PTC特性和各种使用条件对PTC加热元件的影响

PTC特性和各种使用条件对PTC加热元件的影响时间: 03-21 11:39阅读: 1338次*温馨提醒: 单击图像可放大高清图片简介: PTC特性和各种使用条件PTC发热元件的影响1. PTC特性: 1.电阻温度特性. Rmax是最大电阻，Rmin是最小电阻，R25是常温电阻，Tmin是最小电阻对应温度，Tsw是开关温度，Ts是加热表面温度，Tmax最大电阻对应于温度. 当PTC热敏电阻的温度升高到高于开关温度Tsw时，其电阻将迅速增加1000倍以上. 2.当前时间特征. PTC热敏电阻的初始电阻相对较小，因此，当对其施加稳定的电压时，将会出现相对较大的初始电流. 然后，PTC的温度上升，电流达到最大电流. 然后，PTC热敏电阻的电阻随电流的增加而减小，最后减小至稳定值. 从另一个角度来看，PTC具有相对较大的初始电流，这会加快PTC的加热速率，并有利于尽快稳定温度. 3.功率稳定. 对于相同的PTC加热元件，其稳定功率随散热条件的不同而变化. 相关材料的导热系数，绝缘层的厚度以及导热表面之间的间隙都会影响散热，从而影响稳定的功率. 有关各种因素对PTC稳定功率的影响，请参见“热平衡”部分中的详细说明.

另外，当减小PTC片的厚度时，加速了热传导，从而增加了功率. 散热更快时，PTC的稳定功率可能比散热慢时的稳定功率大几十倍. PTC加热元件的开关温度越高，稳定功率越大. 大多数新用户都要求PTC制造商提供PTC加热元件的功率数据，但是应该知道功率随散热条件而变化. 在一定电压下，PTC加热元件的初始功率和最大功率基本上不受散热条件的影响. 但是，稳定功率取决于应用的散热条件. 尽管PTC的初始功率在不同的工作电压下会有所不同，但稳定功率并没有太大的不同. 4.热量和热量之间的平衡. 散热与散热之间的平衡意味着PTC的加热功率与冷却功率一致，并且PTC在一定温度下相对稳定. 以下是各种因素对PTC热平衡的影响的. 散热功率P（dis）= H *（Ts-Te）H是散热系数，它取决于用于传热的金属材料，绝缘材料，绝缘材料的厚度以及条件的热导率接触面，散热面的大小，形状，冷却气流，水流等. 金属的导热系数相对较大，约为绝缘材料的10至100倍. 因此，绝缘材料对热导率的影响更大. 风吹时ptc温度曲线，PTC发热体的散热系数H将增加5〜10倍. Ts是PTC加热元件的表面温度，Te是环境温度.

散热功率与Ts和Te之间的差成正比. 当加热功率和散热功率相等时，热量的产生和散热达到平衡，并且PTC的温度不再变化. 加热功率曲线与散热功率曲线的交点是加热与散热的平衡点，它决定了PTC加热元件的温度和加热功率. 当温度低于交点温度时，加热功率大于散热功率，PTC温度升高. 当温度高于交叉点温度时，加热功率小于散热功率，PTC温度自动降低以保持温度恒定. 但是，如果散热速度非常慢，则加热曲线和散热曲线之间就没有交点，加热功率总是大于冷却功率，并且PTC无法达到平衡，从而导致PTC发生热击穿. 因此，在使用PTC加热元件时，PTC应该能够很好地散热，以防止PTC击穿. 为了获得更大的功率，应该增加散热量，或者选择更高的开关温度，选择更低电阻的PTC或更低的环境温度. 在大多数情况下，我们需要PTC加热体具有一定的表面温度，而不是一定的功率. 目前，我们不必考虑其功能. 在空气加热和开水的情况下，我们应该更多地考虑加热功率. 二，各种条件对PTC加热元件的影响1.表面温度. 电压的影响: 在散热平衡图中，如果PTC在正常工作点B工作，则工作电压对PTC的表面温度影响很小.

具有优异性能和适当电阻的PTC加热片将电压提高2倍，并使表面温度提高约10°C. 如果PTC电阻随温度变化太慢且性能不佳，则在正常工作点B处，电压变化将对其表面温度产生更大的影响，这不利于同时使用不同的电压. 当PTC加热元件处于工作点A时（例如工作电压太低，PTC电阻太大，散热太快等）ptc温度曲线，电压对表面温度的影响更大. 对于电压过低或PTC电阻过大的情况，应避免使用；对于仅强调输出功率的情况，散热可以迅速增加输出功率，而表面温度可以忽略不计. 当电压太高时，PTC加热板的工作点处于C段，温度将失控，表面温度将迅速升高，从而导致PTC发生热击穿. PTC常温电阻的影响: 降低PTC电阻的影响类似于增加工作电压的影响. 在工作点B，电阻降低，表面温度略微升高. 但是，如果PTC电阻太大而工作点在A部分中，则PTC电阻的变化将对表面温度产生更大的影响. 如果PT C的电阻太小，则工作点可能会在C点，并且PTC加热板容易发生热击穿. 如果PTC电极的制造存在问题，则可能会出现错误的电阻，即，成品PTC的电阻远大于陶瓷体的电阻，那么电阻对表面温度的影响将被掩盖. 错误的电阻现象，因此无法确定表面温度与电阻的变化关系.

