PTC熱敏電阻的應用原理
??? 當電路處于正常狀態時，通過過流保護用PTC熱敏電阻的電流小于額定電流， 過流保護用PTC熱敏電阻處于常態，阻值很小，不會影響被保護電路的正常工作。當電路出現故障，電流大大超過額定電流時， 過流保護用PTC熱敏電阻陡然發熱，呈高阻態，使電路處于相對"斷開"狀態，從而保護電路不受破壞。當故障排除后，過流保護用PTC熱敏電阻亦自動回復至低阻態，電路恢復正常工作。
圖2為電路正常工作時的伏-安特性曲線和負載曲線示意圖，由A點到B點，施加在PTC熱敏電阻上的電壓逐步升高，流過PTC熱敏電阻的電流也線性增加，表明PTC熱敏電阻的電阻值基本不變， 即保持在低電阻態；由B點到E點，電壓逐步升高，PTC熱敏電阻由于發熱而電阻迅速增大，流過PTC熱敏電阻的電流的也迅速降低，表明PTC熱敏電阻進入保護狀態。正常的負載曲線低于B點，PTC熱敏電阻就不會進入保護狀態。
??? 通常而言有三種過流過熱保護的類型：
??? 1、電流過流（圖3）：RL1為正常工作時的負載曲線，當負載阻值減少， 如變壓器線路短路，負載曲線由RL1變為RL2，超過B點， PTC熱敏電阻器進入保護狀態；
2、電壓過流（圖4）：電源電壓增加，如220V電源線突然升到380V，負載曲線由RL1變為RL2，超過B點， PTC熱敏電阻器進入保護狀態；
3、溫度過熱（圖5）：當環境溫度升高超過一定限度，PTC熱敏電阻器伏-安特性曲線由A-B-E變成A-B1-F，負載曲線RL超過B1點，PTC熱敏電阻器進入保護狀態；
過流保護電路圖
型號參數
通用線路過流保護用PTC熱敏電阻 型號 額定電阻值 不動作電流 動作電流 最大工作 最大電流 居里溫度 外形尺寸 @25℃ @60℃ Dmax Tmax Фd MZ11-20P3R7H265 3.7 530 430 1050 265 4.3 120(P) 22.0 5.0 0.6 MZ11-16P6R0H265 6.0 390 300 780 265 3.1 17.5 5.0 0.6 MZ11-16P7R0H265 7.0 350 280 700 265 3.1 17.5 5.0 0.6 MZ11-13P10RH265 10 260 200 520 265 1.8 14.0 5.0 0.6 MZ11-13P12RH265 12 225 180 450 265 1.8 14.0 5.0 0.6 MZ11-12P10RH265 10 250 200 500 265 1.8 13.5 5.0 0.6 MZ11-10P15RH265 15 180 140 350 265 1.2 11.0 5.0 0.6 MZ11-10P39RH265 39 130 100 250 265 1.2 11.0 5.0 0.6 MZ11-08P15RH265 15 150 120 300 265 0.8 9.0 5.0 0.6 MZ11-08P25RH265 25 130 100 250 265 0.8 9.0 5.0 0.6 MZ11-08P35RH265 35 115 90 225 265 0.8 9.0 5.0 0.6 MZ11-08P45RH265 45 105 80 220 265 0.8 9.0 5.0 0.6 MZ11-08P55RH265 55 90 70 180 265 0.8 9.0 5.0 0.6 MZ11-07P82RH265 82 70 50 140 265 0.6 8.0 5.0 0.6 MZ11-07P56RH265 56 90 60 175 265 0.6 8.0 5.0 0.6 MZ11-06P33RH265 33 110 85 220 265 0.4 7.0 5.0 0.6 MZ11-05P70RH265 70 65 50 130 265 0.3 6.5 5.0 0.6 MZ11-05P85RH265 85 60 45 120 265 0.3 6.5 5.0 0.6 MZ11-05P39RH265 39 80 65 160 265 0.2 6.5 5.0 0.6 MZ11-05P121H265 120 45 35 90 265 0.3 6.5 5.0 0.6 MZ11-05P181H265 180 40 30 80 265 0.3 6.5 5.0 0.6 MZ11-04P70RH265 70 50 40 100 265 0.2 5.5 5.0 0.6 MZ11-04P121H265 120 40 30 80 265 0.2 5.5 5.0 0.6 MZ11-03P151H265 150 40 30 75 265 0.2 