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自恢复保险丝与一次性保险丝相差对比
发布者:深圳市踏歌科技有限公司  发布时间:2017-01-03
  自恢复保险丝与一次性保险丝异同比较

  一.结构比较:
  一次性保险丝一般由三部分组成:
  1. 主体是低熔点的金属丝或者金属薄片制成的熔体,是熔断器核心。
  2. 电极端头:连接电路与熔体,具良好导电性。
  3. 支架:固定熔体并使三部分成为刚性的整体
  自恢复保险丝(自恢复保险丝分为聚合物PPTC和陶瓷CPTC两类,以下本文介绍的均为聚合物PPTC)是由经过特殊处理的聚合树脂(Polymer)及分布在里面的导电粒子(Carbon Black)组成。在正常操作下聚合树脂紧密地将导电粒子束缚在结晶状的结构外,构成链状导电电通路,正常状态下的自复保险丝阻值很低(几十毫欧~几欧)。

  二.自恢复保险丝原理比较
  自恢复保险丝                    一次性保险丝
自恢复保险丝与一次性保险丝异同比较 
  正常状态   Trip状态        正常状态   Trip状态
  图1. 保险丝动作原理
  如图1所示,对于自恢复保险丝来说,正常工作时,流经的电流所产生的热能小,不会改变晶体结构。当线路发生短路或者过载时,大电流产生的热量使聚合树脂融化,基体膨胀,这使得碳黑颗粒分离,从而形成Trip的元素。当故障排除后,重新冷却结晶,碳黑颗粒重新形成导电通道,恢复低阻。
  而对于一次性保险丝,当电流过载或短路时,发热量大于散热量,热量在熔体上逐步积累,一旦温度上升到熔丝的熔点时,熔丝熔断,电流被切断,故障排除后,不可自恢复。
自恢复保险丝与一次性保险丝异同比较
  图2. 自恢复保险丝动作曲线
  具体来说,自恢复保险丝的动作原理是一种能量的平衡,当电流流过自恢复保险丝元件时,由于I2R的关系会产生热量,而产生的热量会部分散发至环境中,没有散发出去的便会提高元件的温度。
  动作曲线如图2所示:
  Point1:当温度较低时,产生的热全部散发出去;
  Point2:当电流过大或是环境温度较高时,产生较多热量,从而提高自恢复保险丝的温度,在Point 2达到平衡;
  Point3:当电流或环境温度再提高时,自恢复保险丝会达到一个较高的温度,在Point 3达到平衡(动作临界点);
  Point3 ~ Point4:此时电流或环境温度继续增加,产生的热量会大于散发的,使自恢复保险丝元件温度速增。此阶段,很小的温度变化就会造成阻值大幅度提高。(动作区间:自恢复保险丝呈高阻状态,限制电流通过以保护设备)

  三.性能参数比较
自恢复保险丝与一次性保险丝异同比较
  表1.一次性保险丝与自恢复保险丝比较
  一次性保险丝与自恢复保险丝主要区别如表1所示,大多数场合里,两类产品性能还是有很多差异,特别是在内阻/动作时间/安全性能/自恢复性上存在明显区别。
  应用领域比较
  两者都可用来做电路的过电流保护,其使用的不少领域和场合有类似,有一部分场合这两种产品都可以使用,还可以互相替换。例如在过流保护要求不太高的电池保护应用中这两类产品都能各领风骚。
  但在对某些IC等重要器件保护应用中,或电源的输入/输出端就只有一次性保险丝才有可能胜任其保护功能,这些部位对阻抗要求也较高。另外在一些一旦发生故障就必须停机检修排除故障的场合,也要求使用一次性保险丝。
  而一些必须避免因过热而烧坏产品的场合,经常需要热插拔操作的接口过流保护,可简易排除故障,以及非器件故障导致的暂时性过电流的电路保护则选择自恢复保险丝。
  主要参数
  主要参数介绍如下:
  保持电流(IH): 25℃ 环境温度下能维持不动作的最大稳态电流。
  动作电流(IT): 25℃ 环境温度下启动保护的最小电流。
  最大电压(Vmax): 在额定电流下能承受的最大电压。
  最大电流 (Imax): 在额定电压下能承受的最大电流。
  动作时间(Ttrip): 在指定电流下的最大动作时间。
  功率损耗(Pd typ): 动作状态下所消耗的功率。
  最小初始电阻(Rmin): 常温下产品最小阻值。
  触发后最大电阻(R1max):回流焊接后或动作恢复后,静置1小时之后的电阻值。
  温度降额:由于自恢复保险丝是一种热敏感元件,任何环境温度的波动都会影响元件的性能。如图3所示:
  A区描述自恢复保险丝动作时(高阻状态)电流与温度的关系;
  B区描述自恢复保险丝在电路正常运行时电流与温度的关系;
  C区自恢复保险丝可能动作或保持在低电阻状态(具体取决于元件的阻值和环境温度)
自恢复保险丝与一次性保险丝异同比较
  图3. 温度降额图
  动作时间:图4显示自恢复保险丝在0℃至75℃的动作时间曲线。75℃时环境热量输入高于0℃,所以自恢复保险丝所需的额外功耗(I2R)相对较少,导致较小的动作电流就可以是自恢复保险丝在特定时间内启动(或在给定的电流下更快动作)。过载电流越大或环境温度越高,动作时间就越短。
自恢复保险丝与一次性保险丝异同比较
  图4. 动作时间图
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