PTC材料及PTC電熱元件

無線風箏

PTC是Positive Temperature Coefficient 的縮寫,意思是正的溫度系數(shù),泛指正溫度系數(shù)很大的半導體材料或元器件.通常我們提到的PTC是指正溫度系數(shù)熱敏電阻,簡稱PTC熱敏電阻. fficeffice" />

PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導體電阻,超過一定的溫度(居里溫度)時, 它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高.

' k2 M0 R% k3 Y, e5 g7 ]$ \

PTC熱敏電阻根據(jù)其材質(zhì)的不同分為:   陶瓷PTC熱敏電阻

                                   有機高分子PTC熱敏電阻

PTC熱敏電阻根據(jù)其用途的不同分為:   自動消磁用PTC熱敏電阻

                                   延時啟動用PTC熱敏電阻

                                   恒溫加熱用PTC熱敏電阻

' s( a5 L, i1 O! w

                                   過流保護用PTC熱敏電阻

                                   過熱保護用PTC熱敏電阻

1 c& {7 O1 M9 q9 V2 G8 {' |$ M

                                   傳 感 器用PTC熱敏電阻

1 E: }5 \. L* }5 ?7 z9 [4 V6 t

一般情況下,有機高分子PTC熱敏電阻適合過流保護用途,陶瓷PTC熱敏電阻可適用于以上所列各種用途 。

7 C8 h: y% i) i* ?

恒溫加熱PTC熱敏電阻具有恒溫發(fā)熱特性,其原理是PTC熱敏電阻加電后自熱升溫使阻值進入躍變區(qū),恒溫加熱PTC熱敏電阻表面溫度將保持恒定值,該溫度只與PTC熱敏電阻的居里溫度和外加電壓有關,而與環(huán)境溫度基本無關. 

5 A/ @( Z* A* r0 \

PTC加熱元件就是利用恒溫加熱PTC熱敏電阻恒溫發(fā)熱特性設計的加熱元件件.在中小功率加熱場合, TC加熱元件具有恒溫發(fā)熱,、無明火,、熱轉換率高、受電源電壓影響極小,、自然壽命長等傳統(tǒng)發(fā)熱元件無法比擬的優(yōu)勢, 在電熱器具中的應用越來越受到研發(fā)工程師的青睞. 

6 A( t# G( N, P/ y, c U

恒溫加熱PTC熱敏電阻可制作成多種外形結構和不同規(guī)格,常見的有圓片形,、長方形、長條形 ,、圓環(huán)以及蜂窩多孔狀等.把上述PTC發(fā)熱元件和金屬構件進行組合可以形成各種形式的大功率PTC加熱元件. 

PTC加熱元件按傳導方式分 

(1)以熱傳導為主的PTC陶瓷加熱元件.其特點是通過PTC發(fā)熱元件表面安裝的電極板(導電兼?zhèn)鳠?SPAN lang=EN-US>)絕緣層(隔電兼?zhèn)鳠?SPAN lang=EN-US>)導熱蓄熱板(有的還附加有導熱膠)等多層傳熱結構,把PTC元件發(fā)出的熱量傳到被加熱的物體上,。 

9 U v, s3 Z8 C+ y; [' g

(2)以所形成的熱風進行對流式傳熱的各種PTC陶瓷熱風器.其特點是輸出功率大,并能自動調(diào)節(jié)吹出風溫和輸出熱量。 

1 V- v% n( ]5 p' D5 F' ~7 O9 C" y

(3)紅外線輻射加熱元件.其特點實際利用PTC元件或導熱板表面迅速發(fā)出的熱量直接或間接地激發(fā)接觸其表面的遠紅外涂料或遠紅外材料使之輻射出紅外線,便構成了PTC陶瓷紅外輻射加熱元件,。 

* w+ } o3 |% d( d6 h# I- o" N9 N0 z

PTC加熱元件按結構特點分 

(1)普通實用型PTC陶瓷加熱元件.這類器具主要有: 電熱蚊藥驅蚊器,、暖手器、干燥器,、電熱板,、電燙斗、電烙鐵,、電熱粘合器,、卷發(fā)燙發(fā)器等.其特點是功率不大,，但熱效率高很實用。 

- N( n, g W& N

(2)自動恒溫型PTC加熱元件.這類器具主要有：小型晶體器件恒溫槽,、恒溫培養(yǎng)箱,、電子保溫瓶、 保溫箱,、保溫杯,、保溫盤、保溫柜,、保溫桌等,。其特點是自動保溫、結構簡單,、 恒溫特性好,、熱效率高、使用環(huán)境溫度范圍寬,。 