4.5 5.0 0.5 MZ11-10N12RH265 12 170 130 340 265 1.2 100(N) 11.0 5.0 0.6 MZ11-10N18RH265 18 145 110 290 265 1.2 11.0 5.0 0.6 MZ11-10N22RH265 22 125 90 250 265 1.2 11.0 5.0 0.6 MZ11-07N22RH265 22 120 90 225 265 0.5 8.0 5.0 0.6 MZ11-05N151H265 150 38 30 80 265 0.3 6.5 5.0 0.6 MZ11-05N301H265 300 27 20 55 265 0.3 6.5 5.0 0.6 MZ11-05N601H265 600 20 15 40 265 0.2 6.5 5.0 0.6 MZ11-05N102H265 1000 15 12 30 265 0.2 6.5 5.0 0.6 MZ11-04N151H265 150 36 28 80 265 0.3 5.5 5.0 0.6 MZ11-03N151H265 150 33 25 65 265 0.2 4.5 5.0 0.5 MZ11-03N101H265 100 40 30 80 265 0.2 4.5 5.0 0.5 MZ11-03N70RH265 70 45 35 90 265 0.1 4.5 5.0 0.5 MZ11-08M12RH265 12 120 70 220 265 0.8 80(M) 9.0 5.0 0.6 MZ11-08M25RH265 25 85 50 170 265 0.8 9.0 5.0 0.6 MZ11-08M35RH265 35 80 50 150 265 0.8 9.0 5.0 0.6 MZ11-08M50RH265 50 60 40 120 265 1.0 9.0 5.0 0.6 MZ11-07M101H265 100 50 30 100 265 0.6 8.0 5.0 0.6 MZ11-05M70RH265 70 50 30 100 265 0.3 6.5 5.0 0.6 MZ11-05M121H265 120 30 20 60 265 0.3 6.5 5.0 0.6 MZ11-03M101H265 100 25 18 55 265 0.2 4.5 5.0 0.5 MZ11-03M151H265 150 22 15 45 265 0.2 4.5 5.0 0.5 型號 額定電阻值 不動作電流 動作電流 最大工作 最大電流 居里溫度 外形尺寸 @25℃ @60℃ Dmax Tmax Фd MZ12-20P2R6H140 2.6 650 500 1300 140 4.3 120(P) 22.0 5.0 0.6 MZ12-16P4R7H140 4.7 425 330 850 140 3.1 17.5 5.0 0.6 MZ12-16P5R6H140 5.6 400 310 800 140 3.1 17.5 5.0 0.6 MZ12-13P6R8H140 6.8 325 250 650 140 1.8 14.0 5.0 0.6 MZ12-12P5R6H140 5.6 325 250 650 140 1.8 13.5 5.0 0.6 MZ12-12P6R8H140 6.8 300 230 600 140 1.8 13.5 5.0 0.6 MZ12-10P10RH140 10 225 170 450 140 1.2 11.0 5.0 0.6 MZ12-10P6R8H140 6.8 275 200 550 140 1.2 11.0 5.0 0.6 MZ12-08P22RH140 22 135 110 270 140 0.8 9.0 5.0 0.6 MZ12-06P25RH140 25 125 90 250 140 0.5 7.0 5.0 0.6 MZ12-05P33RH140 33 90 70 175 140 0.3 6.5 5.0 0.6 MZ12-16R2R1H140 2.1 710 570 1420 140 3.1 140(R) 17.5 5.0 0.6 MZ12-13R3R8H140 3.8 500 400 1000 140 1.8 14.0 5.0 0.6 MZ12-10R15RH140 15 210 170 420 140 1.2 11.0 5.0 0.6 MZ12-10R6R7H140 6.7 300 230 600 140 1.2 11.0 5.0 0.6 MZ12-10R10RH140 10 250 