TVS管,稳压二极管,压敏电阻,自恢复保险丝之间的区别(三)

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前2节我们已经详细介绍了TVS管，稳压二极管，今天重点介绍自恢复保险丝，包括自恢复保险丝的定义，原理，参数，选型，构造，种类，具体应用等等。

一、什么是自恢复保险丝

自恢复保险丝是一种过流电子保护元件，采用高分子有机聚合物在高压、高温，硫化反应的条件下，搀加导电粒子材料后，经过特殊的工艺加工而成。在习惯上把PPTC(Polyer Positive Temperature

Coefficent)也叫自恢复保险丝。严格意义讲：PPTC不是自恢复保险丝，Resettable Fuse才是自恢复保险丝。

二、自恢复保险丝原理

自恢复保险丝是由高科技聚合树脂及纳米导电晶粒经特殊工艺加工制成，正常情况下，纳米导电晶体随树脂基链接形成链状导电通路，保险丝正常工作；当电路发生短路或者过载时，流经保险丝的大电流使其集温升高，当达到居里温度时，其态密度迅速减小，相变增大，内部的导电链路呈雪崩态变或断裂，保险丝呈阶跃式迁到高阻态，电流被迅速夹断，从而对电路进行快速，准确的限制和保护，其微小的电流使保险丝一直处于保护状态，当断电和故障排除后，其集温降低，态密度增大，相变复原，纳米晶体还原成链状导电通路，自恢复保险丝恢复为正常状态，无需人工更换。

三、自恢复保险丝参数

IH：最大工作电流（25℃）

IT：最小动作电流（25℃）
Itrip：过载电流
Tmax：过载电流最大动作时间
Vmax：最大过载电压
Imax：最大过载电流
Rmin：最小电阻（25℃）

Rmax：最大电阻（25℃）

四、自恢复保险丝应用

自恢复保险丝串联在 DC/AC 电源电路中.可以选择DIP直插式或 SMD 表面贴装式. PPTC 无正负极性之分.因 PPTC 在保护状态下,表面温度高,要安装在通风状态下,对高温敏感的元器件不要与 PPTC 直接接触.

五、选型

型号如：JK250120u

最大工作电压为250V，最大工作电流为120mA

应用范围:

ADSL设备中的自恢复保险丝的应用

自恢复保险丝在无线电产品,电池组,充电器产品中的应用 汽车电子及零部件中的过流保护应用

遥控电动玩具车,高低频电源充电器电动玩具,童车等电子玩具中的应用

卫星接受器DVB产品中的应用

自恢复保险丝在通信终端设备产品中的应用

电源供应器产品中的应用

家庭影院 / 扬声器 / 分频器 / 电磁负载 / 马达 / 吸尘器

何谓保险丝,其作用是什么？

保险丝也被称为熔断器，IEC127标准将它定义为"熔断体（fuse-link)"。它是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。保险丝的作用是：当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了保险丝，那么，保险丝就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。最早的保险丝于一百多年前由爱迪生发明，由于当时的工业技术不发达白炽灯很贵重，所以，最初是将它用来保护价格昂贵的白炽灯的。

保险丝的工作原理是怎样的？

我们都知道，当电流流过导体时，因导体存在一定的电阻，所以导体将会发热。且发热量遵循着这个公式：Q=0.24I2RT；其中Q是发热量，0.24是一个常数，I是流过导体的电流，R是导体的电阻，T是电流流过导体的时间；依此公式我们不难看出保险丝的简单的工作原理了。

当制作保险丝的材料及其形状确定了，其电阻R就相对确定了（若不考虑它的电阻温度系数）。当电流流过它时，它就会发热，随着时间的增加其发热量也在增加。电流与电阻的大小确定了产生热量的速度，保险丝的构造与其安装的状况确定了热量耗散的速度，若产生热量的速度小于热量耗散的速度时，保险丝是不会熔断的。若产生热量的速度等于热量耗散的速度时，在相当长的时间内它也不会熔断。若产生热量的速度大于热量耗散的速度时，那么产生的热量就会越来越多。又因为它有一定比热及质量，其热量的增加就表现在温度的升高上，当温度升高到保险丝的熔点以上时保险丝就发生了熔断。这就是保险丝的工作原理。们从这个原理中应该知道，您在设计制造保险丝时必须认真地研究您所选材料的物理特性，并确保它们有一致几何尺寸。因为这些因素对保险丝能否正常工作起了致关重要的作用。同样，您在使用它的时候，一定要正确地安装它。

