村田PTC熱敏電阻PRG系列應(yīng)用指南
PRG系列有兩種功能，“可復(fù)位保險(xiǎn)絲”和“電流控制”。
用于短路保護(hù)裝置的“可復(fù)位保險(xiǎn)絲”動作迅速，當(dāng)異常電流通過時(shí)可保護(hù)電路，其工作原理與保險(xiǎn)絲相似。這些產(chǎn)品在過電流消除后自動返回初始狀態(tài)，并且可以重復(fù)使用。 使用陶瓷材料意味著在短路后具有高可靠性和快速保護(hù)，讓客戶能夠使設(shè)備變得更安全且免維護(hù)。
與具有相同特性的有機(jī)PTC元件和片式電阻器相比，PRG系列具有高可靠性，安裝后特性變化較小，使用壽命長。這有助 于客戶縮小設(shè)備尺寸和提高性能。
特征
- 緊湊型設(shè)計(jì)，節(jié)省電路板空間
- 薄型
- 高可靠性
- 安裝和通電后特性變化小
- 符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，無鹵素
- 安全標(biāo)準(zhǔn) （UL: E137188 VDE、TUV等）
- 工作溫度檢測范圍寬 （-20至85度）
- 最快跳閘時(shí)間
- 電流：10-75mA
- 電壓高達(dá)32V
應(yīng)用
- 汽車電子
- （LED燈/導(dǎo)航/電機(jī)/電氣部件）
- 工廠自動化設(shè)備 （電機(jī)驅(qū)動、傳感器控制器）
- 充電器
- USB端口保護(hù)
- 手機(jī)電池和端口保護(hù)
- 筆記本電腦、平板電腦
1. 陶瓷PTC熱敏電阻原理
1.1 陶瓷PTC工作原理（耐溫特性）
陶瓷PTC（正溫度系數(shù)）器件是一款熱敏電阻產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了涉及“可復(fù)位保險(xiǎn)絲作為過流保護(hù)器”和“電流控制 器件”的某種功能。PTC表示在正常工作期間PTC電阻值穩(wěn)定的耐溫特性，但電阻從給定溫度（稱為居里溫度）呈 指數(shù)上升。其獨(dú)特的特征是由陶瓷晶界的電子特性產(chǎn)生的。晶界電阻在較低溫度下保持穩(wěn)定。然而，當(dāng)器件溫度 升高時(shí)，晶界的電阻會上升。
1.2 電流-電壓特性
電流-電壓特性如圖1.2所示。在正常工作中，PTC電阻低且穩(wěn)定，其性能類似于PTC電流隨著施加電壓的增加而 增加的簡單電阻器，只有PTC器件的溫度也由于其自身溫度上升而開始上升，因?yàn)閃 = I2 R。PTC器件的溫度達(dá)到居 里溫度后，PTC電流會隨著施加電壓的增加而減小，該區(qū)域稱為跳閘狀態(tài)。
1.3 電流-時(shí)間特性
當(dāng)可將PTC器件帶入跳閘狀態(tài)的突入電流通過PTC 器件時(shí)，PTC將立即抑制電流。圖1.3所示電流-時(shí)間特性說明 了電流抑制動作。而且，將突入電流下降至一半的周期確定為“工作時(shí)間”。此工作時(shí)間取決于突入電流值和環(huán) 境溫度。具體而言，當(dāng)施加較大突入電流或環(huán)境溫度設(shè)置較高時(shí)，工作時(shí)間會較短。
1.4 陶瓷PTC的特征
陶瓷PTC具有源自電子特性的陶瓷晶界的電阻變化而引起的耐溫特性。陶瓷PTC的特性表明，當(dāng)PTC重復(fù)地從跳閘 狀態(tài)返回初始狀態(tài)時(shí)非滯后電阻不會發(fā)生變化。因此，PTC器件在焊接和開關(guān)負(fù)載測試后的電阻變化導(dǎo)致較小數(shù) 值。這些特性確保在工作中發(fā)揮可靠性能。
2.可復(fù)位保險(xiǎn)絲裝置用作過流保護(hù)
