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自恢复保险的动作原理

发布者:管理员    日期:2024-01-22

自恢复保险丝PPTC Resettable Fuse)也被称为聚合物正温度系数热敏电阻(Polymeric Positive Temperature Coefficient)。其主要构成成分是不具备导电性能的高分子聚合物,以及具有高导电性的碳黑颗粒。在正常温度下,这些聚合物处于半结晶状态,而导电颗粒则相互接触,形成多个导电路径,从而提供低电阻。

自恢复保险丝的动作原理是一种能量的动态平衡。当电流通过PPTC且小于其额定保持电流(Ihold)时,PPTC会消耗一定的功率(P = I² R),但产生的热量速度并不会超过耗散热量的速度。因此,PPTC能够保持低电阻状态。然而,当大电流通过PPTC时,其产生热量的速度将超过耗散热量的速度。流过自恢复保险丝的电流由于电流热效应的关系产生热量时,产生的热会使高分子基体材料膨胀在这种情况下,高分子聚合物中的微晶体会熔化并变成无定形状态,导致体积膨胀,破坏导电颗粒之间的连接。这一过程减少了导电路径网络,使PPTC的电阻急剧上升,从而有效地限制异常过电流,为电路中的元件和设备提供保护。


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更为重要的是,当故障电流被排除后,PPTC中的高分子聚合物会逐渐冷却并收缩至原来的状态。在这个过程中,导电颗粒重新连接起来,PPTC也恢复至原始的低阻状态,重建导电通路。这种特性使自恢复保险丝能够在故障发生时自动切断异常电流,并在故障排除后迅速恢复到正常工作状态。





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