保险丝的构造如何？各有什么功效？又有什么要求？

一般保险丝由三个部分组成：一是熔体部分，它是保险丝的核心，熔断时起到切断电流的作用，同一类、同一规格保险丝的熔体，材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能地小且要一致，最重要的是熔断特性要一致；二是电极部分，通常有两个，它是熔体与电路联接的重要部件，它必须有良好的导电性，不应产生明显的安装接触电阻；三是支架部分，保险丝的熔体一般都纤细柔软的，支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用，它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性，在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象；

电力电路及大功率设备所使用的保险丝，不仅有一般保险丝的三个部分，而且还有灭弧装置，因为这类保险丝所保护的电路不仅工作电流较大，而且当熔体发生熔断时其两端的电压也很高，往往会出现熔体已熔化（熔断）甚至已汽化，但是电流并没有切断，其原因就是在熔断的一瞬间在电压及电流的作用下，保险丝的两电极之间发生拉弧现象。这个灭弧装置必须有很强的绝缘性与很好的导热性，且呈负电性。石英砂就是常用的灭弧材料。

另外，还有一些保险丝有熔断指示装置，它的作用就是当保险丝动作（熔断）后其本身发生一定的外观变化，易于被维修人员发现，例如：发光、变色、弹出固体指示器等。

保险丝有哪些种类？

按保护形式分，可分为：过电流保护与过热保护。用于过电流保护的保险丝就是平常说的保险丝（也叫限流保险丝）。用于过热保护的保险丝一般被称为"温度保险丝"。温度保险丝又分为低熔点合金形与感温触发形还有记忆合金形等等（温度保险丝是防止发热电器或易发热电器温度过高而进行保护的，例如：电吹风、电熨斗、电饭锅、电炉、变压器、电动机等等；它响应于用电电器温升的升高，不会理会电路的工作电流大小。其工作原理不同于"限流保险丝"）。

按使用范围分，可分为：电力保险丝、机床保险丝、电器仪表保险丝（电子保险丝）、汽车保险丝。

按体积分，可分为：大型、中型、小型及微型。

按额定电压分，可分为：高压保险丝、低压保险丝和安全电压保险丝。

按分断能力分，可分为：高、低分断能力保险丝。

按形状分，可分为：平头管状保险丝（又可分为内焊保险丝与外焊保险丝）、尖头管状保险丝、铡刀式保险丝、螺旋式保险丝、插片式保险丝、平板式保险丝、裹敷式保险丝、贴片式保险丝。

按熔断速度分，可分为：特慢速保险丝（一般用TT表示）、慢速保险丝（一般用T表示）、中速保险丝（一般用M表示）、快速保险丝（一般用F表示）、特快速保险丝（一般用FF表示）。

按标准分，可分为：欧规保险丝、美规保险丝、日规保险丝。

慢速保险丝是怎样一回事？

慢速保险丝也叫延时保险丝，它的延时特性表现在电路出现非故障脉冲电流时保持完好而能对长时间的过载提供保护。有些电路在开关瞬间的电流大于几倍正常工作电流，尽管这种电流峰值很高，但是它出现的时间很短，我们称它为脉冲电流也有称它为冲击电流或叫它为浪涌电流。普通的保险丝是承受不了这种电流的，这样的电路中若使用的是普通保险丝恐怕就无法正常开机了，若使用更大规格的保险丝，那么当电路过载时又得不到保护。延时保险丝的熔体经特殊加工而成，它具有吸收能量的作用，调整能量吸收量就能使它即可以抗住冲击电流又能对过载提供保护。标准对延时特性都有规定，若标准的规定特性无法满足您的要求，您可以与制造商联系以得到解决。

保险丝的额定电流是否就是使保险丝熔断的电流？

不是。应该仅将它看成是一种规格的标称，而流过保险丝的电流大到何种地步、何时熔断这在保险丝产品标准中对它有详细的规定，又因标准的不同而规定有所不同。保险丝有一个"熔断系数"其值大于"1"（一般在1.1至1.5之间），它是"常规不熔断电流"与"额定电流"的比值。由此可以看出，即使流过保险丝的电流大于它的额定电流而未超过常规不熔断电流，保险丝也不应该发生熔断现象。

