PPTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲

術(shù)語說明：

I H： 保持電流―――25℃靜態(tài)空氣環(huán)境中PPTC不工作的最高電流

I T： 觸發(fā)電流―――25℃空氣環(huán)境中PPTC動(dòng)作所需的最小電流

T TRIP： 動(dòng)作時(shí)間――－25℃空氣環(huán)境5倍IH時(shí)最大動(dòng)作時(shí)間

V MAX： 最大工作電壓―――PPTC的最大工作電壓

I MAX： PPTC最大承受電流

R MIN： 最小電阻―――25℃環(huán)境溫度下PPTC最小零功率阻值

R MAX： 最大電阻―――25℃環(huán)境溫度下PPTC最大零功率阻值

第一步 ：確定電路電氣參數(shù)

1.最大正常工作電壓

2.產(chǎn)品使用的最大工作溫度及環(huán)境條件

3.最大正常工作電流

4.最大電路保護(hù)電流

第二步：確定使用器件的最大工作電壓

1.確定產(chǎn)品的安裝方式：分插件和貼片

2.然后找出對應(yīng)的耐壓器件 Vmax，所選擇的器件耐壓值理論值應(yīng)該大于工作電壓乘以 1.2 倍。

例如：12V 電路， 器件 Vmax 大于或等于 12V*1.2 倍，電路穩(wěn)定的條件 1.0 倍也可以滿足。

3.確定器件系列：插件分：6V 、16V、30V、60V、72V 、250V、600V

貼片分：SMD0603、SMD0805、SMD1206、SMD1812、SMD2012、SMD2920

第三步：確定環(huán)境條件下的工作電流

參照技術(shù)資料電流與溫度折減比對照表，選擇出與環(huán)境條件下最匹配的工作電流器件，環(huán)境溫度條件下折減的電流應(yīng)該大于或等于工作電流值。

第四步：確定最大中斷電流，也稱最大承受電流

從上面確定的最大工作電壓、電路短路或故障產(chǎn)生的短路電流應(yīng)該小于器件最大承受電流，即：I MAX 大于電路短路最大電流。 注：理論上，短路電流為無窮大，其實(shí)不然。

第五步：確定動(dòng)作時(shí)間

明確動(dòng)作時(shí)間是十分重要的，如何你選擇的器件，動(dòng)作時(shí)間過慢；PPTC 在保護(hù)之前，你的被保護(hù)電路已經(jīng)被損壞；動(dòng)作時(shí)間過快；則有可能出現(xiàn)誤動(dòng)作或異常動(dòng)作。動(dòng)作時(shí)間是指你選擇的器件，故障電流通過器件時(shí)，將器件切換到高溫狀態(tài)的時(shí)間量。

第六步：驗(yàn)證環(huán)境溫度的可行性

為了讓你選擇的器件，能達(dá)到最佳狀態(tài)，確保應(yīng)用場合的最小和最大環(huán)境溫度下自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的工作溫度范圍內(nèi)。器件的工作溫度在-40℃~85℃。

第七步：安裝尺寸的確認(rèn)

對照產(chǎn)品系列的技術(shù)資料，選擇產(chǎn)品適合 PCBA 及產(chǎn)品安裝外殼的空間范圍。案例： 豐田SUV 家用汽車配置 USB2.0 接口，電源電壓要求：4.75~5.25V工作環(huán)境：-40℃~60℃ ，一般使用電流 350mA,安裝于汽車駕駛室操控臺(tái)上.

a：因?yàn)槠囯娖抗╇?12V 或 24V ，經(jīng)過穩(wěn)壓電流提供為 USB 電壓在 5V 左右，考慮 1.2 倍，選擇 Vmax大于 6V 的器件， 分別有：SMD0805、SMD1206

b:對照產(chǎn)品折減比關(guān)系，60℃時(shí)對應(yīng)折減電流為 350mA 的器件，25℃時(shí) Ih 考慮大于或等于 500mA.假如需要 60℃對應(yīng)折減電流為 500mA,25℃時(shí) Ih 考慮大于或等于 750mA

c:綜合考慮汽車電子產(chǎn)品提供的控制板 PCBA 空間，選擇 SMD1812-050 或 SMD1206-050.提供 500mA 的負(fù)載電流，選擇 SMD1812-075 或 6V 以上 25℃ Ih 大于 750mA.

典型電路USB外設(shè)

自恢復(fù)保險(xiǎn)絲十大問題？

問題一：聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲的工作原理是什么？

聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲由聚合物基體及使其導(dǎo)電的碳黑粒子組成。由于聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲為導(dǎo)體，其上會(huì)有電流通過。當(dāng)有過電流通過聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲時(shí)，產(chǎn)生的熱量（為 I 平方乘以 R）將使其膨脹。從而碳黑粒子將分開、聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲的電阻將上升。這將促使聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲更快的產(chǎn)生熱、膨脹得更大，進(jìn)一步使電阻升高。當(dāng)溫度達(dá)到 125°C 時(shí)，電阻變化顯著，從而使電流明顯減小。此時(shí)流過聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲的小電流足以使其保持在這個(gè)溫度和處于高阻狀態(tài)。當(dāng)故障清除后，聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲收縮至原來的形狀重新將碳黑粒子聯(lián)結(jié)起來，從而降低電阻至具有規(guī)定的保持電流這個(gè)水平。上述過程可循環(huán)多次。

問題二：Rmin, Rmax 與 R1max 的區(qū)別？

提供的聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲規(guī)定具有的最低電阻，這個(gè)電阻決定了聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲最低的動(dòng)作電流。Rmax 為 提供的聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲規(guī)定具有的最高電阻。R1max 為聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲動(dòng)作后應(yīng)該達(dá)到的最大電阻，其阻值決定了聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲最大保持電流。當(dāng)聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲動(dòng)作以后， 提供的電阻其阻值（大于或等于 Rmin 而小于或等于 Rmax）將上升至小于或等于 R1max.

