談PTC熱敏電阻PTC材料的三種基本特性

談PTC熱敏電阻PTC材料的三種基本特性

從應用的角度出發，通常把PTC材料的基本特性分爲：電阻-溫度特性、伏-安特性、電流-時間特性和熱特性。

1.2.1 电阻-温度特性（R-T）

電阻-溫度特性通常簡稱爲阻溫特性，指在規定的電壓下，PTC熱敏電阻零功率電阻與電阻溫度之間的依賴關系。
零功率電阻,是指在某一溫度下測量PTC熱敏電阻值時,加在PTC熱敏電阻上的功耗極低,低到因其功耗引起的PTC熱敏電阻的阻值變化可以忽略不計.額定零功率電阻指環境溫度25℃條件下測得的零功率電阻值.

表征阻温特性好坏的重要参数是温度系数α ,反映的是阻温特性曲线的陡峭程度。温度系数α越大，PTC热敏电阻对温度变化的反应就越灵敏，即PTC效应越，其相应的PTC热敏电阻的性能也就越好，使用寿命就越长。PTC热敏电阻的温度系数定义为温度变化导致的电阻的相对变化. α = (lgR2-lgR1)/(T2-T1)一般情况下，T1取Tc+15℃T2取Tc+25℃来计算温度系数。

1.2.2 伏-安特性（V-I特性）

電壓-電流特性簡稱伏安特性，它展示了PTC熱敏電阻在加電氣負載達到熱平衡的情況下，電壓與電流的相互依賴關系。
　 
PTC熱敏電阻的伏安特性大致可分爲三個區域：

在0-Vk之间的区域称为线性区，此间的电压和电流的关系基本符合欧姆定律，不产生的非线性变化，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，电流随着电压的上升而下降，所以此区也称动作区。在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。

1.2.3 电流-时间特性（I-t特性）

電流-時間特性是指PTC熱敏電阻在施加電壓的過程中，電流間變化的特性。開始加電瞬間的電流稱爲起始電流，達到熱平衡時的電流稱爲殘余電流。

環境溫度下,給PTC熱敏電阻加一個起始電流(是動作電流),通過PTC熱敏電阻的電流降低到起始電流的50%時經曆的時間就是動作時間.電流-時間特性是自動消磁PTC熱敏電阻、延時啓動PTC熱敏電阻、過載保護PTC熱敏電阻的重要參考特性。

1.2.4 与热效应有关的参数

耗散系数δ：热敏电阻器中功率耗散的变化量与元件相应温度变化量之比称为耗散系数，其单位为 W/℃.
耗散系数是表征PTC热敏电阻器与周围媒介进行热交换能力的一个参数， 也是PTC元器件应用中重要的参数之一。 在材料配方、工艺的前提下， PTC本身的居里温度、升阻比均基本不变， PTC器件的其它性能参数则由其结构、外壳及散热条件决定。耗散系数则是这些条件的综合表现。因此PTC元器件的动作时间、恢复特性等均与耗散系数有关。对于大功率发热件来讲，耗散系数就重要，它直接影响到功率输出。

當PTC熱敏電阻器兩端加上電壓時，由于功耗。電阻體溫度逐漸升高，同時向周圍媒質散發熱量直至電阻體的溫度達到穩定,此時消耗的功率擴散到媒質中.電阻器的功耗變化量△P與電阻體的溫度變化量△T之比就是耗散系數δ。
耗散系数对于加热器件的结构设计重要， 只要在器件结构上略加修改便可使电参数大为提高，很多工程师却长期被困扰在PTC材料和配方的研究上，这是可惜的。

热时间常数ε：表征元件对周围环境温度反应的快慢，当把PTC元件用作温度传感器时，这个参数重要。热时间常数定义为：在零功率条件下，当环境温度突变时， PTC热敏电阻的温度变化了其始末温差的63.2%所需要的时间，用ε表示。

熱容量C：使熱敏電阻器的溫度每升高1℃所需要的熱量，稱爲熱容量，單位J/℃，C=εδ

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