200 500 140 1.2 11.0 5.0 0.6 型號 額定電阻值 不動作電流 動作電流 最大工作 最大電流 居里溫度 外形尺寸 @25℃ @60℃ Dmax Tmax Фd MZ13-10R1R8H30 1.8 650 550 1300 30 4.3 140(R) 11.0 4.0 0.6 MZ13-08R1R8H30 1.8 600 500 1100 30 3.0 9.0 4.0 0.6 MZ13-12P1R2H30 1.2 750 600 1500 30 5.5 120(P) 13.5 4.0 0.6 MZ13-12P1R8H30 1.8 500 430 1000 30 5.5 13.5 4.0 0.6 MZ13-10P2R7H30 2.7 380 320 700 30 4.3 11.0 4.0 0.6 MZ13-08P1R8H30 1.8 550 450 1000 30 3.0 9.0 4.0 0.6 MZ13-08P4R2H30 4.2 280 230 560 30 3.0 9.0 4.0 0.6 MZ13-05P10RH30 10 170 140 340 30 1.0 6.5 4.0 0.6 MZ14-16P2R3H60 2.3 550 450 1100 60 8.0 17.5 4.0 0.6 MZ14-12P3R7H60 3.7 380 320 750 60 5.5 13.5 4.0 0.6 MZ14-10P5R6H60 5.6 300 250 600 60 4.3 11.0 4.0 0.6 MZ14-08P9R4H60 9.4 180 150 360 60 3.0 9.0 4.0 0.6 MZ14-05P25RH60 25 100 85 200 60 1.0 6.5 4.0 0.6 MZ14-03P55RH60 55 60 50 120 60 0.7 4.5 4.0 0.5 MZ14-08M4R7H60 4.7 180 120 360 60 3.0 80(M) 9.0 4.0 0.6 型號 額定電阻值 不動作電流 動作電流 最大工作 最大電流 居里溫度 外形尺寸 @25℃ @60℃ Dmax Tmax Фd MZ15-10R1R2H15 1.2 850 700 1550 15 4.3 140(R) 11.0 4.0 0.6 MZ15-08R1R0H15 1.0 850 700 1500 15 3.0 9.0 4.0 0.6 MZ15-08R1R8H15 1.8 600 500 1100 15 3.0 9.0 4.0 0.6 MZ15-07R1R0H15 1.0 750 600 1350 15 2.5 8.0 4.0 0.6 MZ15-07R1R2H15 1.2 650 550 1200 15 2.5 8.0 4.0 0.6 MZ15-05R4R6H15 4.6 350 300 680 15 1.0 6.5 4.0 0.6 MZ15-03R13RH15 13 180 150 350 15 0.7 4.5 4.0 0.5 MZ15-10P1R2H18 1.2 700 600 1400 18 4.3 120(P) 11.0 4.0 0.6 MZ15-08P1R0H18 1.0 650 550 1200 18 3.0 9.0 4.0 0.6 MZ15-08P1R8H18 1.8 550 450 1000 18 3.0 9.0 4.0 0.6 MZ15-05P4R6H18 4.6 300 250 580 18 1.0 6.5 4.0 0.6 MZ15-03P13RH18 13 145 120 280 18 0.7 4.5 4.0 0.5
R25(Ω)
±25%
Int(mA)
@25℃
It(mA)
電壓
Vmax(A)
Imax(A)
Tc(℃)
(mm)
R25(Ω)
±25%
Int(mA)
@25℃
It(mA)
電壓
Vmax(A)
Imax(A)
Tc(℃)
(mm)
R25(Ω)
±25%
Int(mA)
@25℃
It(mA)
電壓
Vmax(A)
Imax(A)
Tc(℃)
(mm)
R25(Ω)
±25%
Int(mA)
@25℃
It(mA)
電壓
Vmax(A)
Imax(A)
Tc(℃)
(mm)
??? 變壓器過流保護用PTC熱敏電阻(PTC不嵌入變壓器線包內)
|
型號 |
額定電阻值 |
不動作電流 |
動作電流 |
最大工作 |
最大電流 |
居里溫度 |
外形尺寸 | |||
|
@25℃ |
@60℃ |
Dmax |
Tmax |
Фd | ||||||
|
MZ11-16P6R0H265 |
