自恢復保險絲與一次性保險絲異同比較

　　一．結構比較：
　　一次性保險絲一般由三部分組成：
　　1. 主體是低熔點的金屬絲或者金屬薄片制成的熔體，是熔斷器核心。
　　2. 電極端頭：連接電路與熔體，具良好導電性。
　　3. 支架：固定熔體并使三部分成為剛性的整體
　　自恢復保險絲（自恢復保險絲分為聚合物PPTC和陶瓷CPTC兩類，以下本文介紹的均為聚合物PPTC）是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。在正常操作下聚合樹脂緊密地將導電粒子束縛在結晶狀的結構外，構成鏈狀導電電通路，正常狀態下的自復保險絲阻值很低（幾十毫歐~幾歐）。

　　二．自恢復保險絲原理比較
　　自恢復保險絲                    一次性保險絲 　　正常狀態   Trip狀態        正常狀態   Trip狀態
　　圖1. 保險絲動作原理
　　如圖1所示，對于自恢復保險絲來說，正常工作時，流經的電流所產生的熱能小，不會改變晶體結構。當線路發生短路或者過載時，大電流產生的熱量使聚合樹脂融化，基體膨脹，這使得碳黑顆粒分離，從而形成Trip的元素。當故障排除后，重新冷卻結晶，碳黑顆粒重新形成導電通道，恢復低阻。
　　而對于一次性保險絲，當電流過載或短路時，發熱量大于散熱量，熱量在熔體上逐步積累，一旦溫度上升到熔絲的熔點時，熔絲熔斷，電流被切斷，故障排除后，不可自恢復。 　　圖2. 自恢復保險絲動作曲線
　　具體來說，自恢復保險絲的動作原理是一種能量的平衡，當電流流過自恢復保險絲元件時，由于I2R的關系會產生熱量，而產生的熱量會部分散發至環境中，沒有散發出去的便會提高元件的溫度。
　　動作曲線如圖2所示：
　　Point1：當溫度較低時，產生的熱全部散發出去；
　　Point2：當電流過大或是環境溫度較高時，產生較多熱量，從而提高自恢復保險絲的溫度，在Point 2達到平衡；
　　Point3：當電流或環境溫度再提高時，自恢復保險絲會達到一個較高的溫度，在Point 3達到平衡（動作臨界點）；
　　Point3 ~ Point4：此時電流或環境溫度繼續增加，產生的熱量會大于散發的，使自恢復保險絲元件溫度速增。此階段，很小的溫度變化就會造成阻值大幅度提高。（動作區間：自恢復保險絲呈高阻狀態，限制電流通過以保護設備）

　　三．性能參數比較 　　表1.一次性保險絲與自恢復保險絲比較
　　一次性保險絲與自恢復保險絲主要區別如表1所示，大多數場合里，兩類產品性能還是有很多差異，特別是在內阻/動作時間/安全性能/自恢復性上存在明顯區別。
　　應用領域比較
　　兩者都可用來做電路的過電流保護，其使用的不少領域和場合有類似，有一部分場合這兩種產品都可以使用，還可以互相替換。例如在過流保護要求不太高的電池保護應用中這兩類產品都能各領風騷。
　　但在對某些IC等重要器件保護應用中，或電源的輸入/輸出端就只有一次性保險絲才有可能勝任其保護功能，這些部位對阻抗要求也較高。另外在一些一旦發生故障就必須停機檢修排除故障的場合，也要求使用一次性保險絲。
　　而一些必須避免因過熱而燒壞產品的場合，經常需要熱插拔操作的接口過流保護，可簡易排除故障，以及非器件故障導致的暫時性過電流的電路保護則選擇自恢復保險絲。
　　主要參數
　　主要參數介紹如下：
　　保持電流（IH）: 25℃ 環境溫度下能維持不動作的最大穩態電流。
　　動作電流（IT）: 25℃ 環境溫度下啟動保護的最小電流。
　　最大電壓（Vmax）: 在額定電流下能承受的最大電壓。
　　最大電流 （Imax）: 在額定電壓下能承受的最大電流。
　　動作時間（Ttrip）: 在指定電流下的最大動作時間。
　　功率損耗（Pd typ）: 動作狀態下所消耗的功率。
　　最小初始電阻（Rmin）: 常溫下產品最小阻值。
　　觸發后最大電阻（R1max）:回流焊接后或動作恢復后，靜置1小時之后的電阻值。
　　溫度降額：由于自恢復保險絲是一種熱敏感元件，任何環境溫度的波動都會影響元件的性能。如圖3所示：
　　A區描述自恢復保險絲動作時（高阻狀態）電流與溫度的關系；
　　B區描述自恢復保險絲在電路正常運行時電流與溫度的關系；
　　C區自恢復保險絲可能動作或保持在低電阻狀態（具體取決于元件的阻值和環境溫度） 　　圖3. 溫度降額圖
　　動作時間：圖4顯示自恢復保險絲在0℃至75℃的動作時間曲線。75℃時環境熱量輸入高于0℃，所以自恢復保險絲所需的額外功耗（I2R）相對較少，導致較小的動作電流就可以是自恢復保險絲在特定時間內啟動（或在給定的電流下更快動作）。過載電流越大或環境溫度越高，動作時間就越短。 　　圖4. 動作時間圖