PTC 学术资讯 - 科技工作者之家

PTC是Positive Temperature Coefficient 的缩写，意思是正的温度系数，泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件。通常我们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻，简称PTC热敏电阻。

PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度（居里温度）时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。

陶瓷PTC是由钛酸钡（或锶、铅）为主成分，添加少量施主（Y、Nb、Bi、Sb）、受主（Mn、Fe）元素，以及玻璃（氧化硅、氧化铝）等添加剂，经过烧结而成的半导体陶瓷。

陶瓷PTC在居里温度以下具有小电阻，居里温度以上电阻阶跃性增加1000倍~百万倍。

起源PTC(positivetemperaturecoefficient）为正温度系数热敏材料，它具有电阻率随温度升高而增大的特性。1 955年荷兰菲利浦公司的海曼等人发现在BaTiO3陶瓷中加入微量的稀土元素后，其室温电阻率大幅度下降，在某一很窄的温度范围内其电阻率可以升高三个数量级以上，首先发现了PTC材料的特性[1]。4 0多年来，对PTC材料的研究取得了重大的突破，PTC材料的理论日趋成熟，应用范围也不断扩大。

分类PTC电阻">；热敏电阻根据其材质的不同分为：陶瓷PTC电阻有机高分子PTC电阻

PTC电阻">；热敏电阻根据其用途的不同分为：

自动消磁用PTC电阻

延时启动用PTC电阻

恒温加热用PTC电阻

过流保护用PTC电阻

过热保护用PTC电阻

传感器用PTC电阻

一般情况下，有机高分子PTC电阻适合偶尔过流保护产品或线路用途，陶瓷PTC电阻适用于频繁过流的产品或线路以上所列各种用途.。

高分子PTC为过流6000次以后阻值无太大变化仍有PTC效应，陶瓷的为PTC为过流10万次以后阻值无太大变化仍有PTC效应1。

作用PPTC是Polymeric Positive Temperature Coefficient的缩写，PPTC器件即高分子聚合物正温度系数器件，该器件能在电流浪涌过大、温度过高时对电路起保护作用。使用时，将其串接在电路中，在正常情况下，其阻值很小，损耗也很小，不影响电路正常工作；但若有过流（如短路）发生，其温度升高，它的阻值随之急剧升高，达到限制电流的作用，避免损坏电路中的元器件。当故障排除后，PPTC器件的温度自动下降，又恢复到低阻状态，因此PPTC器件又称为可复性保险丝。

工作原理自恢复保险丝是由高分子材料添加导电粒子制成其基本原理是一种能量的平衡，当电流流过元件时产生热量，所产生的热量一部分散发到环境中去，一部分增加了高分子材料的温度.在工作电流下，产生的热量和散发的热量达到平衡电流可以正常通过，当过大电流通过时，元件产生大量的热量不能及时的散发出去，导致高分子材料温度上升，当温度达到材料结晶融化温度时，高分子材料集聚膨胀，阻断由导电粒子组成的导电通路，导致电阻迅速上升，限制了大电流通过，从而起到过流保护作用。

PTC的应用KT系列过电流保护用高分子PTC热敏电阻器（PPTC热敏电阻），光片、TD、带状D/DL、引线包封、引线不包封型、圆环、表面贴装型等系列产品。其中热敏电阻的年生产量超过300，000，000只，该系列产品具有阻值稳定、安全性高、可自动恢复、耐强电流特性好、恢复时间短及体积小、易安装等优点。产品根据不同的额定工作电压（6V～600V）、工作电流（40mA～14A）及安装方式等共分为十几大类，广泛用于电脑、通讯、消费性电子、汽车、通路、数字内容、电源、小家电等6C产业领域中的电路保护

1、应用在通信行业：包括IEEE 802.3，以太网LAN IEEE ，1394 iLINK，总配线架保安单元，短距离/内部保护要求，用户终端设备，用2Pro模组保护用户终端设备类比线路卡，T1/E1设备，ISDN设备，ADSL设备，HDSL设备，MDF模组/初级和次级保护有线电话/电源分歧器缆线PBX和按键式电话系统POS设备。

2、应用在电池行业：·

数码电池组

移动电话电池组

无线电话电池组

· 移动无线广播电池组

· 笔记型电脑电池组

· 可携式录影机电池组

· 随身听电池组

· 电源工具（充电线）

3、应用在加热器方面

足浴盆的恒温加热器

4、应用在地暖方面

碳棒热轨电地暖材料1

PTC专业术语额定零功率电阻 R25

零功率电阻，是指在某一温度下测量PTC热敏电阻值时，加在PTC热敏电阻上的功耗极低，低到因其功耗引起的PTC热敏电阻的阻值变化可以忽略不计. 额定零功率电阻指环境温度25℃条件下测得的零功率电阻值.最小电阻 Rmin指PTC热敏电阻可以具有的最小的零功率电阻值。

