2022年PTC特性与各种使用条件对PTC发热体的影响.docx

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1、PTC 特性与各种使用条件对 PTC 发热体的影响时间:03-2111:39 阅读:1338 次*温馨提示：点击图片可以放大观看高清大图简介： PTC 特性与各种使用条件对PTC 发热体的影响一、 PTC 特性:1. 电阻温度特性；Rmax 为最大电阻， Rmin为最小电阻， R25 为常温电阻， Tmin为最小电阻对应温度，Tsw 为开关温度， T s 为发热外表温度，Tmax最大电阻对应温度；当PTC 热敏电阻的温度上升到开关温度Tsw以上时，其电阻将 快速增加 1000倍以上；2. 电流时间特性；PTC 热敏电阻的起始电阻比较小，所以，当稳固的电压施加到其上时，会显现比较大的起始电流；然

2、后，P TC 的温度上升，电流到达最大电流；随后，PTC 的电阻增加，电流因而下降，最终降到稳固值；从另一个角度考虑， PTC 具有比较大的起始电流，使 PTC 的发热速度加快，有利于尽快使温度到达稳固；3. 稳固功率；对于同一个 PTC 发热体，其稳固功率随着散热条件的不同而转变；相关材料的导热系数，绝缘层的厚度，导热面的间隙，都会影响散热，从而影响稳固功率；各种因素对 PTC 稳固功率的影响，见热平稳节的具体描述；此外， PTC 片的厚度减薄时，会使导热加快，从而使功率增加；散热较快时的 PTC 稳固功率可能会比散热较慢时大几十倍； PTC 发热体的开关温度越高，就稳固功率也越大；大多数的

3、新用户都要求PTC 生产厂供应 PTC 发热体的功率数据，但是应当知道，功率是随散热条件而变化的；在确定的电压下， PTC 发热体的起始功率和最大功率基本上不受散热条件的影响；但是稳固功率取决于使用场合的散热条件；虽然在不同的使用电压下，PTC 的起始功率不同，但稳固功率相差不大；4. 发热与散热的平稳；发热与散热平稳，是指PTC 的发热功率与散热功率一样，PTC 相对稳固在某个温度点；以下是各种因素对PTC 热平稳的影响的示意图；散热功率Pdis=H*Ts-TeH 是散热系数，其取决于传热用的金属材料、绝缘材料的导热系数，绝缘材料的厚度，接触面的状况，散热面的尺寸和外形，冷却风流、水流等；金

4、属导热系数比较大，约为绝缘材料的10100倍，所以，绝缘材料对导热的影响更大；当有风吹时，PTC 发热组件的散热系数H会增加 510倍；Ts 是 PTC 发热体的外表温度， Te 是环境温度；散热功率与Ts 和 Te 的差成正比；当发热功率与散热功率相等时，发热与散热达成平稳，PTC 的温度不再变化；发热功率曲线与散热功率曲线的交叉点，是发热与散热的平稳点，它打算了 PTC 发热体的温度和发热功率；温度低于交叉点温度时，发热功率大于散热功率，PTC 温度上升；温度高于交叉点温度时，发热功率小于散热功率， PTC 温度自动下降，保持温度恒定；但是假如散热极慢，发热曲线与散热曲线没有交叉点，发热功

5、率总是大于散热功率，PTC 无法到达平稳，从而导致PTC 的热击穿；因此，在使用PTC 发热片时，应使 PTC 能够比较好地散热，以防PTC 击穿； 为了获得较大的功率，应当增加散热，或挑选较高开关温度、较小电阻的PTC，或者较低的环境温度；在大多数场合下，我们需要PTC 发热体具有确定的外表温度，而不是确定的功率；此时，我们不必考虑它的功率；在空气加热、煮水等场合下，我们应更多地考虑发热功率；二、各种使用条件对PTC 发热体的影响1. 外表温度；电压的影响 : 在发热 / 散热平稳图中，假设PTC 工作在正常工作点B 段时，工作电压对PTC 的外表温度的影响不大；性能优异、电阻适当的PTC

6、发热片，电压增加1 倍，外表温度提高10 左右；假设 PTC 电阻随温度的变化过缓，性能不佳，就在正常工作点B 段时，电压变化对其外表温度的影响比较大，这对于需要同时在不同电压使用下的情形不利；当 PTC 发热片在工作点 A 段比方工作电压太低、 PTC 电阻太大、散热太快等情形时，电压对外表温度的影响比较大； 对于电压太低或 PTC 电阻太大的情形， 应防止； 对于只重视输出功率的情形，散热快可以提高输出功率，外表温度就可以不必重视；当电压过高，使 PTC 发热片的工作点处在C 段时，温度将会失去掌握，使外表温度快速上升，导致PTC 的热击穿；PTC 常温电阻的影响: PTC 电阻减小与工作

7、电压增加所产生的影响相像；在工作点 B 段，电阻减小， 外表温度就略微上升；但是假设PTC 电阻过大，工作点处在A 段， PTC 电阻变化就对外表温度产生较大的影响；假如PTC 的电阻过小，工作点可能会处于C 点， PTC 发热片简单显现热击穿；假设PTC 的电极制作有问题，就可能显现假电阻， 即 PTC 成品的电阻比陶瓷体的电阻要大得多，就电阻对外表温度的影响将被假电阻现象掩盖，因而无法判定外表温度与电阻的变化关系；散热的影响 : 在工作点 B 段，散热加快，外表温度就略微下降；但是由于散热过快，工作点处在A 段， PTC散热就对外表温度产生较大的影响；当散热过慢，工作点处在C 段，就 PT

