自恢復(fù)保險(xiǎn)絲工作原理 自恢復(fù)保險(xiǎn)絲如何選型

一.自恢復(fù)保險(xiǎn)絲工作原理

自恢復(fù)保險(xiǎn)絲是一種使用聚合物正溫度系數(shù)(PTC)材成的保險(xiǎn)絲。它具有在過流或短路時(shí)自動(dòng)切斷電路的功能，當(dāng)電路故障解除后，會(huì)自動(dòng)恢復(fù)導(dǎo)通狀態(tài)，無需手動(dòng)更換保險(xiǎn)絲。

自恢復(fù)保險(xiǎn)絲工作原理：利用其材料的PTC性質(zhì)，25°C常溫下維持比較小的電阻，一般小于1歐姆，當(dāng)流過它的電流增大并超過材料額定電流從而導(dǎo)致溫度升高時(shí)，它的電阻會(huì)迅速增大，達(dá)到兆歐姆級(jí)別，這時(shí)流過它的電流非常小，類似于斷路狀態(tài)，從而保護(hù)后級(jí)電路。當(dāng)電路負(fù)載恢復(fù)正常時(shí)，PTC材料的電阻降低到正常值以下，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲恢復(fù)導(dǎo)通狀態(tài)，電路繼續(xù)正常工作。

二.自恢復(fù)保險(xiǎn)絲特點(diǎn)

自動(dòng)恢復(fù)：當(dāng)電路故障解除后，保險(xiǎn)絲可以自動(dòng)恢復(fù)導(dǎo)通狀態(tài)，無需手動(dòng)更換保險(xiǎn)絲。

過電流保護(hù)：自恢復(fù)保險(xiǎn)絲可以有效地保護(hù)電路免受過電流傷害。

快速響應(yīng)：自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的響應(yīng)速度相對(duì)較快，可以在幾毫秒內(nèi)切斷電路。

可靠性：比一次性保險(xiǎn)絲更可靠，可以多次使用。

三.自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的重要參數(shù)

表1

可以對(duì)照上海雷卯SMD0805P系列規(guī)格書，了解主要參數(shù)值。

1、 I hold :也可以叫額定電流，25°C環(huán)境條件下，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲能夠持續(xù)通行的最大工作電流,低于這個(gè)電流保險(xiǎn)絲維持較低的電阻。

圖1

同時(shí)要考慮工作溫度對(duì)Ihold影響

圖2

當(dāng)溫度降低比25°C低時(shí)，I hold增大，當(dāng)工作溫度升高時(shí)，I hold 減小。我們?cè)谠O(shè)計(jì)使用自恢復(fù)保險(xiǎn)絲電路時(shí)候，一定要把工作溫度考慮進(jìn)去。

選擇自恢復(fù)保險(xiǎn)絲時(shí)，根據(jù)電路中的負(fù)載電流，確保Ihold電流大于電路中的最大負(fù)載電流，但不得超過電路或設(shè)備的所能承載的額定值。

2. I trip :也叫觸發(fā)電流，25°C環(huán)境條件下，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲電阻開始變大的最小電流。這是自恢復(fù)保險(xiǎn)絲開始工作的電流閾值，當(dāng)電流超過I trip電流時(shí)，保險(xiǎn)絲會(huì)進(jìn)入高電阻狀態(tài)，切斷電路。也就是這個(gè)I trip 點(diǎn)是PPTC電阻由低到高的躍變點(diǎn)。

圖3

3. Vmax：也叫額定電壓，在25°C環(huán)境條件下，能承受的最大電壓，確保額定電壓大于或等于電路中的最大電壓，因?yàn)楫?dāng)后級(jí)電路短路時(shí)，電源的壓降都加在保險(xiǎn)絲上面。

4. 動(dòng)作時(shí)間：在25°C環(huán)境條件下，5倍I hold的電流下，保險(xiǎn)絲電阻變到最大的時(shí)間。表一中Time既是動(dòng)作時(shí)間，單位為S。

四. 自恢復(fù)保險(xiǎn)絲常用電路

1. 電源過流保護(hù)電路

把自恢復(fù)保險(xiǎn)絲串接在電源線輸入端上，后端如超過額定電流就會(huì)斷開。如圖3所示。

2.電路板對(duì)外輸出接口

比如對(duì)外輸出的USB接口，電源管腳串聯(lián)PPTC, 保護(hù)輸出電源。

3.電源防反接電路

當(dāng)電路反接時(shí)，流過自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的電流比較大，從而使它的電阻變的比較大，切斷電路，保護(hù)后級(jí)電路。

4.IO防護(hù)電路

自恢復(fù)保險(xiǎn)絲串接在IO信號(hào)線上，配合TVS管，防止浪涌損壞控制芯片。

五.自恢復(fù)保險(xiǎn)絲選型

上海雷卯EMC小哥舉例說明如何選型：

某個(gè)電源需要靠進(jìn)行過流保護(hù)設(shè)計(jì)，它的工作電壓是24V,工作電流最大450mA，工作環(huán)境溫度最高為50°C,要求在1.4A時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)，并且電路為5A時(shí)能夠在1S內(nèi)進(jìn)行保護(hù)。

假如我手邊有SMD2920系列的規(guī)格書，怎么選擇適合的那顆。

首先. 因?yàn)殡娫礊?4V ，所以選擇電源大于24V的Vmax,并要留有余量，因此有5顆滿足需求。

第二. 電路最高工作溫度50°C, 因此，I hold 值為實(shí)際標(biāo)稱值的80%左右，所以 SMD2920P075TF和SMD2920P100TF就能滿足要求， 大于需要的I hold=0.45/0.8=0.56A。

第三、動(dòng)作時(shí)間 time：當(dāng)電流是5A 時(shí) ，SMD2920P075TF和SMD2920P100TF動(dòng)作時(shí)間小于1S進(jìn)行動(dòng)作，但為了盡快的對(duì)過電流進(jìn)行保護(hù)，我們一般推薦選擇動(dòng)作時(shí)間較短時(shí)間的SMD2920P075TF。

編輯：黃飛