PTC热敏电阻基础篇：PTC热敏电阻的工作原理是什么?

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一、PTC热敏电阻特性

热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。

但需要注意的是： 热敏电阻在进出口环节不属于税目85.41项下的半导体器件。

PTC热敏电阻具有3个主要特性，电压-电流特性、电流-时间特性、电阻-温度特性。

1、电压-电流特性(V-I特性)

电压-电流特性即伏安特性，是指在25摄氏度静止空气中，夹在热敏电阻器引出端的电压与达到热平衡的稳态条件下的电流之间的关系。

PTC热敏电阻伏安特性大致可分为三个区域：在0-VK之间的区域称为线性区，此区域的电压和电流之间的线性变化不大，称为不动作区。在VK~Vmax之间的区域称为跃变区，此时由于PTC热敏电阻的自热升温、电阻值产生跃变，电流随着电压的上升而下降，也称为动作区。在VD以上的区域称为击穿区。

2、电流-时间特性(I-T特性)

电流-时间特性是指热敏电阻器在增加电压过程中，电流随着时间变化的特性。开始加电压瞬间的电流称为起始电流，平衡时的电流称为残余电流。

3、电阻-温度特性(R-T特性)

电阻-温度特性是指在规定电压下，一定温度范围内，PTC热敏电阻的零功率电阻值与电阻自身温度的关系，也就是说PTC热敏电阻的电阻值随着温度呈上升而增大。

二、PTC热敏电阻在电路中的工作原理

热敏电阻将长期处于不动作状态;当环境温度和电流处于c区时，热敏电阻的散热功率与发热功率接近，因而可能动作也可能不动作。热敏电阻在环境温度相同时，动作时间随着电流的增加而急剧缩短;热敏电阻在环境温度相对较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流。

1、ptc效应是一种材料具有ptc效应，即正温度系数效应，仅指此材料的电阻会随温度的升高而增加。如大多数金属材料都具有ptc效应。在这些材料中，ptc效应表现为电阻随温度增加而线性增加，这就是通常所说的线性ptc效应。

2、非线性ptc效应 经过相变的材料会呈现出电阻沿狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级的现象，即非线性ptc效应，相当多种类型的导电聚合体会呈现出这种效应，如高分子ptc热敏电阻。这些导电聚合体对于制造过电流保护装置来说非常有用。

3、高分子ptc热敏电阻用于过流保护高分子ptc热敏电阻又经常被人们称为自恢复保险丝，由于具有独特的正温度系数电阻特性，因而极为适合用作过流保护器件。热敏电阻的使用方法象普通保险丝一样，是串联在电路中使用。

当电路正常工作时，热敏电阻温度与室温相近、电阻很小，串联在电路中不会阻碍电流通过;而当电路因故障而出现过电流时，热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过开关温度(ts)时，电阻瞬间会剧增，回路中的电流迅速减小到安全值.为热敏电阻对交流电路保护过程中电流的变化。热敏电阻动作后，电路中电流有了大幅度的降低，t为热敏电阻的动作时间。由于高分子ptc热敏电阻的可设计性好，可通过改变自身的开关温度(ts)来调节其对温度的敏感程度，因而可同时起到过温保护和过流保护两种作用，如kt16-1700dl规格热敏电阻由于动作温度很低，因而适用于锂离子电池和镍氢电池的过流及过温保护。环境温度对高分子ptc热敏电阻的影响 高分子ptc热敏电阻是一种直热式、阶跃型热敏电阻，其电阻变化过程与自身的发热和散热情况有关，因而其维持电流(ihold)、动作电流(itrip)及动作时间受环境温度影响。当环境温度和电流处于a区时，热敏电阻发热功率大于散热功率而会动作;当环境温度和电流处于b区时发热功率小于散热功率，高分子ptc热敏电阻由于电阻可恢复，因而可以重复多次使用。

三、如何测量PTC热敏电阻

用万用表测量热电阻阻值，只要判定热电阻没有短路，也没有断路，电阻值是随温度变化而变化，即可认为热电阻是好的。切记：这种方法是不能作为热电阻质量判定依据。

一般热电阻有铜电阻、铂电阻、热敏电阻。对铜电阻、铂电阻而言：

如果测量电阻两端，开路了就是坏的!如果没有开路，但阻值很大，也是坏的!或者是把热电阻置入热水中，阻值没有变化的，也是坏的。

1. 用万用表的电阻档测得电阻信号。

2. 假定为PT100： 在0 摄氏度时为100 欧姆，在20度时为107.7935 欧姆。微分电阻约为：0.39欧姆/摄氏度。根据现场环境温度，自己算一下电阻值应为多少，然后用万用表电阻档测一下即可，然后用打火机加热下热电阻，看其阻值是否上升。

3. 热电阻精度等参数是需要专门仪器来检测的，万用表只能检测好坏。也就是说，作为用户，只要判定热电阻没有短路，也没有断路，电阻值随温度变化而变化，即可认为热电阻是好的。

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