村田PTC熱敏電阻PRG系列應用指南
PRG系列有兩種功能，“可復位保險絲”和“電流控制”。
用于短路保護裝置的“可復位保險絲”動作迅速，當異常電流通過時可保護電路，其工作原理與保險絲相似。這些產品在過電流消除后自動返回初始狀態，并且可以重復使用。 使用陶瓷材料意味著在短路后具有高可靠性和快速保護，讓客戶能夠使設備變得更安全且免維護。
與具有相同特性的有機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 于客戶縮小設備尺寸和提高性能。
特征
- 緊湊型設計，節省電路板空間
- 薄型
- 高可靠性
- 安裝和通電后特性變化小
- 符合RoHS標準，無鹵素
- 安全標準 （UL: E137188 VDE、TUV等）
- 工作溫度檢測范圍寬 （-20至85度）
- 最快跳閘時間
- 電流：10-75mA
- 電壓高達32V
應用
- 汽車電子
- （LED燈/導航/電機/電氣部件）
- 工廠自動化設備 （電機驅動、傳感器控制器）
- 充電器
- USB端口保護
- 手機電池和端口保護
- 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）器件是一款熱敏電阻產品，實現了涉及“可復位保險絲作為過流保護器”和“電流控制 器件”的某種功能。PTC表示在正常工作期間PTC電阻值穩定的耐溫特性，但電阻從給定溫度（稱為居里溫度）呈 指數上升。其獨特的特征是由陶瓷晶界的電子特性產生的。晶界電阻在較低溫度下保持穩定。然而，當器件溫度 升高時，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，因為W = I2 R。PTC器件的溫度達到居 里溫度后，PTC電流會隨著施加電壓的增加而減小，該區域稱為跳閘狀態。
1.3 電流-時間特性
當可將PTC器件帶入跳閘狀態的突入電流通過PTC 器件時，PTC將立即抑制電流。圖1.3所示電流-時間特性說明 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“工作時間”。此工作時間取決于突入電流值和環 境溫度。具體而言，當施加較大突入電流或環境溫度設置較高時，工作時間會較短。
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PTC重復地從跳閘 狀態返回初始狀態時非滯后電阻不會發生變化。因此，PTC器件在焊接和開關負載測試后的電阻變化導致較小數 值。這些特性確保在工作中發揮可靠性能。
2.可復位保險絲裝置用作過流保護
2.1 使用陶瓷PTC實現過流保護
PTC器件可用于串聯電源和負載（參見圖2.1）。PTC器件用作可復位保險絲如圖2.2所示。基本上，PTC可以通過 呈指數增加PTC電阻來保護電路系統免受過流的影響。此PTC具有與保險絲相似的功能。正常工作期間PTC電阻值 穩定。而且，當過電流流向電路系統時，器件溫度開始迅速升高，PTC電阻由于電流通過而呈指數增加。這種大 電阻變化適用于電流顯著下降的情況，只要向電路系統施加電壓，電阻就保持較高數值。完全移除電源后，PTC 電阻隨著PTC溫度的降低而開始下降，然后復位至初始狀態。由于陶瓷PTC中的非滯后特性，初始電阻和復位電阻 之間幾乎不變。
2.2 從電路電壓和電流角度出發的村田部件編號選擇指南
當PTC器件用于過流保護時，可以通過以下過程正確選擇PTC部件編號。選擇PTC器件時，請首先檢查3個電路參 數即 1) 最大電壓，2) 正常情況下電流，3) 異常狀態下電流是否符合PTC規格。
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。此區域表明PTC器件可以跳閘或正常工作。當使用PTC器件設計電路時， 首先請檢查PTC器件的保持電流是否與產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、電源設備、電阻器等熱點使用。在這些情況下，我們可以考慮保持電流和跳 閘電流的“環境溫度” 。村田將“環境溫度”確定為卸載情況下的PTC器件溫度。我們的測試數據如圖2.6所示， 它說明了由于電阻器發熱而引起PTC器件溫度高于大氣溫度。因為已向3個電阻器施加電壓，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“實際PTC溫度”視為“環境溫度”。
2.5 如果保持電流不符合正常電流值，則可以并聯使用2個PTC器件來解決。
當PTC器件用于需要比列出的PTC電流高的產品時，可以選擇并聯2個PTC器件，以匹配所需正常工作的電流等級。 它實現了正常工作的電流等級是單個PTC器件的兩倍。在這種情況下，請注意，PTC器件之間應盡量彼此遠離。當 電路板上的PTC器件彼此位置很近時，會發生什么情況？這會導致組合保持電流小于兩倍，如圖2.8所示。因為每 個PTC器件相互升溫（參見圖2.7）。
2.6 跳閘動作時間
跳閘動作時間如圖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，因為W = I2 R。然后，隨 著電流增加，跳閘時間會縮短，因為PTC器件的預熱速度也隨著電流的等級而提高。而且，跳閘時間會隨著環境 溫度、單個PTC電阻值和PTC器件尺寸而變化。
編輯：admin 最后修改時間：2017-09-05
