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ptc热敏电阻工作原理_ptc热敏电阻的应用

2019年07月22日 10:38 xx 作者: 用户评论(0

  水泵用ptc热敏电阻的工作原理

  高分子PTC热敏电阻用于过流保护,高分子PTC热敏电阻又经常被人们称为自恢复保险丝,由于具有独特的正温度系数电阻特性,因而极为适合用作过流保护器件。热敏电阻的使用方法象普通保险丝一样,是串联在电路中使用。其正常工作时温度较低,热量达到动态平衡,当电流过大或者环境温度过高,其温度持续升高,很小的温度变化会造成阻值的大幅提升,进入高阻保护状态。

  在水泵中有一个至关重要的部件,那就是PTC热敏电阻。对于该电阻来说,在各种电器设备中都是十分常见的,但是其在不同的产品中其作用是不同的。不过对于该电阻来说,其工作原理是一致的,接下来就来分析一下水泵用ptc热敏电阻的工作原理是怎样的。

  水泵用ptc热敏电阻是一种具温度敏感性的半导体电阻,一旦超过一定的温度(居里温度)时,它的电阻值随着温度的升高几乎是呈阶跃式的增高.PTC热敏电阻本体温度的变化可以由流过PTC热敏电阻的电流来获得,也可以由外界输入热量或者这二者的叠加来获得.

  陶瓷材料通常用作高电阻的优良绝缘体,而陶瓷PTC热敏电阻是以钛酸钡为基,掺杂其它的多晶陶瓷材料制造的,具有较低的电阻及半导特性.通过有目的的掺杂一种化学价较高的材料作为晶体的点阵元来达到的:在晶格中钡离子或钛酸盐离子的一部分被较高价的离子所替代,因而得到了一定数量产生导电性的自由电子。

  对于水泵用ptc热敏电阻效应,也就是电阻值阶跃增高的原因,在于材料组织是由许多小的微晶构成的,在晶粒的界面上,即所谓的晶粒边界(晶界)上形成势垒,阻碍电子越界进入到相邻区域中去,因此而产生高的电阻.这种效应在温度低时被抵消:在晶界上高的介电常数和自发的极化强度在低温时阻碍了势垒的形成并使电子可以自由地流动.而这种效应在高温时,介电常数和极化强度大幅度地降低,导致势垒及电阻大幅度地增高,呈现出强烈的PTC效应。

  水泵用ptc热敏电阻的工作原理就是如此。在专业人员的设计以及严谨的工作原理设计之下可以确保电阻的性能。相对而言,这些工作原理也是保障产品设备使用寿命以及性能的关键。

ptc热敏电阻工作原理_ptc热敏电阻的应用

  PTC热敏电阻在锂电池中的应用

  聚合物电池(即锂离子电池)同与NiCd或NiMH电池比较,具有单位体积的电能容量大、电流密度大、可快速充电、体积小、重量轻、转换效率高等等独特优势。不仅广泛应用于各种方便携式设备、移动设备。而且可用于医疗器件、工业、农业、国防、交通工具等各个领域。但锂离子电池在实际应用过程中,对充电、放电、高温环境等条件都有相当严格的要求。充电时,电池两端电压过高,会增加电池漏液、冒烟、燃烧、爆裂的危险,危害及大。过充电可能由充电失控、电极错误或使用不正确的充电器造成;锂离子电池在充放电电流过大或外部短路时,内部发热可能损坏电池或烧毁其他部件,严重缩短电池的循环使用寿命;同样锂离子电池在高温环境工作或遇种负载、大电流使锂离子电池内部产生高温,锂离子电池同样会增加电池漏液、冒烟、燃烧、爆裂的危险。

  所以锂离子电池必须设计专用的电池管理电路,所有的锂离子电池的管理电路都包含过充、过放的终止控制功能,而没有过流、过温、短路等情况的保护,所以保护电路的任务是针对电池可能出现的各种故障,对电池充放电状态的参数进行监控,以保证电池寿命和效能,使电池以及外部设备免受损坏。高分子PTC热敏电阻产品,在高电流密度的锂离子电池及其管理电路的过流、过温、短路保护中具有突出的优势,高分子PTC热敏电阻又叫自复位过载保护器或自复位保险丝,单个元件即可完成过流、过温、短路保护。在锂离子电池及其管理电路的保护应用中具备了无可替代性的作用,现在已发展成为锂离子电池及其管理电路中必须应用的保护元件。

  锂离子电池管理与保护电路通常由专用集成 IC 和金属氧化场效应管组成的一次保护电路。保护IC 通过监测电池两端电压以及放电电流来控制FET 的导通或关断,防止过充电、短路、过放电等故障。尽管一次保护通常被认为是可靠的,但当静电放电电压过高或超温时可能损坏保护IC或 MOS-FET ,而且在短路时集成电路会发生振荡,同时多数 IC+MOS-FET 电路对充电、放电过电流的检测是间接的,并不能保证在电池的所有工作状态下都会提供过电流保护,保护的可靠性也降低了。保护电路中接入高分子PTC热敏电阻后,即使一次保护电路失效或者温升较高时,PTC 仍能对过充、过流、短路、超温等故障提供及时保护,保证电池在被误用或滥用、或外部反接、短路等的情况下,不致发生爆炸、损坏电池等安全性问题。

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( 发表人:姚远香 )

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