详解热敏电阻（PTC）参数及工作原理（二）

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热敏电阻是一种对温度敏感的器件，其电阻值随温度变化而变化。热敏电阻有正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）之分。

正温度系数热敏电阻（PTC）——阻值随温度升高而升高。

负温度系数热敏电阻（NTC）——阻值随温度升高而减少。

正温度系数热敏电阻（PTC）按材质分又可以分为陶瓷热敏电阻（PTC）和有机聚合物（高分子材料）热敏电阻（PTC）。

陶瓷热敏电阻（PTC）：制作简单、成本较低；较大，动作电流可以做的更小，其可恢复性和长期稳定性好，对脉冲大电流冲击的承受能力较好，一般用于浪涌保护电路。

高分子材料热敏电阻（PTC）：制作较复杂，成本较高；较小，电阻突变快、恢复时间短，一般当自恢复保险丝使用较多。

工作原理：

热敏电阻（PTC）是一种具有温度敏感性的半导体电阻，当热敏电阻（PTC）本体温度低于居里温度时，其电阻值基本保持不变；一旦热敏电阻（PTC）本体温度超过居里温度时，其电阻值随温度升高而阶跃性增大，如图1所示。

需要注意的是，热敏电阻（PTC）是随温度变化，而非电流。温度可以由流过热敏电阻（PTC）的电流和其外输入的温度来决定。因此，热敏电阻（PTC）的不动作电流也是在指定温度和时间的条件下测得的，如果测试环境温度较低，其不动作电流可以更大些。

图1 热敏电阻（PTC）电阻与温度曲线图

图2 热敏电阻（PTC）主要参数

主要参数：

1） 居里温度

指在指定温度和时间下，其电阻值开始呈现阶跃性增大的温度。一般其热敏电阻值为零功率电阻值2倍时对于的温度，也称为开关温度，。

2） 标称零功率电阻

指环境温度为25℃时测得的零功率电阻值。热敏电阻（PTC）是以环境温度25℃测得的零功率电阻值作为它的标称阻值。

何为零功率，零功率就是没有功率，就是在测量压敏电阻时流过的电流非常小，小到其功率接近于零的功率。

3） 额定电压

指在规定的环境温度下，允许持续地保持在热敏电阻（PTC）上最大电压。对同一产品而言，环境温度越高，最大工作电压值越低。

4） 最大电流

指在规定的环境温度下，热敏电阻（PTC）最大能够承受的电流。超过最大电流时热敏电阻（PTC）可能将永久性失效。

5） 动作电流

指在环境温度在25℃，≤2S时间内，使热敏电阻（PTC）的电阻值开始阶跃性增大的最小电流。一般这个电流定义为从起始下降到起始电流的一半时的起始电流，称为动作电流。

6） 不动作电流

指在指定的温度和时间内，流过热敏电阻（PTC）的电流，不足以使PTC热敏电阻自热温升至居里温度。

7） 最大电压下的温度范围

指热敏电阻（PTC）在最大电压下持续工作的环境温度范围。

8） 电压为0V下的温度范围

指热敏电阻（PTC）在0V电压下持续工作的环境温度范围。

器件选型：

1）根据产品能够承受的最大浪涌电流，计算出标称零功率电阻值。

2）产品正常工作时最大持续工作电流应小于不动作电流，一般余量30%~50%。

3）产品能够承受的最大持续电流应大于动作电流。

4）热敏电阻（PTC）最大持续电压应小于额定电压。

5）确定热敏电阻（PTC）工作温度范围是否符合设计需求。