PTC热敏电阻及其应用研究

1、 132007.05PTC 热敏电阻及其应用研究李加升卜燕萍曾 静(益阳职业技术学院 湖南 益阳 413049摘 要:本文对 PTC 热敏电阻的电阻温度、 电压电流和电流时间三大特性进行了分析, 同时 介绍了 PTC 热敏电阻在自动消磁、 电机启动、 过流保护、 恒温加热、 灯丝预热等方面的应用 关键词:正温度系数 (PTC ; 热敏电阻; 特性; 应用; 中图分类号:TN373文献标识码:A 文章编号:1007-8320(2007 05-0013-02PTC THERMISTOR AND ITS APPLIED ANALYSISLi Jiasheng Pu Yanping Zengjing(

2、Yiyang Professional Technology Institute Hunan Yiyang 413049Abstract :The PTC thermistor resistance temperature, the voltage electric current and the electric current time three big char-acteristics has been carried on the analysis, at the same time this paper introduceds the PTC thermistor in the a

3、utomatic degaussing, the machinery startup, flowed protection, the constant temperature calefaction, the filament Warm-up and so on Key words :Positive Temperature Coefficient (PTC ;Thermistor;Characteristic;Application1PTC 热敏电阻的三大特性分析半导体热敏电阻器是利用半导体材料的电阻率随温度 变化的性质制成的温度敏感元件, 按其温度特性分为正温 度系数 (PTC 热敏电阻器

4、、 负温度系数 (NTC 热敏电阻电 阻器和临界温度系数(CTR 热敏电阻器等几类。 PTC 是 Positive Temperature Coefficient 的缩写, 实为正温度系数之 意, 它是一种以钛酸钡为主要成分的高技术半导体功能陶 瓷材料, 当温度达到某定值时, 其电阻值会显著增加, 特别是在居里温 度点附近电阻值跃升有 3 7个数量级。 利用其基本的电 阻温度特性、 电压电流特性与电流 -时间特性, PTC 系 列热敏电阻已广泛应用于家用电器产品中, 以达到自动消 磁, 过流保护, 电机启动, 恒温加热, 灯丝预热等作用。(1 电阻温度特性 (R T 特性电阻温度特性通常简称为

5、阻温特性, 指在规定的电 压下, PTC 热敏电阻零功率电阻与电阻体温度之间的依赖 关系。零功率电阻是指在某一温度下测量 PTC 热敏电阻 值时 , 加在 PTC 热敏电阻上的功耗极低, 低到因其功耗引 起的 PTC 图 1热敏电阻的阻值变化可以忽略不计, 额定零 功率电阻指环境温度 25条件下测得的零功率电阻值 . R-T 特性见图 1图 1PTC 热敏电阻器的电放温度曲线(2 电压电流特性 (V-I 特性电压电流特性简称伏安特性, 是指在 25摄氏度静止 空气中, 加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。它展示了 PTC 热敏电阻在 加电气负载达到热平衡的情况

6、下, 电压与电流的相互依赖 关系 V-T 特性见图 2PTC 热敏电阻的伏安特性大致可分为三个区域:本在 0-Vk 之间的区域称为线性区, 此间的电压和电流的关图 2系基本符合欧姆定律, 不产生明显的非线性变化, 也称不动 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, 电流随着电压的上收稿日期:2007-03-02作者简介:李加升 (1965- 、 男、 益阳职业技术学院副教授硕士, 研究方向:应用电子技术湖南农机HUNAN AGRICULTURAL MACHINERY 湖南农机 2007.05升而下降, 所以此区也称动作区。在

7、VD 以上的区域称为击穿区, 此时电流随着电压的上升而上升, PTC 热敏电阻的阻值呈指数型下降, 于是电压越高, 电流越大, PTC 热敏电阻的温度越高, 阻值越低, 很快导致 PTC 热敏电阻的热击穿。 伏安特性是过载保护 PTC 热敏电阻的重要参考特性。图 2(3 电流 -时间特性 I-T 特性见图 3电流 -时间特性是指热敏电阻器在施加电压过程中, 电流随时间的变化特性。 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。一定环境温度下, 给 PTC 热敏电阻加一个起始电流 (保证是动作电流 , 通过 PTC 热敏电阻的电流降低到起始电流的 50%时经历的时间就是动作时间。

