自恢復保險絲的工作原理、特點及參數

一.自恢復保險絲工作原理

自恢復保險絲是一種使用聚合物正溫度系數(PTC)材成的保險絲。它具有在過流或短路時自動切斷電路的功能，當電路故障解除后，會自動恢復導通狀態，無需手動更換保險絲。

自恢復保險絲工作原理：利用其材料的PTC性質，25°C常溫下維持比較小的電阻，一般小于1歐姆，當流過它的電流增大并超過材料額定電流從而導致溫度升高時，它的電阻會迅速增大，達到兆歐姆級別，這時流過它的電流非常小，類似于斷路狀態，從而保護后級電路。當電路負載恢復正常時，PTC材料的電阻降低到正常值以下，自恢復保險絲恢復導通狀態，電路繼續正常工作。

二.自恢復保險絲特點

自動恢復：當電路故障解除后，保險絲可以自動恢復導通狀態，無需手動更換保險絲。

過電流保護：自恢復保險絲可以有效地保護電路免受過電流傷害。

快速響應：自恢復保險絲的響應速度相對較快，可以在幾毫秒內切斷電路。

可靠性：比一次性保險絲更可靠，可以多次使用。

三.自恢復保險絲的重要參數

表1

可以對照上海雷卯SMD0805P系列規格書，了解主要參數值。

1、 I hold :也可以叫額定電流，25°C環境條件下，自恢復保險絲能夠持續通行的最大工作電流,低于這個電流保險絲維持較低的電阻。

圖1

同時要考慮工作溫度對Ihold影響

圖2

當溫度降低比25°C低時，I hold增大，當工作溫度升高時，I hold 減小。我們在設計使用自恢復保險絲電路時候，一定要把工作溫度考慮進去。

選擇自恢復保險絲時，根據電路中的負載電流，確保Ihold電流大于電路中的最大負載電流，但不得超過電路或設備的所能承載的額定值。

2. I trip :也叫觸發電流，25°C環境條件下，自恢復保險絲電阻開始變大的最小電流。這是自恢復保險絲開始工作的電流閾值，當電流超過I trip電流時，保險絲會進入高電阻狀態，切斷電路。也就是這個I trip 點是PPTC電阻由低到高的躍變點。

圖3

3. Vmax：也叫額定電壓，在25°C環境條件下，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，因為當后級電路短路時，電源的壓降都加在保險絲上面。

4. 動作時間：在25°C環境條件下，5倍I hold的電流下，保險絲電阻變到最大的時間。表一中Time既是動作時間，單位為S。

四. 自恢復保險絲常用電路

1. 電源過流保護電路

把自恢復保險絲串接在電源線輸入端上，后端如超過額定電流就會斷開。如圖3所示。

2.電路板對外輸出接口

比如對外輸出的USB接口，電源管腳串聯PPTC, 保護輸出電源。

3.電源防反接電路

當電路反接時，流過自恢復保險絲的電流比較大，從而使它的電阻變的比較大，切斷電路，保護后級電路。

4.IO防護電路

自恢復保險絲串接在IO信號線上，配合TVS管，防止浪涌損壞控制芯片。

五.自恢復保險絲選型

上海雷卯EMC小哥舉例說明如何選型：

某個電源需要靠進行過流保護設計，它的工作電壓是24V,工作電流最大450mA，工作環境溫度最高為50°C,要求在1.4A時實現保護，并且電路為5A時能夠在1S內進行保護。

假如我手邊有SMD2920系列的規格書，怎么選擇適合的那顆。

首先. 因為電源為24V ，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 值為實際標稱值的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、動作時間 time：當電流是5A 時 ，SMD2920P075TF和SMD2920P100TF動作時間小于1S進行動作，但為了盡快的對過電流進行保護，我們一般推薦選擇動作時間較短時間的SMD2920P075TF。

上海雷卯國產自主品牌貼片和插件PPTC 。

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

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

雷卯電子專業為客戶提供電磁兼容EMC的設計服務，提供實驗室做摸底免費測試。

審核編輯：湯梓紅