熱敏電阻的特性曲線
Ik 在外加電壓Vk時的動作電流
Ir 外加電壓Vmax時的殘余電流
Vmax 最大工作電壓
VN 額定電壓
VD 擊穿電壓
Ir
Vk VNVmaxVDV(v)
PTC熱敏電阻的伏安特性大致可分為三個區(qū)域:
在0-Vk之間的區(qū)域稱為線性區(qū),此間的電壓和電流的關(guān)系基本符合歐姆定律,不產(chǎn)生明顯的非線性變化,也稱不動作區(qū)。在Vk-Vmax之間的區(qū)域稱為躍變區(qū),此時由于PTC熱敏電阻的自熱升溫,電阻值產(chǎn)生躍變,電流隨著電壓的上升而下降,所以此區(qū)也稱動作區(qū)。在VD以上的區(qū)域稱為擊穿區(qū),此時電流隨著電壓的上升而上升, PTC熱敏電阻的阻值呈指數(shù)型下降,于是電壓越高,電流越大,PTC熱敏電阻的溫度越高,阻值越低,很快導(dǎo)致PTC熱敏電阻的熱擊穿。伏安特性是過載保護(hù)PTC熱敏電阻的重要參考特性。
1.2.3 電流-時間特性(I-t特性)
電流-時間特性是指PTC熱敏電阻在施加電壓的過程中,電流隨時間變化的特性。開始加電瞬間的電流稱為起始電流,達(dá)到熱平衡時的電流稱為殘余電流。
一定環(huán)境溫度下,給PTC熱敏電阻加一個起始電流(保證是動作電流),通過PTC熱敏電阻的電流降低到起始電流的50%時經(jīng)歷的時間就是動作時間.電流-時間特性是自動消磁PTC熱敏電阻、延時啟動PTC熱敏電阻、過載保護(hù)PTC熱敏電阻的重要參考特性。
1.2.4 與熱效應(yīng)有關(guān)的參數(shù)
耗散系數(shù)δ:熱敏電阻器中功率耗散的變化量與元件相應(yīng)溫度變化量之比稱為耗散系數(shù),其單位為 W/℃.
耗散系數(shù)是表征PTC熱敏電阻器與周圍媒介進(jìn)行熱交換能力的一個參數(shù), 也是PTC元器件應(yīng)用中十分重要的參數(shù)之一。 在材料配方、工藝一定的前提下, PTC本身的居里溫度、升阻比均基本不變, PTC器件的其它性能參數(shù)則由其結(jié)構(gòu)、外殼及散熱條件決定。耗散系數(shù)則是這些條件的綜合表現(xiàn)。因此PTC元器件的動作時間、恢復(fù)特性等均與耗散系數(shù)有關(guān)。對于大功率發(fā)熱件來講,耗散系數(shù)就更重要,它直接影響到功率輸出。
當(dāng)PTC熱敏電阻器兩端加上電壓時,由于功耗。電阻體溫度逐漸升高,同時向周圍媒質(zhì)散發(fā)熱量直至電阻體的溫度達(dá)到穩(wěn)定,此時消耗的功率全部擴(kuò)散到媒質(zhì)中.電阻器的功耗變化量△P與電阻體的溫度變化量△T之比就是耗散系數(shù)δ。
耗散系數(shù)對于各種加熱器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計十分重要, 只要在器件結(jié)構(gòu)上略加修改便可使電參數(shù)大為提高,很多工程師卻長期被困擾在PTC材料和配方的研究上,這是十分可惜的。
熱時間常數(shù)ε:表征元件對周圍環(huán)境溫度反應(yīng)的快慢,當(dāng)把PTC元件用作溫度傳感器時,這個參數(shù)十分重要。熱時間常數(shù)定義為:在零功率條件下,當(dāng)環(huán)境溫度突變時, PTC熱敏電阻的溫度變化了其始末溫差的63.2%所需要的時間,用ε表示。
熱容量C:使熱敏電阻器的溫度每升高1℃所需要的熱量,稱為熱容量,單位J/℃,C=εδ
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