如何理解保险丝的额定电压？

保险丝熔断与否取决于流过它的电流的大小，与电路的工作电压无关。保险丝的额定电压是从安全使用保险丝角度提出的，它是保险丝处于安全工作状态所安置的电路的最高工作电压。这说明保险丝只能安置在工作电压小于等于保险丝额定电压的电路中。只有这样保险丝才能安全有效地工作，否则，在保险丝熔断时将会出现持续飞弧和被电压击穿而危害电路的现象。

保险丝的电压降说明了什么？

保险丝的电压降是保险丝在额定电流条件下，其两端的电压降。它反映了保险丝的内阻，其值不应过大。若将内阻（电压降）过大的保险丝安装在电路中，它将影响电路的系统参数，使得电路不能正常工作。标准对电压降不仅有其值的上限规定，而且对其一致性也作了规定。

研究保险丝的温升有何意义？

保险丝的温升是指保险丝中流过1.1倍（110%）额定电流时，保险丝的温度上升值，即实测温度减去环境温度的值。UL标准将其上限规定在75Co。因为保险丝的熔体对温度较为敏感，在一定高的温度长时间的作用下，它的熔点及阻抗将发生变化，这种变化会影响保险丝的准确性。这就是通常说的保险丝老化。老化的保险丝使用于电路中是非常危险的，所以，我们在制作和使用保险丝时都应该注重保险丝的温升。同理，我们也应该注意到，即使经过长时间使用的保险丝未发生熔断，它也有可能已经老化了，此时最好进行更换。

保险丝的分断能力是什么意思？

当介于常规不熔断电流与相关标准规定的额定分断能力（的电流）之间的电流作用于保险丝时，保险丝应能满意地动作，而且不会危及周围环境。保险丝被安置的电路的预期故障电流必须小于标准规定的额定分断能力电流，否则，当故障发生保险丝熔断时会出现持续飞弧、引燃、保险丝烧毁、连同接触件一起熔融、保险丝标记无法辨认等现象。当然，劣质保险丝的分断能力达不到标准规定的要求，使用时同样会发生上述的危害。

自恢复保险丝的应用：

1.镇流器

日光灯需要一个镇流器产生高电压和大电流来点着。镇流器控制日光灯的电气特性。开灯时电子镇流器在灯的两端产生高压冲击使灯点着，在电子镇流器中形成自振荡电路，该振荡电路由晶体管控制。许多电子镇流器是由于灯的原因而发生故障。当灯被短接、达到使用期限或灯被取开时，会出现过流情况，而导致灯的阴极开路。由于功率因数缘故，负载电阻变低。在起动期间，镇流器在非正常工作电流、高振荡频率状态下工作三次以上；开关电路产生过电流而导致镇流器发生故障。

自恢复保险丝可提供灯在达到使用期限时的保护和晶体管的故障保护。由于镇流器经常因为晶体管的上下端电压开关同时打开而发生故障，所以对晶体管的故障保护是具有重要意义的。

首先，自复保险丝具有可自动复原的性能，可减少产品的返修和服务的次数，从而降低成本。其次，因为自复保险丝能在极端时间内动作，以保护到电路中一些比较敏感的电阻，使镇流器的可靠性和使用寿命得以提高。第三，自复保险丝的功耗非常低，在正常电流工作状态下不会出现极端发热的现象而消耗能源。在正常工作电流下阻值非常小（通常只有零点几欧）因而不会形成振荡电路。第四，自复保险丝的体积小，在电路板上占用的空间小，便于设计。

2.变压器

带有变压器的电源设备的故障主要是由于过流产生的，而导致过流的原因通常是电路短路或负载减小;发生故障时会导致电路冒烟、着火，以至于损坏电路以及接口。低压卤化灯结构的灯体的变压器常由于短路而产生故障。如果变压器和灯体之间安装和连接不正当，就更易于损坏。由于灯是并联使用的，短路时电流特别大。把自复保险丝安装在变压器的第二线圈上可防止短路和过载故障。

3.喇叭

喇叭系统的保护要求比较严格。普通保险丝在喇叭中仅起一次性的保护作用，使产品的返修率上升；另外，额外的保险盒和电线使制造商的成本增加。还有，使用的保险丝还必须符合规格，错误规格的保险丝会使喇叭受损。安装断路器也是一个解决的方法；但是，在它们还没有断开前，在开始断开时会制造噪音。所以，最好的选择是自复保险丝自复保险丝元件。自复保险丝在断开状态（呈高阻态）时相当于一个软开关，在故障消除时，会自动恢复到低阻通路的状态。