8、电流 -时间特性是自动消磁 PTC 热敏电阻、 延时启动 PTC 热敏电阻、 过载保护PTC 热敏电阻的重要参考特性。图 32PTC 热敏电阻典型应用实例(1 日光灯的予热启动应用 PTC 热敏电阻器实现预热启动的方法可用于各种荧光灯电子镇流器、 电子节能灯中, 不必改动线路, 将适当的热敏电阻器直接跨接在灯管的谐振电容器两端, 可以变电子镇流器、 电子节能灯的硬启动为预热启动, 使灯丝的预热时间达 0.42秒 , 可延长灯管三倍以上。图 4是一应用 PTC 热敏电阻器实现预热启动的日光灯电路图, 刚接通开关时, Rt 处于常温态, 其阻值远远低于C2阻值, 电流通过 C1, Rt 自热温度超

9、过居里点温度 Tc 跃入高阻态, 其阻值远远高于 C2阻值, 电流通过 C1、 C2形成 回路导致 LC 谐振, 产生高压点亮灯管。图 4(2 彩电的自动消磁图 5是一彩电的自动消磁电路, 它由消磁线圈和一个 具有正温度系数 (PTC 的热敏电阻串联而成。消磁线圈安 置在彩电显像屏幕的框边上。自动消磁电路并接在彩色电视机的电源两引入线上, 当接通电网交流电, 起始时由于正向热敏电阻的阻值很小, 通过消磁线圈的交变电流幅度较大, 使正向热敏电阻的阻 值迅速上升, 从而通过消磁线圈的电流迅速衰减, 最后保持 在一个较小的数值上, 随之产生一个迅速衰减的交变磁场, 使荫罩板沿着由大到小的磁滞回线反复

10、磁化, 经过几个周 期后将使荫罩板的剩磁消除。由于每使用彩色电视机一 次, 就自动消磁一次。 较有效地消除了内、 外磁场的影响。图 5(3 电器设备的恒温加热图 6所示是一应用 PTC 热敏电阻实现恒温加热的电 饭锅电路, 当锅内温度高于 70时, 热敏电阻 PTC 阻值增 大晶体管 T1基极电位升高, T1导通, T2也导通, 晶闸管 VS 的触发极被 T2短路, 晶闸管 VS 阻断 , 保温加热器 R7不工 作。当锅温度低于 70,PTC 阻值变小, T1、 T2截止, R5、 C2及 R6组成移相电 路, 使晶闸管 VS 导通, 保温加热器 R7通电发热。 这样, 在 热敏电阻控制下,

11、锅内温度便维持在 70左右。 R5、 D 、 WD 及 C1组成的电路具有降压、 半波整流、 稳压及滤波功能, 可 为 T1、 T2提供直流电压。 R1、 R2及 PTC 是 T1的偏置电 路。 若调节 R2, 改变 T1的基极电位, 就可改变保温温度。图 6(下转第 25页 252007.05的, 回村后 Z 没有分到, 最后两个人醉酒后吵架, 后来村子 里人知道后不知何时消息传到派出所, 派出所已经三次到 两人家中搜查。为除此外,还有 G 从南方一次搞了 40多 万。另外 R 自然村的 E 从广洲搞到两颗宝石价值 17万, 后来广州警方追查到北湖村, 抓扑时胡把宝石仍到自家粪 池里, 最后

12、被判刑 15年。 为了深入了解内情我找到经常去 南方的 C , 他说:去南方偷的多为妇女、 老年和未成年, 抢劫 的为中青年, 刚开始去捡破烂的时候广州人对我们也挺好, 有时主动把破烂给我们, 后来我们不把他们当人看, 他们也 不把我们当人看, 现在和以前比情况严重了, 原来偷摸点小 东西, 现在直接抢劫, 访谈中 C 并不掩饰他自己多次偷盗, 并告诉我最多的一次他入室弄了几千元。 访谈中我发现造 成 Q 村到广州偷抢的原因有以下几点:一是本地基本无乡 镇企业, 也没有矿产资源, 农业成为唯一的生存来源, 因此 村民相对贫困落后。二是当地村民重男轻女, 超生现象严 重, 而当地计生部门只抓罚款

