Pamatzināšanas par PTC

PTC ir pozitīvā temperatūras koeficienta saīsinājums, kas parasti attiecas uz pusvadītāju materiāliem vai komponentiem ar lielu pozitīvu temperatūras koeficientu. Parasti, pieminot PTC, mēs runājam par pozitīvā temperatūras koeficienta termistoriem, ko parasti sauc par PTC termistoriem. PTC termistori ir pusvadītāju rezistoru veids ar temperatūras jutību, un, kad temperatūra pārsniedz noteiktu slieksni (Kirī temperatūra), to pretestība strauji palielinās, paaugstinoties temperatūrai.

Keramikas materiāli parasti tiek izmantoti kā lieliski izolatori ar augstu pretestību. Keramikas PTC termistori ir izgatavoti, izmantojot bārija titanātu kā pamatni un leģēti ar citiem polikristāliskiem keramikas materiāliem, kā rezultātā ir zemāka pretestība un pusvadītāju īpašības. To panāk, apzināti leģējot ķīmisko elementu ar augstāku valenci kā kristāla režģa punktu. Daļa no bārija joniem vai titanāta joniem režģī tiek aizstāti ar augstākas valences joniem, radot noteiktu skaitu brīvo elektronu, kas veicina elektrovadītspēju.

PTC (Positive Temperature Coefficient) efekta, ti, pēkšņas pretestības pieauguma cēlonis ir materiāla struktūrā, kas sastāv no daudziem maziem mikrokristāliem. Šo kristālu saskarnēs, kas pazīstamas kā graudu robežas, veidojas barjeras, kas kavē elektronu kustību blakus esošajos reģionos. Tā rezultātā pretestība kļūst augsta. Šis efekts tiek kompensēts zemās temperatūrās augstās dielektriskās konstantes un spontānās polarizācijas stiprības dēļ pie graudu robežām, kas novērš barjeru veidošanos un ļauj elektroniem brīvi plūst. Tomēr augstās temperatūrās dielektriskā konstante un polarizācijas stiprums ievērojami samazinās, izraisot barjeru un pretestības strauju pieaugumu, parādot spēcīgu PTC efektu.

Svēršana un sajaukšana: Materiāli, piemēram, bārija karbonāts, titāna dioksīds un citas piedevas, tiek precīzi nosvērti un sajaukti, lai sasniegtu nepieciešamās elektriskās un termiskās īpašības.

1. Mitrā slīpēšana: Maisījums tiek slapjā malšanā, lai izveidotu viendabīgu pastu.

2. Dehidratācija un žāvēšana: pēc tam pasta tiek dehidrēta un žāvēta, lai noņemtu lieko mitrumu.

3. Sausā presēšana: Žāvētais materiāls tiek sausi presēts dažādās formās, piemēram, diskos, taisnstūros, gredzenos vai šūnveida struktūrās.

4. Saķepināšana: presētās sagataves tiek saķepinātas augstā temperatūrā (apmēram 1400 grādi), lai veidotu keramikas sastāvdaļas.

5. Elektrodu pielietojums: uz keramikas komponentu virsmas tiek uzklāti elektrodi, lai padarītu tos vadošus.

6. Pretestības šķirošana: komponentiem tiek veikta pretestības šķirošana, lai tās klasificētu, pamatojoties uz to pretestības vērtībām.

7. Stiepļu savienošana: atkarībā no galaprodukta struktūras tiek veikta stiepļu savienošana, lai savienotu sastāvdaļas.

8. Izolācijas iekapsulēšana: komponenti ir iekļauti izolācijas materiālā aizsardzībai.

9. Montāža: sastāvdaļas tiek samontētas, un, ja nepieciešams, tās tiek ievietotas aizsargapvalkos.

10. Izturības sprieguma pārbaude: samontētajiem PTC termistoriem tiek veikta sprieguma izturības pārbaude, lai nodrošinātu to elektrisko drošību.

11. Pretestības pārbaude: PTC termistoru pretestība tiek pārbaudīta, lai pārbaudītu to veiktspēju.

12. Galīgā pārbaude: tiek veikta visaptveroša pārbaude, lai novērtētu PTC termistoru vispārējo funkcionalitāti.

13. Iepakojums: pārbaudītie un apstiprinātie PTC termistori ir iepakoti nosūtīšanai.

14. Uzglabāšana: iepakotie PTC termistori tiek uzglabāti piemērotā vidē, līdz tie tiek izplatīti vai izmantoti dažādos lietojumos.

PTC termistori uzrāda no temperatūras atkarīgu attiecību starp pretestību un temperatūru, ko parasti sauc par pretestības-temperatūras (RT) raksturlielumu. RT raksturlielums apraksta PTC termistora nulles jaudas pretestības atkarību no tā temperatūras noteiktā sprieguma apstākļos.