4.电池

a、手机电池组： 手机电池组关键在于它本身的应用特性，这种电池是被装于一个又小又轻并且很窄的盒子里面。（NICD、NiMH、Li-ION）这三种主要的化学电池都是装于这种世界通用的盒子里面的。现在常用的电池组的工作电压小于10V，最大充电电压为16V，最新品种的电池组的工作电压甚至更低，在3~4V之间。这意味着电池组的包装的改变非常快，从焊接的带状发展到印刷电路板上的贴装元件。电池组都需要电路保护装置，如VTP210G，能够在60C时把电流保持在1安培左右。保护电路的阻值越低，能源的损耗越小，元件选择的空间也越大。

b、无绳电话电池：无绳电话通过的电流和电压比较小。SRP120、LTP070和LTP100都是很好的过流保护元件。

c、无线电通信电池：无线电通信用的电流比手机电池的电流大，比手提电脑的工作电流小。LR4系列的工作电流为7.3安培,体积小、重量轻，非常适合这方面的应用。具有大工作电流的SRP或LTP系列也可适用。

d、化学电池

化学电池的应用越来越广，这些元件的应用将会使电池组有了一个更好、费用更低的保护装置。

A、NiCD电池：低阻抗、化学特性稳定的NiCD电池没有像NiMH和Li-ION电池那样对过电流那么敏感。但由于损耗低，应用还很广泛。然而，在短路或过电流状态，它们的低内阻会导致较高的电流通过。通常这些电池的故障原因都是过流，而不是过热，由任何电池材料应用的产品都适用。

B、NiMH电池：NiMH电池比NiCD电池有更高的能源密度。当超过90C时，这些电池更易退化。用VTP或LTP比SRP/LR4材料更适合保护该种电池。根据电池的设计方法，SRP和LR4都可对该电池进行保护，但用LTP、VTP时的导热性能更强。

C、Li-ION电池：在所有的化学电池中，Li-ION电池的能源密度最大，化学特性最为敏感。在使用和充电时，需装有电路保护装置。现在常用的保护装置是一个集成电路，但这不是最安全的，因为该集成电路的本身也可能会造成短路或其CMOS启动失败使保护装置不安全。当超过90C时，Li-ION电池也会开始退化，由于这种电池的电压最大，因此电路保护的要求就更严格了。虽然LTP、SRP等系列已早用于该电池中，但最合适的PTC元件时VTP；对于大容量的Li-ION电池，LR4系列的动作时间更短，比SRP系列更适用。

1、自复保险丝在可充电电池组中的应用

1）、问题与分析：NICD、NiMH、Li-ION常用于移动电话和电脑的特别保护电路中。这些电池组产生故障的原因通常有：正负极终端意外短路；充电器不能停止对已充满电的电池充电；用错充电器或电池的极性装反。把PTC贴片系列串联安装于电池组的各个单元中，可对电路提供过流和过温保护。

2）、保护要求：在发生故障时，移动电话的电压可达到16V，电脑的电压可达到24V；其电流可达到100安培。在过充电状况，电池组需要进行过温保护，NiCD电池不能超过120C，NiMH和Li-ION电池不能超过90C。

3）、PTC元件的选型：LTP、VTP和LR4常用于移动电话和无绳电话中，具有较高保持电流的SRP、LTP和LR4系列常用于桌面与手提电脑中。对于NiMH电池组，VTP、LTP材料可允许设计者增加热导保护功能。某些特殊应用的贴片和VTP系列可用于AAA电池单元中。

XEH250系列自恢复保险丝

XEH250系列PTC热敏电阻

XEH250系列PTC热敏电阻额定工作电压为250V、额定维持电流为0.08A～0.60A。是专门为通信交换机、配线架设计生产的过流保护器件。具有室温电阻小、可靠性高、安装方便、可在60℃以上的环境中使用及在电路故障排除后可自动回复而多次使用等优点。，性能完全符合邮电行业标准。

★ 电气特性（20℃）

★ 元件尺寸（毫米）

★电极引线及包封材料

注：阻燃环氧树脂，符合UL94V-0要求。

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