介绍一种可恢复保险丝 - 1997年第2期

本文介绍一种可恢复保险丝——PolySwitch（聚合开关），它是美国RAYCHME公司生产的一种高分子PTC的过流保护元件。其中RXE系列产品的外形如图1所示，直径D有7.4mm、7.9mm、11.7mm、13.0mm等多种尺寸。

聚合开关的主要材料是由高分子及导电材料混合而成。它在动作后形成高阻状态，当故障排除后又自动返回低阻状态。在常温下，阻抗极小，其中典型的用于保护扬声器的RXE系列产品中最低电阻只有30mΩ，插入损耗小于0.1dB。元件本身也没有任何容抗或感抗效应，当过流出现时，聚合开关温度升高，使材料内部的分子晶体排列结构扩张并转换成非晶体状态。高分子材料中的导电途径断开，聚合开关阻抗急剧上升，如图2曲线所示，从而把通过的电流量控制到最小程度，时间取决于流经的电流大小。它动作后的阻抗比未动作时增加几个数量级。只要有足够的驱动电压，聚合开关将保持在动作状态以保护设备。

依据能承受的最大电压，聚合开关分为RXE、RUE、SRP、TR、SMD几个系列。它们承受的最大电压从15V到600V不等。每个系列中，又根据保持电流的不同，分为若干型号，RXE系列就有保持电流从0.1A（RXE010）到3.75A（RXE375）等17种型号。RXE系列的最大电压为60V，最大中断电流为40A。聚合开关的一个典型应用是用于音响设备的保护。目前音响的扬声器和扩大器常常是分开设计和出售的，极可能由于不匹配而损坏扬声器，采用本文介绍的元件，则可以有效地保护扬声器。

图3是个采用聚合开关做过流保护的例子，聚合开关与负载串联。当驱动电压升高，聚合开关阻抗随之增大，使输出功率下降；当驱动电压降低，输出功率增大，聚合开关不再有足够功率来维持断开状态，就自动恢复了。另一种方法是用聚合开关与灯泡并联来进行保护，如图4所示。平时大部分电流都通过聚合开关，当聚合开关动作，大部分电流都流过灯泡，随着灯丝点亮温度上升，形成正温度系数效应，其电阻约增加十倍。驱动电压上升，使负载功率缓慢地增加。这样，当音量加大时，扬声器上的负载功率并未增加多少。

附表列出常用几种聚合开关的主要参数，供读者参考。聚合开关的触发电流数值为保持电流的2倍。触发电流此项参数在附表中省略。

RXE系列产品中常用的有RXE050、RXE075、RXE090和RXB110几种，其中050、075、090、110分别表示保持电流的数值，详见附表。

选择聚合开关时，可以把负载在稳定状态下允许通过的最大电流做为聚合开关的触发电流值，然后通过附表，找到对应聚合开关型号。