluzhongdouhuishougongzuohuanjingwenduyingxiangchanshengyigewenduzhejian,dangrantiepianbaoxiansiyebuliwai。yincixuyaozaitiepianbaoxiansixuanxingshigenjugongzuohuanjingwendujinxingxiangyingdezhejianjinxingjiangjishiyong。
5. 脈衝、浪湧電流承受能力.電路中脈衝、衝擊電流、浪湧電流、啟(qi)動(dong)電(dian)流(liu)等(deng)會(hui)出(chu)現(xian)瞬(shun)變(bian)值(zhi)。這(zhe)是(shi)就(jiu)需(xu)要(yao)這(zhe)個(ge)瞬(shun)變(bian)值(zhi)得(de)存(cun)在(zai)時(shi)間(jian)和(he)大(da)小(xiao),由(you)於(yu)貼(tie)片(pian)保(bao)險(xian)絲(si)體(ti)積(ji)小(xiao)受(shou)工(gong)業(ye)方(fang)麵(mian)的(de)限(xian)製(zhi),這(zhe)是(shi)就(jiu)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)是(shi)否(fou)能(neng)承(cheng)受(shou)住(zhu)電(dian)路(lu)出(chu)現(xian)的(de)浪(lang)湧(yong),脈(mai)衝(chong)等(deng)情(qing)況(kuang)。
6. 動作時間:有些被保護電路需要要求在一定電流下需要在一定的時間內進行保護,這時就需要考慮保險絲的保護時間是否滿足要求了。
7. 產品大小:由於貼片保險絲一般時使用在比較高度集成的產品上,通常在選型的時刻需要注意相應的封裝能否合適安裝在被保護電路上。
8. 產品認證。如果產品認證需要出口的話,就要考慮到產品是否有相應的認證要求,如出口德國就需要TUV的認證。
tiepianbaoxiansixuanxingzuoweiyizhongguoliubaohuqixuanxingzhuyishixianghuigenjubutongdeshijiyingyongchanpinyousuoqubie。baoxiansideyingyongfanweihenguang,zaitiepianbaoxiansixuanxingyaoqiushanghuigenjuchanpinhekehudeyaoqiuyousuobutong。danshiyishangde8點在選型上是隨時需要注意的。總之不管是貼片保險絲pptc選型還是一次向貼片保險絲選型都需要理論和實際情況結合才能選出最合適的產品。
PPTC選型注意事項
由於pptc是用作電路或者設備做過流保護的,那麼就需要對其進行選型,在PPTC選型上需要注意很多事項。
1、電路的電壓,由於PPTC受本身材料和工藝的限製,不同型號的產品具有不同的耐壓值。如果電路的電壓超過PPTC的耐壓值的話,就會使得PPTC不動作或誤動作。甚至燒毀。因此在PPTC選型上注意電路電壓不能超過PPTC的耐壓值。否則就等更換耐壓值更大的產品了。
2、電流值:pptc由於具有自恢複功能。所以PPTC又3個電流值,保持電流,動作電流和最大承受電流值。因此在PPTC選型的時候,電路的工作電流需要和 保持電流相近或等於。要求保護電流等於動作電流或稍微偏小。而且電路中過流的最大電流不能超過PPTC最大承受電流,否則會燒毀PPTC。
電流和電壓時pptc選型最需要注意的兩項參數。其他的比如工作溫度,保護時間在PPTC選型也是要注意的事項。
PPTC應用實例
PPTC在無線電子產品中的應用
無線電子產品(如移動電話、PDA),無論是在直接供電還是充電時,都需要AC/DC電源轉換器將電網電壓或是未經穩 壓的直流電壓轉換成一個較低電平的直流電壓。隨著AC/DC電源轉換器配件及各種通用充電器紛紛進入市場,如選用不合適的AC/DC電源轉換器,其輸出電 壓、電流、極性可能會超出或違背電子產品本身的內部電路規範,因此可能損壞電路甚至引起安全問題。鑒於此,對電路的保護就更加重要。
[page]