6.0 |
390 |
300 |
780 |
265 |
3.1 |
120(P) |
17.5 |
5.0 |
0.6 |
|
MZ11-13P10RH265 |
10 |
260 |
200 |
520 |
265 |
1.8 |
14.0 |
5.0 |
0.6 | |
|
MZ11-12P10RH265 |
10 |
250 |
200 |
500 |
265 |
1.8 |
13.5 |
5.0 |
0.6 | |
|
MZ11-10P15RH265 |
15 |
180 |
140 |
350 |
265 |
1.2 |
11.0 |
5.0 |
0.6 | |
|
MZ11-08P25RH265 |
25 |
130 |
100 |
250 |
265 |
0.8 |
9.0 |
5.0 |
0.6 | |
|
MZ11-08P35RH265 |
35 |
115 |
90 |
225 |
265 |
0.8 |
9.0 |
5.0 |
0.6 | |
|
MZ11-08P45RH265 |
45 |
105 |
80 |
200 |
265 |
0.8 |
9.0 |
5.0 |
0.6 | |
|
MZ11-10P39RH265 |
55 |
90 |
70 |
180 |
265 |
0.8 |
9.0 |
5.0 |
0.6 | |
|
MZ11-08P15RH265 |
70 |
65 |
50 |
130 |
265 |
0.3 |
6.5 |
5.0 |
0.6 | |
|
MZ11-08P25RH265 |
150 |
40 |
30 |
75 |
265 |
0.2 |
4.5 |
5.0 |
0.6 | |
過流保護PTC熱敏電阻器選用指南
??? 1.最大工作電壓
??? PTC熱敏電阻器串聯在電路中，正常工作時僅有一小部分電壓保持在PTC熱敏電阻器上，當PTC熱敏電阻器啟動呈高阻態時，必須承受幾乎全部的電源電壓，因此選擇PTC熱敏電阻器時，要有足夠高的最大工作電壓，同時還要考慮到電源電壓可能產生的波動。
??? 2.不動作電流和動作電流
??? 為得到可靠的開關功能，動作電流至少要超過不動作電流的兩倍。
??? 由于環境溫度對不動作電流和動作電流的影響極大(見下圖)，因此要把最壞的情況考慮進去， 不動作電流應選用在允許的最高環境溫度時的值，對動作電流來說，選應用在較低環境溫度下的值。
?3.在最大工作電壓時允許的最大電流
??? 需要PTC熱敏電阻器執行保護功能時，要檢查電路中是否有產生超過允許的最大電流的條件，一般是指用戶存在產生短路可能性的情況。規格書已經給出了最大電流值，超過這個值使用時，可導致PTC熱敏電阻器破壞或早期失效。
??? 4.開關溫度（居里溫度）
??? 我們可提供居里溫度80 ℃、100 ℃、120 ℃、140 ℃的的過流保護元件，一方面，不動作電流取決于居里溫度和PTC熱敏電阻器芯片的直徑， 從降低成本方面考慮， 應選用高居里溫度和小尺寸元件；另一方面須考慮，這樣選擇的PTC熱敏電阻器會有較高的表面溫度，是否會在線路中導致不希望的副作用。一般情況下，居里溫度要超過最高使用環境溫度20 ~ 40 ℃。
??? 5.使用環境的影響
??? 在接觸化學試劑或在使用灌注料或填料時，須特別小心鈦酸鋇陶瓷被還原導致PTC熱敏電阻器效應下降，以及由于灌注造成的導熱條件變化，都可能導致PTC熱敏電阻器局部過熱而損壞。
??? 附:電源變壓器過流保護PTC熱敏電阻的選用舉例
??? 已知一電源變壓器初級電壓220V，次級電壓16V，次級電流1.5A， 次級異常時的初級電流約350mA，10分鐘之內應進入保護狀態，變壓器工作環境溫度-10 ~ 40 ℃，正常工作時溫升15 ~ 20 ℃， PTC熱敏電阻器靠近變壓器安裝，請選定一PTC熱敏電阻器用于初級保護。
??? 1.確定最大工作電壓
??? 已知變壓器工作電壓220V，考慮電源波動的因素，最大工作電壓應達到220V×（1+20%）=264V
??? PTC熱敏電阻器的最大工作電壓選265V。
??? 2.確定不動作電流
??? 經計算和實際測量，變壓器正常工作時初級電流125mA，考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環境溫最高達60 ℃，可確定不動作電流在60 ℃時應為130~ 140mA。
??? 3.確定動作電流
??? 考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環境溫度最低可達到-10 ℃或25℃，? 可確定動作電流在-10 ℃或25℃時應為340~ 350mA，動作時間約5分鐘。