居里温度 Tc

对于PTC热敏电阻的应用来说，电阻值开始陡峭地增高时的温度是重要的，我们将其定义为居里温度.居里温度对应的PTC热敏电阻的电阻RTc = 2*Rmin。

温度系数 α

PTC热敏电阻的温度系数定义为温度变化导致的电阻的相对变化.如果温度系数越大，PTC热敏电阻对温度变化的反应越灵敏。

表面温度 Tsurf

表面温度Tsurf是指当PTC热敏电阻在规定的电压下并且与周围环境间处于热平衡状态已达较长时间时，PTC热敏电阻表面的温度。

动作电流 Ik

流过PTC热敏电阻的电流，足以使PTC热敏电阻自热温升超过居里温度，这样的电流称为动作电流.动作电流的最小值称为最小动作电流。

动作时间 ts

环境25℃条件下，给PTC热敏电阻加一个起始电流(保证是动作电流)，通过PTC热敏电阻的电流降低到起始电流的50%时经历的时间就是动作时间。

不动作电流 INk

流过PTC热敏电阻的电流，不足以使PTC热敏电阻自热温升超过居里温度，这样的电流称为不动作电流.动作电流的最大值称为最大不动作电流。

最大电流 Imax

最大电流是指PTC热敏电阻最高的电流承受能力.超过最大电流时PTC热敏电阻将会失效。

残余电流 Ir

残余电流是在最大工作电压Vmax下，热平衡状态下的电流。

最大工作电压 Vmax

最大工作电压是指在规定的环境温度下，允许持续地保持在PTC热敏电阻上最高的电压.对同一产品而言，环境温度越高，最大工作电压值越低。

额定电压 VN

额定电压是在最大工作电压Vmax以下的供电电压.通常 Vmax = VN + 15%。

击穿电压 VD

击穿电压是指PTC热敏电阻最高的电压承受能力，PTC热敏电阻在击穿电压以上时将会被击穿而导致失效2。

选型1 、列出设备线路上实际的平均工作电流I值及V值（不考虑瞬间电流）

2 、根据I值、V值和产品类别及安装方式选择一种PTC系列元件。

3 、如果设备内部环境温度大于25度，自复保险丝随着温度的增加对于通过的电流会有折减，为维持负载正常电流通过，依据相关公式的折减率可计算IH。

4、根据步骤 2 选出的逢复保险丝系列元件，及步骤 3 所计算出的IH值，在其后规格表中选出符合的元件。需特别强调的是，选出元件的IH值必须大于或等于步骤 3 所计算出的IH值。IH=最大工作电流（I）÷折减比率

5、依据选出的元件便可在对应的动作时间曲线表中对照查出异常电流值产生时的动作时间。

6、根据设备故障的特性来选择一款合适的PTC，正常的过电流和线路短路产生的电流大小不同，所以PTC型号的大小也要有所不同。

ptc的工作特点常温下阻抗特别低、体积小，可广泛应用于各种电路和电器的过流保护，并可分线安装，最大限度地保护每一条线路的安全使用，弥补了过去集中保护电路的缺陷，与传统使用的保险丝、陶瓷PTC材料、金属片等过流保护器件相比，该器件特点如下：

1、对过载电流反应迅速，性能稳定可靠；

2、耐冲击力强，使用寿命长；

3、无极性，交直流都可用；

4、可自动恢复；

5、最大工作电流可达数十安培；

6、体积小，可根据客户需要，加工生产各种不同形状、规格的产品；

7、使用广泛，可用于微电机、机动车电路、音响设备、通讯设备、仪器仪表、电池组件、工业控制系统、计算机外围设备等3。

高温PTC材料的特点PTC材料是以BaTiO3为基的半导体陶瓷材料。这种材料的电阻率在某一区域内随温度上升而急剧上升，电阻率突变上升的温度称为居里温度。BaTiO3居里温度为120℃。当用一部分Pb2+来置换Ba2+后，成为Ba（1-X）PbX TiO3材料，其居里温度随着Pb2+含量的增加而上升。已经实用化的PTC发热材料的最高温度为300℃。

特性曲线下图为PTC热敏材料曲线图。