8、C 将显现热击穿；开关温度的影响 : 在工作点 B 段，开关温度的降低或提高， 将使 PTC 发热片的外表温度降低或提高；这是转变 PTC 发热片外表温度最常用的做法；但是，当开关温度接近室温时，单纯降低开关温度很难使外表温度下降，必需同时增加 PTC 的常温电阻才能使外表温度下降；当用 PTC 发热片组装成组件时， 组件的温度与发热片的温度会有一差距；通常这一差距在1040之间；影响组件与发热片的温度差的因素有：组件外部散热条件组件外部散热快就温度差大，PTC 与组件之间的散热散热快就温度差小，发热温度与环境温度之差此温差大就组件与发热片的温度差大，以及装配方法；发热片与组件间的导热不良，绝

9、缘材料太厚，绝缘材料的导热系数小，组件外表与发热片的距离较远，PTC 发热片的发热面积与散热面积比相对较小，组件外表散热较快，就组件的外表温度下降较多；2. 最大电流冲击电流PTC 电阻的影响 : 从电流 - 时间曲线可以看出，当施加固定电压到PTC 发热片时，其初始一段时间，电流比较大；电流到达最大时的电流即是最大电流；电阻越小，就最大电流越大；假设需要多个PTC 并联时，最大电流会较大，可能超过电流的答应电流，此时应选用电阻大些的PTC 发热片；有时，需要发热片的发热速度快些，就应选用电阻小些的发热片；但是，假设PTC 发热片存在假电阻，就无法判定最大电流与电阻之间的关系；最小电阻的影响

10、:在 PTC 电阻温度曲线中，介绍了常温电阻R25 和最小电阻 Rmin ；R25/Rmin的比值越大，就最大电流越大；开关温度较高的PTC ， R25/Rmin的比值往往要比开关温度较低的大；电压效应影响 :用较高的电压来测量 PTC 的电阻， 会比较低电压测量的电阻小， 称为电压效应； 电压效应大， 就最大电流也大； 电阻搭配的影响；不同电阻的发热片的电流时间曲线不同，到达最大最大电流的时间也不同；多个 PTC 发热片并联使用时， 假设各片的电阻差异较大， 最大电流的峰值被拉平， 最大电流就比电阻接近的情形小；但是，假如 PTC 发热体不是在室温下通电加热，而是在较高温度下通电，特殊是在

11、R-T 曲线的 Tmin 的温度下通电， 组装在一起的每片 PTC 的电阻同时是最小值， 最大电流的峰值不会被拉平， 组件的最大电流将会很大；单片 PTC 最大电流的估算；I max=A* U /R25其中 I max 为最大电流 A 是与材料开关温度，生产配方和工艺有关的系数；对于我公司生产的PTC 发热片， A 值基本符合下表的体会值：外表温度 / 50100150200250300A 值 1.11.51.82.53.86.03. 发热升温速度；PTC 电阻的影响 : 在电压相同的情形下，电阻越小，初始的发热功率越大，发热速度也越快，到达最大最大电流以及恒定外表温度的时间也越短；但PTC

12、存在较大假电阻的情形除外；使用电压的影响 :对于同一 PTC 发热片，电压越高，初始的发热功率越大，发热速度也越快，到达最大最大电流以及恒定外表温度的时间也越短；组件导热忱形的影响 :正常使用的 PTC 发热片，在非强制散热如吹风、直接浸水等的情形下，一般10 30 秒即可到达恒定外表温度；但是， 假设将 PTC 发热片组装成组件，组件的到达恒定外表温度的时间要长得多； 很多初初使用 PTC 发热片的厂商，由于不明白PTC 发热片的特性，不重视导热问题，以致使导热严峻不良；导热不良的缘由有： 导热面不平整， 存在较大的空气间隙，绝缘层太厚； 导热不良会使传导功率的速度减慢， 组件到达恒定外表温

13、度的时间延长；PTC 导热面积的影响: PTC 导热面积的增加，可使传导功率增加，组件到达恒定外表温度的时间缩短；对于同样的散热结构，多用一些同样的种类的发热片，也可以使组件到达恒定外表温度的时间缩短；组件热容量的影响:假设组件的热容量增加，温升时所需要的热量增加，组件到达恒定外表温度的时间延长；导热硅脂的使用 :在 PTC 与电极片之间，或其他传热面之间涂上导热硅脂，可使传热速度加快；但是导热硅脂不要太厚，接触面之间肯定要压紧；4. PTC发热体的挑选方法；常温电阻的挑选；依据使用电压、发热速度、最大电流、发热面积、外表温度等方面的要求，挑选适合的常温电阻；需要发热速度快，功率大的场合，电阻可挑选小些；用于恒温发热的片，电阻稍大些；用于延时电路的发热体，电阻应更大些；多片并联使用时，为了防止电流过大，应挑选电阻大些，而且大小电阻搭配使用；