??? 4.確定額定零功率電阻R25
??? PTC熱敏電阻器串聯在初級中，產生的電壓降應盡量小，PTC熱敏電阻器自身的發熱功率也應盡量小，一般PTC熱敏電阻器的壓降應小于總電源的1%，R25經計算：
???????????????????????????????????????? 220V × 1% ÷0.125A=17.6 Ω
??? 5.確定最大電流
??? 經實際測量， 變壓器次級短路時， 初級電流可達到500mA，如果考慮到初級線圈發生部分短路時有更大的電流通過，PTC熱敏電阻器的最大電流確定在1A以上。
??? 6. 確定居里溫度和外形尺寸
??? 考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環境溫最高可達60 ℃， 選擇居里溫度時在此基礎上增加40 ℃， 居里溫度為100 ℃，但考慮到低成本， 以及PTC熱敏電阻器未安裝在變壓器線包內， 其較高的表面溫度不會對變壓器產生不良作用，故居里溫度可選擇120 ℃，這樣PTC熱敏電阻器的直徑可減小一檔，成本可以下降。
??? 7.確定PTC熱敏電阻器型號
??? 根據以上要求，查閱我們公司的規格表，選定MZ11-10P15RH265
??? 即: 最大工作電壓265V，額定零功率電阻值15Ω± 25%，不動作電流140 mA， 動作電流350 mA，最大電流1.2A，居里溫度120 ℃，最大尺寸為?11.0mm。
??? PTC的失效模式
??? 衡量PTC熱敏電阻器可靠性有兩個主要指標：
??? A.耐電壓能力----超過規定的電壓可導致PTC熱敏電阻器短路擊穿， 施加高電壓可淘汰耐壓低的產品，確保PTC熱敏電阻器在最大工作電壓（Vmax）以下是安全的；
??? B、耐電流能力----超過規定的電流或開關次數可導致PTC熱敏電阻器呈現不可恢復的高阻態而失效， 循環通斷試驗不能全部淘汰早期失效的產品。
??? 在規定的使用條件下， PTC失效后呈現高電阻態。長期（一般大于1000小時）施加在PTC熱敏電阻器上的電壓導致其常溫電阻升高的幅度極小， 居里溫度超過200℃的PTC發熱元件相對要明顯。除PTC發熱元件外，PTC失效的主要原因是由于開關操作中陶瓷體中心產生應力開裂。 在PTC熱敏電阻器動作動過程中，PTC瓷片內溫度、電阻率、電場、和功率密度的分布不均勻導致中心應力大而分層裂開。
??? 使用注意事項
??? 1、焊接
??? 在焊接時要注意，PTC熱敏電阻器不能由于過分的加熱而受到損害。必須遵守下列的最高的溫度，最長的時間和最小的距離：
????????? 浸焊 烙鐵焊
??? 溶池溫度 ????? max. 260 ℃ max. 360℃
??? 釬焊時間 ????? max. 10s max. 5 s
??? 距PTC熱敏電阻器最小的距離 ????? min. 6mm min. 6mm
??? 在較惡劣的釬焊條件下將會引起電阻值的變化。
??? 2、涂層和灌注
??? 在PTC熱敏電阻器上加涂層和灌注時，不允許在固化和以后的處理中由于不同的熱膨脹而出現機械應力。請謹慎使用灌注材料或填料。在固化時不允許超過PTC熱敏電阻器的上限溫度。此外，要注意到，灌注材料必須是化學中性的。在PTC熱敏電阻器中鈦酸鹽陶瓷的還原可能會導致電阻降低和電性能的喪失；由于灌注而引起熱散熱條件的變化可能會引起在PTC熱敏電阻器上局部的過熱而導致其被毀壞。
??? 3、清洗
??? 氟利昂，三氯乙烷或四氯乙烯等溫和的清洗劑均適用于清洗， 同樣可以使用超聲波清洗的方法，但是一些清洗劑可能會損害熱敏電阻的性能，清洗前最好進行試驗或到我公司咨詢。
??? 4、貯藏條件與期限
??? 如果存貯得當，PTC熱敏電阻器的存貯期沒有什么期限限制。為了保持PTC熱敏電阻器的可焊性， 應在沒有侵蝕性的氣氛中進行貯藏，同時要注意空氣濕度，溫度以及容器材料。元件應盡可能的在原包裝中進行貯藏。對未焊接的PTC熱敏電阻器的金屬覆層的觸碰可能會導致可焊性能降低。暴露在過潮或過高溫度下，一些規格產品性能可能會改變，比如錫鉛的可焊性等，但是在正常的電器元件保存條件下可以長期保存。
??? 5、注意事項
??? 為避免PTC熱敏電阻器發生失效／短路／燒毀等事故，使用（測試）PTC熱敏電阻器時應特別注意如下事項：
??? 不要在油中或水中或易燃易爆氣體中使用（測試）PTC熱敏電阻器；
??? 不要在超出"最大工作電流"或"最大工作電壓"條件下使用（測試）PTC熱敏電阻器。