NTC热敏电阻在充电器上的应用

有些充电器在插电的时候会有很明显的打火，火花很大，同时插头也会出现烧蚀的情况。对于普通消费者来讲，容易对产品的质量产生疑惑。为了避免在充电器插电的时候发生火花，往往都在输入端串联一颗NTC负温度系数热敏电阻，用于减小插电时的冲击电流，避免产生火花从而影响用户体验。

充电器为何插电会有打火

在未使用PFC的宽电压输入的充电器中，通常都使用较大容量的电容用于初级滤波，保证在低压时仍能保持足够的输出功率。但是较大容量的电容，在充电器接入电源的时候，交流电通过整流桥整流为电容充电，会产生较大的冲击浪涌电流。若这个冲击浪涌电流得不到限制，就体现在插座内部金属片和插头接触的瞬间产生较大的火花。

有一些充电器，内部使用的初级控制器支持AC输入检测，在交流输入中断后，会关闭初级开关管，让电容内的电能储存起来，电容存有电压。这样可以减小下次插电时的冲击电流，减小火花的产生。

还有一种方法就是在充电器内部加入升压PFC电路，通过升压，提高供给充电器初级的电压，减小电容的容量。这样可以缩小初级滤波电容的容量，缩小充电器体积，同时减小充电器插电时对电容的充电冲击电流，减小打火现象。并且通过PFC还能避免大容量电解电容充电电流的畸变电流，校正功率因数，因此也成为现代大功率充电器的优选。

NTC热敏电阻的特性

NTC热敏电阻，顾名思义是电阻，但是这个电阻是随着温度变化的。NTC为负温度系数，电阻随着温度的上升而减小，和PTC正温度系数随温度上升电阻增加的特性刚好相反。PTC可以用在加热器等需要恒温的场合如加热器等产品，也可以用在锂电池过流保护等，有对应的PTC保险丝，用于电路过流保护功能。

而NTC热敏电阻是冷态的电阻大，热态的电阻小，也被做成热敏电阻用于检测温度。当温度升高时，电阻减小，根据在电路中的接法，电压达到阈值，触发保护动作。NTC及PTC两种热敏电阻均有对应的热敏电阻，广泛用于温度检测应用中。

NTC热敏电阻在充电器中的作用

说完了NTC热敏电阻，顺带说了下对应的PTC热敏电阻，下面该介绍充电器为何要使用NTC热敏电阻了。

紫米33W 1A1C充电器拆解，左侧棕色保险丝右侧绿色元件就是NTC热敏电阻。

NTC热敏电阻特写，图上这个个头算是比较小的，一般随着电源功率的增加，NTC热敏电阻的体型也会对应增加。NTC热敏电阻串联在电源的输入中，冷态电阻较大，用于限制充电器接入电源的冲击电流，减小插电时产生的火花。伴随着充电器正常输出，NTC电阻自身发热降低电阻，降低NTC电阻上的压降，减小串联在电路中的功率损耗。

正因为NTC有低温电阻高，高温电阻低的特性。并且具有成本低，性能可靠的优势，被广泛应用于充电器的输入端，进行输入的浪涌抑制。

NTC热敏电阻的缺点

NTC热敏电阻串联在输入端可以起到抑制浪涌的作用，但是NTC也有固有的缺点。

首先是NTC是串联在电路中的，虽然在正常工作后，阻值降低维持一个较低的电阻，但是还是会产生压降，对电源的效率产生一个负面的影响。

另外就是NTC具有热惯性，当充电器正常工作，温升发热，拔掉后马上又插回去，NTC没有冷却，还是在高温，就起不到抑制浪涌电流的作用。这时的浪涌电流会很大，平时不会出现火花的充电器也会出现火花。

在大功率的开关电源，如服务器电源和电脑电源，内部也是使用NTC进行浪涌抑制的，保护内部的PFC升压二极管等元件。这些电源会在NTC上并联一个继电器，搭配延时电路使用。在插电的时候，NTC接入电路，通过NTC为内部电容充电，减小浪涌电流。延时一段时间后，继电器闭合短路NTC，电流不再流过NTC热敏电阻。

通过使用继电器短路NTC的方式，一方面可以起到降低NTC功耗的作用，另外一方面，NTC被短路，不会发热，温度降低恢复高阻态，下电时继电器同步释放，将NTC接入电路，为下一次上电做好准备。

但是继电器线圈保持也是需要电能，并且占用电源内部空间。期待更新的器件，和更新的电路设计，能够简化传统设计，并提高电源的转换效率。

NTC在充电器中还有什么用处

我们这里换成小米65W 氮化镓充电器来举例子

这是初级的主控芯片，ACF拓扑的UCC28780，来自德州仪器，在右下方红圈内部的元件就是NTC热敏电阻。

次级协议芯片，英飞凌CYPD3174，在芯片的左下角也有一颗NTC热敏电阻。

这里的两颗NTC热敏电阻，与充电器输入端的用途不同。NTC热敏电阻连接在初次级的控制器上，用于时刻检测充电器的内部温升。也是利用NTC热敏电阻的温度升高，电阻降低的这个特性来实现的。

主要的不同点是，串联在输入端的NTC热敏电阻，是靠充电器的输入电流来加热，降低电阻。而连接在控制器上的，则是被充电器元件发热所加热。

当NTC热敏电阻受热时，阻值降低，若温度持续升高，当控制器检测到引脚上的电压低于保护阈值后，判断充电器已达到设计热保护温度，就会停止驱动信号输出，使充电器停止工作，从而保护器件不会过热击穿损坏。

安克 20W 安芯充同样在内部设置了一颗NTC热敏电阻用于充电器内部及连接器的温度检测，进行实时的过热保护，确保充电更加稳定安全。

另外，NTC热敏电阻在电池组和移动电源都有着非常广泛的应用。

小米10000mAh 33W快充充电宝口袋版Pro的两颗电池之间有一颗NTC热敏电阻，通过白色胶水固定。

冬天到了，iPad又开始不能充电了，必须要捂热了才能充电。这就是电池组内部的NTC热敏电阻检测到环境过低，不适合锂电池充电，进行温度保护的表现。

移动电源也是同样，使用一颗NTC进行电池的高温和低温保护，防止高低温对电池充放电造成危险。

充电头网总结

作为普及产品的高性价比解决方案，NTC热敏电阻很好的解决了充电器在接入电源时，内部电容充电带来的浪涌电流问题。通过串联NTC在电路中，有效抑制浪涌电流的幅度，可以保护器件不因浪涌电流冲击而损坏。

同时，随着对充电器能效要求的不断提高，NTC热敏电阻串联消耗功耗影响效率。也需要不断研究新型材料，优化特性，来应对更高的要求。按照电源适配器，快充等电源的出货量来看，NTC热敏电阻出货量也是比较可观的。

审核编辑：刘清