热敏电阻特性及电路应用

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热敏电阻的特性是对温度敏感,不同温度下,电阻值不一样。

罗姆 ROHM 电阻器

热敏电阻电路符号

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热敏电阻实物图

1.热敏电阻分类

正温度系数热敏电阻(PTC):随着温度的升高,其阻值明显增大。利用该特性,PTC通常适用于具有自复位功能的保险丝以及加热器应用。

负温度系数热敏电阻(NTC):随着温度的升高,其阻值明显减小。利用该特性,NTC常用于温度补偿、温度控制系统和浪涌电流限制等。

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NTC与PTC温度阻值曲线

2.热敏电阻的参数

①额定零功率电阻值 R25 (Ω):根据国标规定,额定零功率电阻值是 NTC 热敏电阻在基准温度 25 ℃ 时测得的电阻值 R25,这个电阻值就是 NTC 热敏电阻的标称电阻值。通常所说 NTC 热敏电阻多少阻值,亦指该值。

②热敏指数B 值( K ):其定义为两个温度下零功率电阻值的自然对数之差与这两个温度倒数之差的比值,B值成型后就不变的,常用的 NTC 热敏电阻, B 值范围一般在 2000K ~ 6000K 之间。B值越大,温度变化时阻值变化越大。

③耗散系数(δ):在规定环境温度下, NTC 热敏电阻耗散系数是电阻中耗散的功率变化与电阻体相应的温度变化之比值。

④热时间常数(T):在零功率条件下,当温度突变时,热敏电阻的温度变化了始未两个温度差的 63.2% 时所需的时间,热时间常数与 NTC 热敏电阻的热容量成正比,与其耗散系数成反比。

⑤额定功率(P):在规定的技术条件下,热敏电阻器长期连续工作所允许消耗的功率。在此功率下,电阻体自身温度不超过其最高工作温度。

⑥最高工作温度Tmax:在规定的技术条件下,热敏电阻器能长期连续工作所允许的最高温度

3.热敏电阻电路应用

NTC在应用上一般分为测温热敏电阻(例1)和功率热敏电阻(例2)

例1:热敏电阻温度采样电路

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温度采样

例2:防浪涌电流(NTC广泛应用于电源输入)

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110V/220V双输入电源示意图

如图所示:RT1~RT4为热敏电阻通常放置的位置。对于同时兼容110Vac和220Vac输入的双电压输入产品,应该在 R1和 R2位置同时放两个 NTC热敏电阻,这样可使在 110Vac输入连接时和 220Vac 输入连接时的冲击电流大小一致,也可单独在 R3 或 R4 处放置一个NTC热敏电阻。对于只有220Vac输入的单电压产品,只需在R3或R1位置放1个NTC热敏电阻即可。

其工作原理如下:由于母线电容的存在,上电瞬间电流冲击非常大,在电源输入串接一个NTC热敏电阻器,常温下NTC热敏电阻具有较高的电阻值(即标称零功率电阻值),有效的起到了抑制浪涌电流的作用。上电后,由于NTC热敏电阻迅速发热、温度升高,其电阻值会在毫秒级的时间内迅速下降到一个很小的级别,一般只有零点几欧到几欧的大小,对工作电流没有影响,自身消耗的功率也可以忽略不计。相对于传统的固定阻值限流电阻而言,这意味着电阻上的功耗因为阻值的下降随之降低了几十到上百倍,因此这种设计非常适合对转换效率和节能有较高要求的产品,如开关电源。

断电后,NTC热敏电阻随着自身的冷却,电阻值会逐渐恢复到标称零功率电阻值,恢复时间需要几十秒到几分钟不等。下一次启动时,又按上述过程循环。

 

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