問題三：聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲上會(huì)有多大電壓降 Vdop？

不同電路有差別。一般來講，如果知道電阻和平衡狀態(tài)的電流，電壓降便可以計(jì)算出來。對于聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲的最大電壓降采用阻值 R1max 進(jìn)行計(jì)算；典型壓降可以采用阻值 Rmax 或者在 Rmax 未提供的情況下采用 Rmin 與 R1max 的平均值。如果 Ih 為正常工作電流， R 為聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲的電阻(R1max、（ Rmax 或 （Rmin + R1max）/2）)，則電路中聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲上的電壓降為：Vdrop = Ih x R

問題四：在最大電壓與沖擊電流下聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲能動(dòng)作多少次？

每種聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲都有一特定的工作電壓、承受特定的沖擊電流。安規(guī)規(guī)定聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲必須在動(dòng)作 6，000 此后仍能表現(xiàn)出 PTC 效應(yīng)。對應(yīng)用于通訊設(shè)備上的聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲規(guī)定了在最大電壓下，少則十幾次多達(dá)上百次動(dòng)作后其各種性能參數(shù)仍在原有范圍內(nèi)。

硬件設(shè)計(jì)師們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)：聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲是用來進(jìn)行保護(hù)的，而不是用在將其不停的動(dòng)作動(dòng)作視為正常工作狀態(tài)的場合。

問題五：聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲動(dòng)作后多久能恢復(fù)？

聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲動(dòng)作后恢復(fù)到其低電阻狀態(tài)所用時(shí)間受如下因素的影響：聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲的種類；如何被貼裝或固定；環(huán)境溫度；動(dòng)作的內(nèi)因與持續(xù)的時(shí)間。一般說來，盡管有許多會(huì)在幾秒鐘內(nèi)復(fù)原，但是大多數(shù)聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲會(huì)在幾分鐘內(nèi)復(fù)原。不同的動(dòng)作電流也有很大關(guān)系，動(dòng)作電流越大，恢復(fù)時(shí)間越長；環(huán)境溫度也是重要原因之一。

問題六：聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲在動(dòng)作狀態(tài)下能保持多長時(shí)間不被損壞？

在常溫常壓下，安規(guī)規(guī)定聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲必須在最大電壓下停留 1000 小時(shí)而不喪失其 PTC 特性。聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲在動(dòng)作狀態(tài)下所處的時(shí)間越長越有可能其電阻值不能復(fù)原，由此可能不會(huì)符合其初始設(shè)定的要求。每種聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲所能停留的時(shí)間隨故障事件和類型而不同，使用條件是很重要考慮的因素之一。

問題七：自復(fù)保險(xiǎn)絲工作的最高環(huán)境溫度是多少?

對處于工作狀態(tài)下的聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲依賴于產(chǎn)品種類。對于我們的大多數(shù)產(chǎn)品來說，這個(gè)范圍可達(dá)85°C，有些可高達(dá) 125°C，在非工作狀態(tài)下的聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲有些能耐較短時(shí)間的回流焊溫度，無鉛和有鉛焊接都是允許的。

問題八：自復(fù)保險(xiǎn)絲能夠進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變嗎？怎樣才能保持狀態(tài)不變？

器件動(dòng)作保護(hù)未被排除時(shí)，聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲不會(huì)在正常與動(dòng)作狀態(tài)間進(jìn)行轉(zhuǎn)變。聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲動(dòng)作時(shí)，其電阻從低到高，在高阻狀態(tài)時(shí)，微量的故障電流依然存在（微觀或微分條件看，它是在開關(guān)切換過程，但是這種狀態(tài)在電流流動(dòng)過程，不會(huì)被發(fā)現(xiàn)）。這種小的故障電流足以使其保持在高阻狀態(tài)。當(dāng)故障被清除時(shí)，聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲才能被冷卻回到低阻狀態(tài)。

問題九：IH---保持電流與 IT---觸發(fā)電流的差別？

IH 為靜止空氣中不觸發(fā)電阻可通過電路最高電流（依產(chǎn)品不同溫度可從 20°C 到 25°C），即在室溫下的最高工作電流。IT 為靜止空氣中聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲動(dòng)作時(shí)的最小電流（依產(chǎn)品不同溫度可從 20°C 到25°C），即室溫下的最小故障電流。

對大多數(shù)我們的產(chǎn)品來說，IT 與 IH 之比為 2：1，對某些產(chǎn)品也可能低至 1.7：1，還有些則可能高達(dá) 3：1。材料和生產(chǎn)方法的不同以及動(dòng)作后電阻的變化將決定這個(gè)比值。

問題十：壓力對聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲有何影響？

大氣壓力會(huì)影響聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲的電性能。如果在動(dòng)作過程中壓力太大限制了聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲的膨脹，聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲便不會(huì)按規(guī)定的進(jìn)行動(dòng)作。

PPTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲

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