自恢复保险丝的工作原理、特点及参数

一.自恢复保险丝工作原理

自恢复保险丝是一种使用聚合物正温度系数(PTC)材成的保险丝。它具有在过流或短路时自动切断电路的功能，当电路故障解除后，会自动恢复导通状态，无需手动更换保险丝。

自恢复保险丝工作原理：利用其材料的PTC性质，25°C常温下维持比较小的电阻，一般小于1欧姆，当流过它的电流增大并超过材料额定电流从而导致温度升高时，它的电阻会迅速增大，达到兆欧姆级别，这时流过它的电流非常小，类似于断路状态，从而保护后级电路。当电路负载恢复正常时，PTC材料的电阻降低到正常值以下，自恢复保险丝恢复导通状态，电路继续正常工作。

二.自恢复保险丝特点

自动恢复：当电路故障解除后，保险丝可以自动恢复导通状态，无需手动更换保险丝。

过电流保护：自恢复保险丝可以有效地保护电路免受过电流伤害。

快速响应：自恢复保险丝的响应速度相对较快，可以在几毫秒内切断电路。

可靠性：比一次性保险丝更可靠，可以多次使用。

三.自恢复保险丝的重要参数

表1

可以对照上海雷卯SMD0805P系列规格书，了解主要参数值。

1、 I hold :也可以叫额定电流，25°C环境条件下，自恢复保险丝能够持续通行的最大工作电流,低于这个电流保险丝维持较低的电阻。

图1

同时要考虑工作温度对Ihold影响

图2

当温度降低比25°C低时，I hold增大，当工作温度升高时，I hold 减小。我们在设计使用自恢复保险丝电路时候，一定要把工作温度考虑进去。

选择自恢复保险丝时，根据电路中的负载电流，确保Ihold电流大于电路中的最大负载电流，但不得超过电路或设备的所能承载的额定值。

2. I trip :也叫触发电流，25°C环境条件下，自恢复保险丝电阻开始变大的最小电流。这是自恢复保险丝开始工作的电流阈值，当电流超过I trip电流时，保险丝会进入高电阻状态，切断电路。也就是这个I trip 点是PPTC电阻由低到高的跃变点。

图3

3. Vmax：也叫额定电压，在25°C环境条件下，能承受的最大电压，确保额定电压大于或等于电路中的最大电压，因为当后级电路短路时，电源的压降都加在保险丝上面。

4. 动作时间：在25°C环境条件下，5倍I hold的电流下，保险丝电阻变到最大的时间。表一中Time既是动作时间，单位为S。

四. 自恢复保险丝常用电路

1. 电源过流保护电路

把自恢复保险丝串接在电源线输入端上，后端如超过额定电流就会断开。如图3所示。

2.电路板对外输出接口

比如对外输出的USB接口，电源管脚串联PPTC, 保护输出电源。

3.电源防反接电路

当电路反接时，流过自恢复保险丝的电流比较大，从而使它的电阻变的比较大，切断电路，保护后级电路。

4.IO防护电路

自恢复保险丝串接在IO信号线上，配合TVS管，防止浪涌损坏控制芯片。

五.自恢复保险丝选型

上海雷卯EMC小哥举例说明如何选型：

某个电源需要靠进行过流保护设计，它的工作电压是24V,工作电流最大450mA，工作环境温度最高为50°C,要求在1.4A时实现保护，并且电路为5A时能够在1S内进行保护。

假如我手边有SMD2920系列的规格书，怎么选择适合的那颗。

首先. 因为电源为24V ，所以选择电源大于24V的Vmax,并要留有余量，因此有5颗满足需求。

第二. 电路最高工作温度50°C, 因此，I hold 值为实际标称值的80%左右，所以 SMD2920P075TF和SMD2920P100TF就能满足要求， 大于需要的I hold=0.45/0.8=0.56A。

第三、动作时间 time：当电流是5A 时 ，SMD2920P075TF和SMD2920P100TF动作时间小于1S进行动作，但为了尽快的对过电流进行保护，我们一般推荐选择动作时间较短时间的SMD2920P075TF。

上海雷卯国产自主品牌贴片和插件PPTC 。

贴片有：SMD0603P,SMD0805,SMD1206P,SMD1210P,SMD1812P,SMD2018P ,SMD2920P系列。

插件有：HL06,HL16,HL30,HL60,HL130,HL250,HL600系列。

雷卯电子专业为客户提供电磁兼容EMC的设计服务，提供实验室做摸底免费测试。

审核编辑：汤梓红