Nulles jaudas pretestība attiecas uz PTC termistora pretestības vērtību, mērot noteiktā temperatūrā ar ļoti zemu pielietoto jaudu, kas ir tik zema, ka pretestības izmaiņas, ko izraisa jaudas izkliede, var neņemt vērā. Nominālā nulles jaudas pretestība ir vērtība, kas mērīta 25 grādu apkārtējās vides temperatūrā.

 

 

 

• Rmin: minimālā pretestība

• Tmin: Temperatūra Rmin

• Rtc: 2 reizes Rmin

• Tc:

Galvenais parametrs, kas raksturo RT raksturlīknes kvalitāti, ir temperatūras koeficients ( ), kas atspoguļo RT līknes stāvumu. Augstāks temperatūras koeficients ( ) norāda, ka PTC termistors ir jutīgāks pret temperatūras izmaiņām, kā rezultātā PTC efekts ir izteiktāks. Citiem vārdiem sakot, augstāks temperatūras koeficients nozīmē labāku veiktspēju un ilgāku kalpošanas laiku PTC termistoram.

PTC termistora temperatūras koeficients ( ) ir definēts kā relatīvās pretestības izmaiņas, ko izraisa temperatūras izmaiņas. To var aprēķināt, izmantojot formulu:=(log(R2) - log(R1)) / (T2 - T1)

Parasti T1 tiek pieņemts kā Tc + 15 grāds, un T2 tiek uzskatīts par Tc + 25 grādu, kur Tc ir PTC termistora Kirī temperatūra.

 

VI Raksturīgs

 

Sprieguma-strāvas (VI) raksturlielums, kas pazīstams arī kā strāvas-sprieguma raksturlielums vai vienkārši VI raksturlielums, ilustrē savstarpējo atkarību starp spriegumu un strāvu PTC termistorā, kad tas sasniedz termisko līdzsvaru elektriskās slodzes apstākļos.

 

 

 

• Ik: Darba strāva pie pielietotā sprieguma Vk

• Ir: atlikušā strāva, kad tiek pielietots Vmax

• Vmax: maksimālais spriegums

• VN: normāls spriegums

• VD: sadalījuma spriegums

PTC termistora VI raksturlielumu parasti var iedalīt trīs reģionos:

Lineārais reģions (0-Vk): šajā reģionā attiecības starp spriegumu un strāvu atbilst Ohma likumam, un nav būtisku nelineāru izmaiņu. To sauc arī par nedarbības apgabalu, jo PTC termistora pretestībā nav manāmas izmaiņas.

Pārejas reģions (Vk-Vmax): šajā reģionā, kas pazīstams kā pārejas vai pārslēgšanas apgabals, PTC termistora pretestība strauji mainās pašsasilšanas dēļ. Palielinoties spriegumam, strāva samazinās, kā rezultātā PTC termistors pārslēdzas no zemas pretestības stāvokļa uz augstas pretestības stāvokli. Šis reģions tiek saukts arī par darbības reģionu.

Sadalījuma reģions (VD un augstāks): šajā reģionā, kas pazīstams kā pārrāvuma vai izslēgšanas apgabals, strāva palielinās, palielinoties spriegumam. PTC termistora pretestība eksponenciāli samazinās, kā rezultātā palielinās strāvas stiprums augstākiem spriegumiem. Tā rezultātā PTC termistora temperatūra paaugstinās, izraisot turpmāku pretestības samazināšanos. Galu galā tas var izraisīt termisku bojājumu vai PTC termistora atslēgšanos.

VI raksturlielums ir svarīga atsauce aizsardzībai pret pārslodzi, ko nodrošina PTC termistori. Tas palīdz noteikt termistora uzvedību dažādos sprieguma un strāvas apstākļos, nodrošinot efektīvu aizsardzību pret pārmērīgu strāvas plūsmu.

Strāvas laika raksturlielums attiecas uz PTC termistora raksturlielumiem, kur strāva mainās laika gaitā sprieguma pielikšanas laikā.

Ja sākotnēji PTC termistoram tiek pieslēgts spriegums, strāvu šajā brīdī sauc par sākuma strāvu. Kad PTC termistors sasniedz termisko līdzsvaru, atlikušo strāvu sauc par atlikušo strāvu.

Pie noteiktas apkārtējās vides temperatūras, kad PTC termistoram tiek pievadīta sākotnējā strāva (nodrošinot, ka tā ir darba strāva), laiku, kas nepieciešams, lai strāva samazinās līdz 50% no palaišanas strāvas, tiek saukts par reakcijas laiku vai reakcijas laika konstanti. Strāvas laika raksturlīkne ir svarīga atsauce dažādiem PTC termistoru lietojumiem, piemēram, automātiskai atmagnetizācijai, aizkavētai palaišanai un pārslodzes aizsardzībai.