13、导致他们普遍认为只要搞到 钱就可以多生。三是基层政府工作方式粗暴, 村、 乡、 县形 成三级腐败网, 导致农民负担过重, 并激发仇富心理。 四是 教育环境差, 农村辍学率高, 村民素质不高, 法制观念淡薄。由上述分析中我们发现货币需求导致 Q 村部分村民挺 而走险, 村庄内的现有资源无法满足日益扩大的货币需求, 压力下的小农寻求非法手段的谋求个人财富。 先富群体刺 激着部分农民的货币需求欲望, 从而导致村庄内不稳定因 素增加, 也造成了南方地区日益严峻社会治安问题的。3危机治理初探Q 村呈现出的货币压力下的犯罪率激增问题要求我们 必须重视当下的乡村治理危机, 笔者认为应当从 “治理” 和 “善

14、治” 两个方面同时进行:“治理” 一词源于拉丁文和古希腊语, 意思是控制, 引导 和操纵。 治理与统治不同, 它指的是一种有公共目标支持的 活动, 活动管理的主题必须是政府 。治理的目的是在各种不同的制度关系中运用权力去引导、 控制、 规范公民的各种 活动, 以最大限度的增进公共利益。 Q 村的货币需求压力, 需要当地政府引导产业结构调整, 加大剩余劳动力转移, 加 快小城镇建设, 努力培育当地乡镇企业, 另外也需要上级政 府减轻村民的税费支出压力, 避免快速社会化过程中的成本 转嫁, 也就是要尽量减少把公共产品供给的压力转移给负担 过重的小农。同时当地政府也需要适当运用强制性权力严 厉打击盗

15、抢等犯罪问题, 加强当地普法知识宣传。“善治” 就是使公共利益最大化的社会管理过程, 他是 政府与公民对公共生活的合作管理, 实际上是国家的权力 向社会的回归。从 Q 村的实际情况来看, 农户可以成立自 发组织如:农民协会, 农村经济合作组织等, 被组织起来的 农户可以形成自己的利益表达机制, 一方面可以加强对地 方政府的监督, 对一些伤害农户的政府行为进行有效抗争, 另一方面通过成立自治组织可以完善村民自治体系, 丰富 农村政治生态多样化。 货币压力下的小农需要村民自治精 神的彻底落实, 民主监督, 民主决策, 民主管理, 不能仅仅是 一句口号, 只有不断完善村民代表会议制度, 才能调动农户

16、 的积极性, 才能形成地方行政系统与村民自治系统的良性 互动。(上接 14页 (4 电冰箱的电机启动图 7是一电冰箱电机启动电路, PTC 与压缩机电机启 动绕组串联, 常温下 PTC 的电阻值很小, 仅为 20欧左右, 相对电阻值较大的压缩机电机可近似于通路, 不影响压缩 机电机但在压的启动。缩机启动瞬间, 由于很大的启动电 流流经 PTC 时将产 生很多热量, PTC 电阻温度快速上升至 100后, PTC 式启动器的阻值猛增至很大 (几十千欧 , 这 个很大的阻值在压缩机启动电路中相当于断开, 从而使压 缩机电机启动绕组脱离工作, 完成启动任务。图 6(5 过流过热保护PTC 热敏电阻器可用于电子镇流器 (节能灯、 电子变 压器、 万用表、 智能电度表 等的过流过热保护, 直接串联在 负载电路中, 在线路出现异常状况时, 能够自动限制过电流 或阻断电流, 当故障排除后又恢复原态, 俗称 " 万次保险丝 将 PTC 热敏电阻器串联在电源回路中, 当电路处于正常状 态时, 流过 PTC 的电流小于额定电流, PTC 处于常态, 阻值 很小, 不会影响电子镇流器 (节能灯、 变压器、 万用表 等被 保护电路的正常工作。当电路电流大大超过额定电流时, PTC 陡然发热,