PTC热敏电阻

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PTC热敏电阻(PTC是“正温度系数”的英文缩写)是70年代发展起来的新型元件。它的原材料是以钛酸钡为主要成分的氧化物半导体陶瓷。

PTC热敏电阻的特点是:从居里温度开始,其电阻值会随温度的升高而急剧增加。如果设20℃时PTC热敏电阻的阻值为1,则常把阻值增加到100倍时的温度称为居里温度。

采用不同的配方和烧结工艺,可以制造出具有各种不同居里温度(-20℃~+330℃)的热敏电阻。图1是几种PTC材料的电阻变化比~温度(℃)的关系曲线。以图中标志为P5的曲线为例,由图中可看出这种材料的居里温度为80℃。如果设20℃时用这种材料制造的PTC热敏电阻的阻值为1,则50℃对阻值<2,70℃时阻值为20,75℃时阻值为60,80℃时阻值为100,100℃时阻值为2000。

图1
图1 🔍原图 (874×907)

PTC热敏电阻的这种特异性能,加之可做成各种不同的外形和寿命长等特点,使它在恒温发热体、限流保护、温度传感等方面得用广泛应用。

例如,用居里温度180℃~220℃的PTC材料制成的烫发夹、吹热风机、热风暖炉、衣服烤干机、电子捕蚊器等的加热体额定电压12V~240V,消耗电力3.5~5W。刚通电时,由于作为加热体的热敏电阻起始阻值很低,所以温度上升的速度很快。当温度达到居里温度(不到2分钟)后,温度稍有增高,阻值就急剧增加,使流过的电流急剧减小,发热体的温度自动下降。换言之,PTC加热体有自动恒温、保持发热量不变的能力。无论是环境温度的变动,或是电网电压的波动,PTC加热体都能自动补偿使加热体表面温度保持在居里温度附近,不必担心会发生过热现象,以致白白浪费电能和烧毁器具酿成灾祸。

同理,用居里温度250℃~260℃的材料制成电烙铁的加热体,可使烙铁头温度保持恒定,不会过热“烧死”;也不会烧坏云母绝缘层。这种烙铁十分安全耐用,特别适于场效应管,CMOS集成电路和其它微小元器件的焊接。

又如,用居里温度80℃~120℃的材料制成的PTC热敏电阻,可以安装在电动机的外壳上、电子设备中的大功率晶体管的散热板上,以及其它需要限流保护的地方。当温度上升到居里温度后,PTC热敏电阻的阻值急剧增加。通过相应的电路可获得一个大于某阈值的电压,用这个电压可以去关闭脉冲推动级的输出(被保护的设备工作于开关状态)或者去降低流过设备的电流,达到保护设备免遭损坏的目的。(何其诚)