changyongdedianlubaohufangfashishiyongyicixingrongduansihuoshishiyongzhuanyongjiechajian。yicixingrongsisuibijiaobianyi,dantazhinengyongyici,tongshirongyichanshengwudongzuo。rushiyongzhuanyongjiechajian,tongchangzhixushutian,qitapeijianzhizaoshangjiunengfangzhichutongyangdechanpin,renghuichuxianjiechacuowubingkenengyinqiyanzhongdesunhuai,liru,tongguozengdazujiandejichuandianyayizengdashuchudianliujianghuidaozhishebeidegonghaoguogao。
性能可靠的微型PPTC器件的出現,為體積小、質量輕的無線便攜產品的電路保護提供了良好的解決方案。此外,在無線設備中出現的故障大多數是暫時性的,使用可恢複性PPTC保護器件還能避免不菲的產品保修成本。
將PPTC器件串聯在電源接口處,或再並聯一隻限壓器件,例如齊納二極管、瞬態電壓抑製二極管或電壓過載保護器,就可避免不匹配的電源轉換器所帶來的損壞。

圖2 典型的電池充電電壓
典型的電池充電電壓
圖2是shi一yi個ge典dian型xing的de電dian池chi充chong電dian器qi的de電dian路lu。在zai該gai電dian路lu中zhong,未wei經jing穩wen壓ya的de電dian源yuan轉zhuan換huan器qi直zhi流liu輸shu出chu電dian壓ya經jing過guo穩wen壓ya電dian路lu調tiao製zhi,轉zhuan變bian成cheng適shi當dang的de電dian壓ya對dui電dian池chi進jin行xing充chong電dian。PPTC器件和電壓過載保護器件相互配合,可以對以下故障起保護作用:
(1)過流:過流可能會損壞功率FET或電池組。
(2)極性接反:這時二極管導通,PPTC器件進入高阻抗狀態進行限流保護。
(3)過壓:這時電壓過載保護器件起作用,PPTC器件則限製電流。
(4)PPTC器件還可裝在電池組的輸入端,增加一層保護作用。如果設備是為耳機、汽車免提設備這類有源附件供電時,在電源輸出端,也需要保護。
保護CLA電路
點煙器電源轉換器(CLA)的工作溫度範圍很寬,使其充電環境變化很大,這是因為汽車所處的環境很惡劣,而在電氣方麵的要求又很嚴格。CLA經常出現的故障主要有以下三種類型:
(1) 電流過大:將損壞充電器或者汽車電路。
(2) 充電器電路故障:將燒斷充電器裏的熔斷絲或損壞汽車的電氣線路。
(3) 極性接反:將損壞移動電話充電器的電路。
在CLA的輸入端安裝一隻電流保護器件就可避免上述故障。終端設備的負載電流、CLA本身功率轉換電路對故障的敏感程度,都是決定保護要求的主要因素。 一般而言,在CLA的輸入端,過流保護器件是與瞬態電壓抑製二極管這類電壓過載保護器件一起使用的。采用可恢複PPTC器件,可一勞永逸地保護電路,免去 了用熔斷絲時的更換煩勞,對廠商來說,則減少了退回保修的產品數量。

圖3 典型的CLA電路圖
本次大講台先講到這裏,如果哪位網友有更好的選型方法或應用實例,也請慷慨分享。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 1200餘家企業齊聚深圳,CITE2026打造電子信息產業創新盛宴
- 掌握 Gemini 3.1 Pro 參數調優的藝術
- 築牢安全防線:電池擠壓試驗機如何為新能源產業護航?
- Grok 4.1 API 實戰:構建 X 平台實時輿情監控 Agent
- 電源芯片國產化新選擇:MUN3CAD03-SF助力物聯網終端“芯”升級
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
音頻變壓器
引線電感
語音控製
元件符號
元器件選型
雲電視
雲計算
雲母電容
真空三極管
振蕩器
振蕩線圈
振動器
振動設備
震動馬達
整流變壓器
整流二極管
整流濾波
直流電機
智能抄表
智能電表
智能電網
智能家居
智能交通
智能手機
中電華星
中電器材
中功率管
中間繼電器
周立功單片機
轉換開關