2.1 使用陶瓷PTC實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)
PTC器件可用于串聯(lián)電源和負(fù)載（參見圖2.1）。PTC器件用作可復(fù)位保險(xiǎn)絲如圖2.2所示；旧，PTC可以通過 呈指數(shù)增加PTC電阻來保護(hù)電路系統(tǒng)免受過流的影響。此PTC具有與保險(xiǎn)絲相似的功能。正常工作期間PTC電阻值 穩(wěn)定。而且，當(dāng)過電流流向電路系統(tǒng)時(shí)，器件溫度開始迅速升高，PTC電阻由于電流通過而呈指數(shù)增加。這種大 電阻變化適用于電流顯著下降的情況，只要向電路系統(tǒng)施加電壓，電阻就保持較高數(shù)值。完全移除電源后，PTC 電阻隨著PTC溫度的降低而開始下降，然后復(fù)位至初始狀態(tài)。由于陶瓷PTC中的非滯后特性，初始電阻和復(fù)位電阻 之間幾乎不變。
2.2 從電路電壓和電流角度出發(fā)的村田部件編號選擇指南
當(dāng)PTC器件用于過流保護(hù)時(shí)，可以通過以下過程正確選擇PTC部件編號。選擇PTC器件時(shí)，請首先檢查3個(gè)電路參 數(shù)即 1) 最大電壓，2) 正常情況下電流，3) 異常狀態(tài)下電流是否符合PTC規(guī)格。
2.3 保持電流和跳閘電流
保持電流和跳閘電流取決于溫度，電流值隨著 溫度升高而降低。保持電流指在正常工作中可以流動的最大 電流值。而且，跳閘電流指PTC器件移動到高電阻狀態(tài)所需的最小 電流值。保持電流值和跳閘電流值之間的差別用 灰色表示。此區(qū)域表明PTC器件可以跳閘或正常工作。當(dāng)使用PTC器件設(shè)計(jì)電路時(shí)， 首先請檢查PTC器件的保持電流是否與產(chǎn)品的正常工作電流等級相 匹配。
2.4 保持電流和跳閘電流中“環(huán)境溫度”的含義是什么？
如圖2.5所示，將PTC器件靠近CPU、電源設(shè)備、電阻器等熱點(diǎn)使用。在這些情況下，我們可以考慮保持電流和跳 閘電流的“環(huán)境溫度” 。村田將“環(huán)境溫度”確定為卸載情況下的PTC器件溫度。我們的測試數(shù)據(jù)如圖2.6所示， 它說明了由于電阻器發(fā)熱而引起PTC器件溫度高于大氣溫度。因?yàn)橐严?個(gè)電阻器施加電壓，已將PTC器件安裝在 電路板上并且靠近電阻器。在這種情況下，我們可以將“實(shí)際PTC溫度”視為“環(huán)境溫度”。
2.5 如果保持電流不符合正常電流值，則可以并聯(lián)使用2個(gè)PTC器件來解決。
當(dāng)PTC器件用于需要比列出的PTC電流高的產(chǎn)品時(shí)，可以選擇并聯(lián)2個(gè)PTC器件，以匹配所需正常工作的電流等級。 它實(shí)現(xiàn)了正常工作的電流等級是單個(gè)PTC器件的兩倍。在這種情況下，請注意，PTC器件之間應(yīng)盡量彼此遠(yuǎn)離。當(dāng) 電路板上的PTC器件彼此位置很近時(shí)，會發(fā)生什么情況？這會導(dǎo)致組合保持電流小于兩倍，如圖2.8所示。因?yàn)槊?個(gè)PTC器件相互升溫（參見圖2.7）。
2.6 跳閘動作時(shí)間
跳閘動作時(shí)間如圖2.9和圖2.10所示。基本上，PTC跳閘動作是其自身溫度上升造成的，因?yàn)閃 = I2 R。然后，隨 著電流增加，跳閘時(shí)間會縮短，因?yàn)镻TC器件的預(yù)熱速度也隨著電流的等級而提高。而且，跳閘時(shí)間會隨著環(huán)境 溫度、單個(gè)PTC電阻值和PTC器件尺寸而變化。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2017-09-05
