自恢复保险丝PTC的过流保护原理解析

PTC是Positive Temperature Coefficient 的英文字头缩写，意思是正的温度系数，泛指正温度系数的半导体材料或元器件；若其阻值随着环境温度的升高而升高；相对应的有NTC，则是Negative Temperature Coefficient的英文字头缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数的半导体材料或元器件；若其阻值随着环境温度的升高而下降。

PTC热敏电阻根据其内部其内部材质的不同，通常可分为：陶瓷PTC，简称CPTC，和高分子PTC，简称PPTC。

PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的电阻元器件，其内部的温度超过一定的值（居里温度）时, 它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。典型的RT（阻值温度）曲线如图所示：

由于这类PTC具有阻值瞬间跳变的特性，故常用于电气类产品的过流保护。

我们知道：对于一个导体，它的阻值为R，当流过导体的电流为I，持续的时间为t时，那么，导体产生的热量Q，可用焦耳定律来计算：Q = I^2*R*t，可见导体产生的热量与流过导体的电流I的平方成正比，即，只要电流增加一点，产生的热量Q将急剧增加。

正常工作时，由于工作电流Ih较小，流过PTC的电流所产生的热量不足以达到居里点，PTC一直呈现为出厂时的零功率电阻Rmin，通常在毫欧姆级（具体数据，随着PTC的系列不同而有所不同），相当于一个开关的闭合状态，一旦流过PTC的电流It为正常工作电流Ih的2倍时，PTC内部集聚的热量到达居里点，其阻值立刻将跳变到Rmax，宏观来看，相当于一个开关断开，当然开关真正断开，其阻值为∞，通常Rmax/Rmin的比值，至少大于10^4倍。

由于PTC不分极性，串联在负载回路中，PTC阻值的快速急剧增大，将有效地限制整个回路的工作电流，这样就有效地保护了负载不被烧坏。当断开电源，整个回路的电流消失，大约1分钟时，PTC内部的热量散发冷却后，又自动恢复到初始阻值Rmin。因此PTC又叫可恢复保险丝，或自恢复保险丝，自复位过流保护器等。