發表於 2018-03-05 15:05:29
PTC是對熱敏感的電子元件,是一種特殊的熱敏電阻。它的基片是酞酸鋇與微量的鑭族元素,燒結而成的陶瓷半導體,隨著摻入酞酸鋇中微量元素品種和含量不同,其電阻率也就不同。其常見結構如圖1,PTC基片(發熱體)的結構有圓盤式,蜂窩式,口琴式等,後兩種是考慮到增大表面積,有利於通風和增加發熱功率而設計的,目前國外已研製成厚膜型,多層型等新結構。
1.電阻-溫度特性
PTC元件的電阻-溫度特性如圖2所示,隨著溫度的增加,它的阻值有一個最小值對應的溫度點Tc為居裡點。當溫度低於居裡點時的PTC元件和一般普通半導體材料一樣具有負溫度係數特性;當溫度高於居裡點時,PTC元件具有明顯的正溫度係數特性,此時其阻抗將發生幾個數量級的階躍性突變即阻抗異常現象(通常稱為PTC現象),但它的阻抗也有一個最大值。居裡點Tc是可控的,用鑭族元素來量換酞酸鋇中的鋇時,就會得到各種不同居裡點溫度的PTC材料。
2.電流-時間特性
電流-時間特性是指PTC元件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,達到熱平衡時的電流稱為殘餘電流。一定環境溫度下,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%時經歷的時間就是動作時間。電流-時間特性是自動消磁PTC元件、延時啟動PTC元件、過載保護PTC元件的重要參考特性。
PTC元件的電流-時間特性如圖3所示。由圖可看出電流從大到小有一延遲過程,這種延遲功能常用於電動機,冰箱壓縮機的啟動。
3.功率特性。
PTC發熱體由鍍鋅外壓板、不鏽鋼波紋狀彈簧片、鍍鋅內壓板、單層鋁散熱件、ptc發熱片、雙層鋁散熱件、鍍鎳銅電極端子和pps高溫塑膠電極護套所組成。該產品由於採用u型波紋狀散熱片,提高了其散熱率,且綜合了膠粘和機械式的優點,並充分考慮到ptc發熱件在工作時的各種熱、電現象,其結合力強,導熱、散熱性能優良,效率高,安全可靠。該類型PTC加熱器有熱阻小、換熱效率高的優點,是一種自動恆溫、省電的電加熱器。它的一大突出特點在於安全性能上,即遇風機故障停轉時,PTC加熱器因得不到充分散熱,其功率會自動急劇下降,此時加熱器的表面溫度維持在居裡溫度左右(一般在250℃上下),從而不致產生如電熱管類加熱器的表面「發紅」現象。
與一般使用的傳統發熱元件鎳鉻電熱絲相比,PTC發熱材料的優點是:
(1)由於PTC元件是整體發熱,沒有明火,此外該材料本身具有自動溫度調節特性,過居裡點後,PTC現象,阻值急劇上升,電流則急劇下降,從而消耗功率減小,溫度便不再上升,所以使用安全性高。
(2)隨著周圍溫度的變化,發熱量會自動加以調節,不存在無效的電力消耗。
(3)受電源電壓變動影響極小,實驗表明:電源電壓在一個較大的範圍變動而不影響PTC元件的發熱量。
(4)發熱量調節非常容易,由於PTC發熱體的發熱功率與放熱係數D有關,而放熱係數D取決於PTC元件的形狀,結構,尺寸和散熱條件,這樣就使得放熱係數D連續可調,因而發熱量也可以連續進行控制。
(5)PTC元件溫度上升滯後小,從開始通電到穩定的過程是比較迅速的。
(6)存在的問題:PTC元件存在著熱傳導率低,所以加到材料上的電場強度不能太大,居裡點溫度不能取得太高。
可以根據不同功率需要組接,1、3、5是一個極;2、4是一個極,1、3、5並在一起為一端;2、4並在一起為另一端,接入220V就是全功率。
PTC發熱體由於採用u型波紋狀散熱片,提高了其散熱率,且綜合了膠粘和機械式的優點,並充分考慮到ptc發熱件在工作時的各種熱、電現象,其結合力強,導熱、散熱性能優良,效率高,安全可靠。該類型PTC加熱器有熱阻小、換熱效率高的優點,是一種自動恆溫、省電的電加熱器。它的一大突出特點在於安全性能上,即遇風機故障停轉時,PTC加熱器因得不到充分散熱,其功率會自動急劇下降,此時加熱器的表面溫度維持在居裡溫度左右(一般在250℃上下),從而不致產生如電熱管類加熱器的表面「發紅」現象。
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