PTC元件特性的三大关系
发布时间:2011/10/6 15:15:34 访问次数:3614
PTC元件的特性有以下三大关系。也就是说,PTC元件的某些特性并不是孤立的,常与另一特性密切关联,相互影响,具体介绍如下。
1.PTC元件的电阻一温度关系 AC1509
PTC元件的电阻与温度有着密切关系,当温度变化时,电阻也会随着变化。PTC元件的这种特性,常用电阻一温度关系曲线来描述,如图17-2所示。
图17-2中画出了8种PTC元件的电阻一温度关系曲线,它们制造材料的配方不同,所以呈现的曲线相异。一条电阻一温度曲线,不仅表述了它所对应元件的电阻随温度变化的情况,同时也表明了它的居里点温度值。下面以曲线H为例来说明。
从曲线H上可以看出,该PTC元件的居里点为100℃,而且温度在20℃时阻值为20Ω,60℃时阻值为18Ω,80℃时阻值为22Ω,100℃时阻值为30Ω,122℃时阻值为100Ω,124℃时阻值为1000Ω,125℃时阻值为4000Ω。
通常,根据电阻一温度曲线分析PTC元件的电阻随温度变化的特性,常是烈居里点为界线,分两种情况讨论。
当温度低于居里点时,PTC元件的电阻随温度变化的关系分两个阶段,前阶段表现为与半导体具有的NTC(负温度系数)特性相同,即温度升高时电阻却稍有减小;后阶段则表现出PTC(正温度系数)特性,即电阻随温度升高而增大,但增大的速度不是很快,呈现的阻值也不是很大。
当PTC元件的温度升高到居里点(特性曲线的转折点)后,曲线很陡,表明电阻随温度升高猛增,显示出“强烈”的正温度系数特性。此时电阻增大不仅速度快,而且会增至特别大的值,通常可达到常温阻值的l03—105倍以上。电阻增大后,会在某一阻值稳定下来不再增大。电阻稳定,由于电压不变,那么电流也稳定了,必然温度也会稳定下来。
PTC元件电阻随温度变化的这种特异性能,使它在恒控温制、限流保护、温度传感等方面得到广泛应用。
2.PTC元件的电压一电流关系
PTC元件的温度低于居里点时,电阻较小,电流会随电压升高而增大,温度也随着电流增大而升高。当温度升高到居里点时,电阻剧增。这时电压升高,电流反而减小。
3.PTC元件的电流-时间关系
PTC元件刚通电瞬间,由于阻值很小,会呈现很大的冲击电流,有时会高达数安培以上,温度迅速升高。当温度升高到居里点后,阻值急剧增大,控制电流导致减小,直至减小到几十毫安乃至凡毫安并趋于稳定,PTC元件的温度便不能继续升高。在这一变化过程中,电流与时间的关系,反映了PTC元件从初始大电流变化到稳定小电流的速度特性。所需时间越长,电流变化的速度越慢;所需时间越短,电流变化的速度越快。电流变化的速度取决于PTC元件的热容量、放热系数及外加电压的高低。
综上所述,PTC元件具有限流、限温及恒定功率的功能。
PTC元件的特性有以下三大关系。也就是说,PTC元件的某些特性并不是孤立的,常与另一特性密切关联,相互影响,具体介绍如下。
1.PTC元件的电阻一温度关系 AC1509
PTC元件的电阻与温度有着密切关系,当温度变化时,电阻也会随着变化。PTC元件的这种特性,常用电阻一温度关系曲线来描述,如图17-2所示。
图17-2中画出了8种PTC元件的电阻一温度关系曲线,它们制造材料的配方不同,所以呈现的曲线相异。一条电阻一温度曲线,不仅表述了它所对应元件的电阻随温度变化的情况,同时也表明了它的居里点温度值。下面以曲线H为例来说明。
从曲线H上可以看出,该PTC元件的居里点为100℃,而且温度在20℃时阻值为20Ω,60℃时阻值为18Ω,80℃时阻值为22Ω,100℃时阻值为30Ω,122℃时阻值为100Ω,124℃时阻值为1000Ω,125℃时阻值为4000Ω。
通常,根据电阻一温度曲线分析PTC元件的电阻随温度变化的特性,常是烈居里点为界线,分两种情况讨论。
当温度低于居里点时,PTC元件的电阻随温度变化的关系分两个阶段,前阶段表现为与半导体具有的NTC(负温度系数)特性相同,即温度升高时电阻却稍有减小;后阶段则表现出PTC(正温度系数)特性,即电阻随温度升高而增大,但增大的速度不是很快,呈现的阻值也不是很大。
当PTC元件的温度升高到居里点(特性曲线的转折点)后,曲线很陡,表明电阻随温度升高猛增,显示出“强烈”的正温度系数特性。此时电阻增大不仅速度快,而且会增至特别大的值,通常可达到常温阻值的l03—105倍以上。电阻增大后,会在某一阻值稳定下来不再增大。电阻稳定,由于电压不变,那么电流也稳定了,必然温度也会稳定下来。
PTC元件电阻随温度变化的这种特异性能,使它在恒控温制、限流保护、温度传感等方面得到广泛应用。
2.PTC元件的电压一电流关系
PTC元件的温度低于居里点时,电阻较小,电流会随电压升高而增大,温度也随着电流增大而升高。当温度升高到居里点时,电阻剧增。这时电压升高,电流反而减小。
3.PTC元件的电流-时间关系
PTC元件刚通电瞬间,由于阻值很小,会呈现很大的冲击电流,有时会高达数安培以上,温度迅速升高。当温度升高到居里点后,阻值急剧增大,控制电流导致减小,直至减小到几十毫安乃至凡毫安并趋于稳定,PTC元件的温度便不能继续升高。在这一变化过程中,电流与时间的关系,反映了PTC元件从初始大电流变化到稳定小电流的速度特性。所需时间越长,电流变化的速度越慢;所需时间越短,电流变化的速度越快。电流变化的速度取决于PTC元件的热容量、放热系数及外加电压的高低。
综上所述,PTC元件具有限流、限温及恒定功率的功能。
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