PTC限流元件的应用

🏠 首页 《无线电》杂志 1994年 🔗 第10期 🔗 第47页 叶绍青 🔗

PTC限流元件是一种具有可恢复特性的正温度系数热敏电阻。其主体材料是钛酸钡(BaTiO\(_{3}\)),掺以能改变居里点温度的物质和极微量的导电杂质,经研磨、压型、高温烧结而形成的复合钛酸盐N型半导瓷。图1是PTC限流元件的外形图。

图1
图1 🔍原图 (263×274)

当PTC元件串入电路时,在正常工作状态下,限流用PTC元件的阻值很小,一般在10欧左右,对电路无影响。如果电路发生过流现象,流过PTC元件的电流变大,有时可达1~3安培,使PTC元件发热。由于温度急剧上升,当超过居里点温度,例如120℃左右,其阻值急剧增大,限制电路中电流增大。典型的PTC元件的电阻—温度特性曲线如图2所示。附表中列出两种MZ2型PTC元件的特性参数,供读者参考。

图2
图2 🔍原图 (614×470)
图3
图3 🔍原图 (1073×452)

应用举例

图4
图4 🔍原图 (443×262)

图3为某程控电话交换机的过流保护电路。正常工作时,交换机接口电路端电压为48伏,工作电流为18~60毫安。在没加保护电路前,如果用户线短路或外来的感应高电压直接加到交换机的接口电路上,将会使设备过流而损坏接口电路。为了避免此类故障的产生,在交换机接口电路与用户电话机之间加入由R1、R2、R3和R4组成的保护电路。R1和R2为压敏电阻,当交换机接口电路端电压正常时,其阻值很大,一般为几十兆欧,流过R1、R2的电流很小,对设备几乎无影响。假设由于某种原因,发生意外情况,例如,用户电话线引入200伏左右的高电压时,R1、R2的阻值将变得很小,近乎短路,便防止了这个高电压直接加到交换机上。但是,R1和R2只能起到过压保护的作用。如果该高电压持续时间长或经受多次高电压冲击,R1和R2将可能被损坏,而不再起到保护作用了。为此,在电路中串入两个PTC限流元件R3和R4。利用PTC元件的电阻—温度特性,使电流限制在允许的范围内,从而达到了过流保护之目的。待故障排除之后,PTC元件又自动恢复到初始的低阻状态,可重复使用。这样,便有效地保护了交换机的安全和延长压敏电阻的使用寿命。(叶绍青)