wh自恢复保险丝应用原理和指南.doc

PTC应用手册 PAGE 第PAGE 11页 编辑：万瑞和工程师蒲工 万瑞和自恢复保险丝 自复式过流过温浪涌保护的 WHPTC器件选型与应用指南 主要内容： 概述 高分子WHPTC用作过电流及过温保护 WHPTC器件动作原理 保持和动作电流作为温度函数的示例 高分子WHPTC动作原理 WHPTC 自恢复保险丝选型方法与步骤 常见的应用方法及部分电路原理与应用位置 应用WHPTC的部分实物彩图示例 概述 WHPTC (高分子正温度系数)器件可帮助防护过电流浪涌及过温的故障。热敏电阻型器件可在故障条件下限制危险的大电流流过。但是它不同于只能使用一次就必须更换的传统保险丝，万瑞和公司通过十二年精心打造的WHPTC器件在故障排除和断开电源之后能够复位，进而减少了元件成本、服务和维修费用。 WHPTC电路保护器件是由高分子PTC原料掺加纳米导体微粒所制成的。如图1所示，在正常温度下原料紧密地将导体束缚在结晶状的结构，构成一个低阻抗的链接。然而，当大电流通过或周围环境温度升高导致器件温度高于动作温度时，在高分子中的导体融化而变成无规律排列，体积膨胀并导致阻抗迅速提高. 高分子WHPTC用作过电流保护 在电路中正温度系数(WHPTC)过电流保护器件是在电路中串联使用, 当电流急速增加的时候，WHPTC从低电阻变高电阻来保护电路。这即称为器件‘动作’，如图2所示是一个典型的应用。 在正常工作状态中此器件电阻值远小于电路中的其余的电阻。但是对过流情况做出反应，器件电阻提高(动作)，从而将电路中的电流减少为任意电路器件均可以安全承载的值。这一保护动作是因其内部I2RT所产生的热量或WHPTC周围器件发热高温，使器件温度快速升高造成的。 动作原理 WHPTC器件动作原理是一种能量的平衡,如图3所示当电流流过WHPTC器件时，由于I2RT的关系会产生热量，而产生的热量便会全部或部份散发至环境中，没有散发出去的便会提高WHPTC器件的温度。 在图3的Point 1时温度较低，产生的热量和散发的热量达到平衡，但是当流过的电流较多或是环境温度较高时，会产生较高的热量，而提高WHPTC器件的温度，然而当电流或环境温度的增加并不显著，WHPTC器件所产生的热量可以散发至环境中而在Point 2达到平衡。 当电流或环境温度再提高时，WHPTC器件会达到一个较高的温度如图Point 3所示。若此时电流或环境温度继续增加，产生的热量能便会大于散发出去的，使得WHPTC器件温度速增，在此阶段，很小的温度变化就会造成阻值的大幅提高，这现象可由图上的Point 3及Point 4看出。这时WHPTC器件正处于动作的保护状态，阻抗的增加便限制了电流的通过，而保护设备免于损坏。如以上所述WHPTC热敏电阻在环境温度升高时，其阻值亦会随之增加，从而达到Point 4的高阻抗状态，并不需外加电流。当温度下降后WHPTC就以热敏电阻的特性回复到低阻抗状态。此种现象可做为温度感应控制。 保持和动作电流作为温度函数的示例 图4说明了作为温度函数的WHPTC器件的保持和动作电流行为。可以为每个可用器件定义一条这样的曲线。A区说明了WHPTC器件将动作 (转到高电阻状态) 以保护电路时的电流和温度的组合。B区说明了WHPTC器件将允许电路正常工作的电流和温度的组合。在C区，此器件可能动作或保持在低电阻状态 (这取决于单个器件的电阻)。 高分子聚合开关WHPTC动作原理 图5显示了在0℃和75℃下的静止空气中聚合PTC器件的一对典型运行曲线对。这些曲线是不同的，因为需要动作器件的热量来自电气I2RT加热和器件环境。75℃时环境的热量输入要比0℃的热量输入大得多，因此动作所需要的附加I2RT相对较少，造成在给定的动作时间内的较低的动作电流(或在给定的动作电流下动作更快)。 动作后器件阻值回复特性 图6显示了动作和随后允许冷却的WHPTC器件的典型行为。在此图中，我们可以清楚地看到，即使在若干小时以后，器件电阻依然大于初始电阻。电阻的减降过程会延续一段较长的时间，最终电阻才接近初始电阻。由实验得知，一般断电后30秒内可再次开电使用，（如果在电机内部则要等电机冷却才可以。）。 WHPTC 自恢复保险丝选型方法与步骤 第1步:决定电路参数 您需要确定电路的以下参数： 最大工作环境温度 标准工作电流 最大工作电压 最大中断电流 第2步:选择能容纳电路最大环境温度和标准工作电流的WHPTC器件 使用折减比率[环境温度(℃)的保持电流(A)]表并选择与电路最大环境温度最匹配的温度。浏览该栏以查阅等于或大于电路标准工作电流的值。现在查看该行的最左边，查阅最适于该电路的器件系列。 第3步:将所选器件的最大电气