【经验】分享PPTC自恢复保险丝为过流保护的首选方法

时间： 2021-10-07 来源：硕凯电子

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随着数据速率的增加、电路变得更小巧且更敏感，保护设备免受电路瞬变电压引起的损害就变得更加重要。 HDMI、USB和Display Port规范要求：最终用户可触及的带电连接器必须具有过流保护功能。过流保护器件必须在无需用户人工干预的情况下可自动复原，而且其预设置的触发阀值必须高于允许的瞬变电流，以防止误保护动作。

在各种高速接口应用中，PPTC器件已经证明了其有效性。与传统保险丝一样，它们也能在规定的阈值被超过后限制电流。但与保险丝不同的是，PPTC器件具有在故障清除和重新加电后的自恢复能力。 PPTC器件的低阻抗、快速响应时间和小外形因子等特性已经使得它在许多总线供电架构应用中成为过流保护的首选方法。

自恢复保险丝PPTC就是一种过流电子保护元件，采用高分子有机聚合物在高压、高温，硫化反应的条件下，搀加导电粒子材料后，经过特殊的工艺加工而成。自恢复保险丝（PPTC：高分子自恢复保险丝）是一种正温度系数聚合物热敏电阻，作过流保护用，可代替电流保险丝。电路正常工作时它的阻值很小（压降很小），当电路出现过流使它温度升高时，阻值急剧增大几个数量级，使电路中的电流减小到安全值以下，从而使后面的电路得到保护，过流消失后自动恢复为低阻值。

图 1 实物图

PPTC可恢复保险丝的动作原理是一种能量的动态平衡，流过PPTC元件的电流由于PPTC的关系产生热量，产生的热全部或部分散发到环境中，而没有散发出去的热便会提高PPTC元件的温度。

正常工作时的温度较低，产生的热和散发的热达到平衡。 PPTC元件处于低阻状态， PPTC不动作，当流过PPTC元件的电流增加或环境温度升高，但如果达到产生的热和散发的热的平衡时，PPTC仍不动作。当电流或环境温度再提高时， PPTC会达到较高的温度。若此时电流或环境温度继续再增加，产生的热量会大于散发出去的热量，使得PPTC元件温度骤增，在此阶段，很小的温度变化会造成阻值的大幅提高，这时PPTC元件处于高阻保护状态。当故障排除之后，PPTC元件很快冷却并将回复到原来的低电阻状态，这样又象一只新的PPTC元件一样可以重新工作了。

自恢复保险丝的优点：

1、有初始电阻值

2、一直处于高电阻状态直至故障被排除

3、自复保险丝由于尺寸更小其动作更快

4、自复保险丝还可以提供过流保护（多次）

5、自复保险丝寿命可以视为无限。

自恢复保险丝的应用领域：

PPTC元件可用于计算机及其外部设备、移动电话、电池组、远程通讯和网络装备、变压器、工业控制设备、汽车及其它电子产品中，起到过电流或过温保护作用。

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