散热的效果: 在工作点B，散热加快，表面温度略有下降. 但是，由于散热速度太快，因此工作点位于A部分. PTC散热对表面温度的影响更大. 当散热速度太慢且工作点位于C区时，PTC会热击穿. 开关温度的影响: 在工作点B，开关温度的降低或升高将导致PTC加热板的表面温度降低或升高. 这是改变PTC加热元件表面温度的最常用方法. 但是，当开关温度接近室温时，仅通过降低开关温度就难以降低表面温度. 必须同时增加PTC的常温电阻，以使表面温度下降. 当使用PTC加热片组装模块时，模块的温度和加热片的温度之间会有间隙. 通常该间隙在10〜40℃之间. 影响组件与散热器之间温差的因素有: 组件的外部散热条件（组件外部的散热快，温度差大），PTC与组件之间的散热（散热快，温度差小），加热温度和环境温度之间的差（此温度差大，组件和加热片之间的温度差大）和组装方法. 加热板与部件之间的导热差，绝缘材料太厚，绝缘材料的导热系数小，部件表面与加热板之间的距离较远， P TC加热板的加热面积和散热面积相对较小，并且部件表面的散热相对较小更快，部件的表面温度下降更多. 2.最大电流（冲击电流）PTC电阻的影响: 从电流-时间曲线可以看出，当在PTC加热元件上施加固定电压时，电流比在初始阶段相对较大.

当电流达到最大值时的电流为最大电流. 电阻越小，最大电流越大. 如果需要并联多个PTC，则最大电流会更大，可能会超过电流的允许电流. 在这种情况下，应选择电阻较大的PTC加热片. 有时，如果要求加热板的加热速度更快，则应选择电阻较小的加热板. 然而，如果PTC加热元件具有错误的电阻，则不能确定最大电流与电阻之间的关系. 最小电阻的影响: 在PTC电阻-温度曲线中，引入了常温电阻R25和最小电阻Rmin. R25 / Rmin之比越大，最大电流越大. 对于开关温度较高的PTC，R25 / Rmin之比往往比开关温度较低的PTC大. 电压效应的影响: PTC的电阻是在较高的电压下测量的，该值小于在较低电压下的电阻，这称为电压效应. 电压效应越大，最大电流越大. 电阻匹配的效果. 具有不同电阻的加热板的电流时间曲线不同，达到最大和最大电流的时间也不同. 当并联使用多个PTC加热板时，如果每个板的电阻相差很大，则最大电流的峰值将变得平坦，并且最大电流小于闭合电阻时的最大电流. 但是，如果PTC加热元件不是在室温下加热，而是在较高温度下通电，尤其是在RT曲线的Tmin温度下，则组装在一起的每个PTC的电阻均为最小值，即最大电流. 不会变平，并且组件的最大电流会很大.

单芯片PTC的估计最大电流. I max = A * U / R25其中I max是最大电流A是与材料切换温度，生产公式和过程有关的因素. 对于我公司生产的PTC加热片，A值基本符合下表中的经验值: 表面温度/℃50 100 150 200 250 300 A值1.1 1.5 1.8 2.5 3.8 6.0 3.加热（加热）速度. PTC电阻的影响: 在相同电压下，电阻越小，初始加热功率越大，加热速度越快，达到最大电流和恒定表面温度的时间越短. PTC具有较大的虚假电阻的情况除外. 使用电压的影响: 对于相同的PTC加热片，电压越高，初始加热功率越高，加热速度越快，达到最大电流和恒定表面温度的时间越短. 部件导热的影响: 正常使用的PTC加热片在非强制性散热（例如吹气，直接浸入水中等）下可以在10到30秒内达到恒定的表面温度. 然而，如果将PTC加热片组装成部件，则部件达到恒定表面温度的时间要长得多. 最初使用PTC加热板的许多制造商，由于他们不了解PTC加热板的特性，因此没有注意导热问题，从而导致严重的导热. 导热不良的原因是: 导热面不均匀，气隙大，绝缘层厚.

导热系数低会降低功率传输的速度，并降低组件达到恒定表面温度所需的时间. PTC导热面积的影响: PTC导热面积的增加可以增加传导功率，并缩短组件达到恒定表面温度的时间. 对于相同的散热结构，使用更多的相同类型的发热片也可以缩短组件达到恒定表面温度的时间. 模块的热容量的影响: 如果模块的热容量增加，则温度升高时所需的热量增加，并且模块达到恒定表面温度的时间延长. 导热油脂的使用: 在PTC和电极垫之间或在其他导热表面之间涂抹导热油脂，以加快导热速度. 但是，导热油脂不应太稠，必须紧紧压紧接触表面. 4. PTC加热元件的选择方法. 选择常温电阻. 根据使用电压，加热速度，最大电流，加热面积，表面温度等要求，选择合适的常温电阻. 在需要快速加热和高功率的地方，电阻可以更小. 用于恒温加热的薄膜的电阻稍大. 用于延迟电路的加热元件应具有更大的电阻. 并联使用多个时，为防止电流过大，应选择更大的电阻，并同时使用大小电阻.

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