自恢復保險絲是一種過流保護的電子元件,采用高分子有機聚合物在高壓、高溫,硫化反應的條件下攙加導電粒子材料,經過特殊的工藝加工而成。傳統保險絲過流保護,僅能保護一次,燒斷了需更換,而自恢復保險絲具有過流過熱保護,自動恢復雙重功能。
自恢復保險絲的工作原理
自恢復保險絲由經過特殊處理的聚合樹脂(Polymer)及分布在里面的導電粒子(Carbon Black)組成。在正常情況下,聚合樹脂緊密地將導電粒子束縛在結晶狀的結構外,構成鏈狀導電通路,自恢復保險絲呈低阻狀態,流經自恢復保險絲的電流產生的熱能小,不會改變晶體結構。
當發生短路或過載時,流經自恢復保險絲的電流產生的熱量會使聚合樹脂融化,體積迅速增長,形成高阻狀態,工作電流迅速減小,從而對電路進行限制和保護。當故障排除后,自恢復保險絲重新冷卻結晶,體積收縮,導電粒子重新形成導電通路,恢復為低阻狀態,無須人工更換。
自恢復保險絲的分類
自恢復保險絲根據材料可分為聚合物高分子PPTC和陶瓷CPTC兩種,根據封裝形式又可分為引線插件和SMD貼片,還可以根據電壓分為600V、250V、130V、120V、72V、60V、30V、24V、16V、6V等。
聚合物PPTC的主要優點有:常溫零功率電阻可以作得很小,大電流產品只有幾個毫歐姆,在路功耗較小,可以忽略不計、體積相對較小。可串聯在易損電路內作過流保護、溫度保險絲用,阻值突變速度快,在幾ms數量級,熱容小,恢復時間短,耐沖擊,可循環保護達8000次之多。PTC可以作過溫度保險絲用,實現過流保護和過溫保護的雙重保護功能。
陶瓷CPTC的主要優點為制造容易,價格便宜,但電阻大、體積大、在路損耗大,有幾十至幾千Ω范圍,適宜作小電流過流保護,高溫過熱時易出現負阻效應(阻值變小)、保護速度慢,在上百ms的數量級、熱容大,恢復時間長,應用范圍相對較窄,不能應用于快速保護的電路、汽車線束保護、PCB線跡保護等,多應用于發熱器件、在某些小信號回路,不需要考慮損耗的地方可以選用。
自恢復保險絲在Arduion UNO中的過流保護
Arduino UNO可以用USB口直接供電。圖中黃色部分即為保險管,當UNO所需的電流大于500mA時,保險管會自動斷開,以防止損壞電腦。保險管帶自我恢復功能,當Arduino UNO所需要的5V電流恢復到允許的范圍內,保險管會自動恢復連接,繼續為Arduino UNO提供5V電壓。
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