(3)熱風PTC加熱元件.這類熱風PTC加熱元件主要有：小型溫風取暖器,、電吹風、暖房機,、烘干機,、干衣柜、干衣機,、工業(yè)烘干設備等. 其特點是輸出熱風功率大,、速熱、安全,、能自動調(diào)節(jié)風溫和功耗,。 

5 g6 L Y( P' r; u

應用設計 

+ O5 Q7 K0 B( o% i

利用恒溫加熱PTC熱敏電阻的恒溫加熱原理特性,可以設計應用在直發(fā)器、發(fā)夾,、發(fā)夾板,、離子燙、燙發(fā),、燙發(fā)板,、陶瓷燙發(fā)板、發(fā)鉗,、卷發(fā)器,、電熱梳、美發(fā),、負離子燙發(fā)器,、美容美發(fā)、按摩器,、蚊機,、滅蚊器,、驅蚊器、蚊香機,、加香器,、香水器、膠槍,、熱熔膠槍,、洗腳加熱、過膠機,、保溫,、保溫杯、煮水,、開水器,、咖啡 機、咖啡保溫,、咖啡加熱元件,、飲水機、冷熱飲水機,、熱奶,、熱奶器、熱水器,、淋浴加熱,、電熱蚊藥驅蚊器,、暖手器,、干燥器、電熱板,、電燙斗,、電烙鐵、電熱粘合器,、卷發(fā)燙發(fā)器,、淋浴器、暖風機,、烘房,、電暖爐、電暖器,、冷暖空調(diào),、空調(diào)加熱、取暖器,、空氣加熱,、燙壺,、干鞋器、烘鞋器,、暖腳板,、電熱板、頻譜儀,、頻譜治 療,、理療器、紅外線加熱,、干衣機,、摩托車化油器、電熱加濕器,、電器儀表防潮加熱,、小型晶體器件恒溫槽、恒溫培養(yǎng)箱,、電子保溫瓶,、保溫箱、保溫杯,、保溫盤,、保溫柜、保溫桌,、電熱盤,、熱療儀、熱咖啡器,、蒸汽美容,、熔蠟器、蒸汽發(fā)生器,、增濕器,、加濕器、巧克力擠出器,、熱寶,、電烙鐵、針灸,、導尿管,、暖手、暖腳器,、 烘手器,、棉花糖機、按摩器、液化氣瓶加熱,、小型溫風取暖器,、電吹風、暖房機,、烘干機,、干衣柜、干衣機,、工業(yè)烘干設備,、火車機車電暖、模具加熱,、控制柜加熱防潮,、監(jiān)視器防潮、電烘箱,、電烤箱,、輸液寶、醫(yī)療設備,、家用電器,、日用電器、小家電......等等,。

1 O( y2 A8 D* \' a

PTC熱敏電阻主要參數(shù)

額定零功率電阻 R25

9 k+ H" e4 t3 t0 p( @

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(huán)境溫度ffice:smarttags" />25℃條件下測得的零功率電阻值.

最小電阻 Rmin：指PTC熱敏電阻可以具有的最小的零功率電阻值.

5 A# |% x! p! o7 I3 F0 n G2 {

居里溫度 Tc：對于PTC熱敏電阻的應用來說,電阻值開始陡峭地增高時的溫度是重要的,我們將其定義為居里溫度.居里溫度對應的PTC熱敏電阻的電阻 RTc = 2*Rmin.

溫度系數(shù) α：PTC熱敏電阻的溫度系數(shù)定義為溫度變化導致的電阻的相對變化.溫度系數(shù)越大,PTC熱敏電阻對溫度變化的反應越靈敏.  α = (lgR2-lgR1)/lge(T2-T1)

! _# o: Y: f' s/ f" O5 h

表面溫度 Tsurf：表面溫度Tsurf是指當PTC熱敏電阻在規(guī)定的電壓下并且與周圍環(huán)境間處于熱平衡狀態(tài)已達較長時間時,PTC熱敏電阻表面的溫度.

動作電流 Ik：流過PTC熱敏電阻的電流,足以使PTC熱敏電阻自熱溫升超過居里溫度,這樣的電流稱為動作電流. 動作電流的最小值稱為最小動作電流.

$ s2 b* Z+ ]+ Y& o4 g" E; l( ~

動作時間 ts：環(huán)境25℃條件下,給PTC熱敏電阻加一個起始電流(保證是動作電流),通過PTC熱敏電阻的電流降低到起始電流的50%時經(jīng)歷的時間就是動作時間.

不動作電流 INk：流過PTC熱敏電阻的電流,不足以使PTC熱敏電阻自熱溫升超過居里溫度,這樣的電流稱為不動作電流. 不動作電流的最大值稱為最大不動作電流.

' e6 v B3 H" m. \7 B& z7 t

最大電流 Imax：最大電流是指PTC熱敏電阻最高的電流承受能力.超過最大電流時PTC熱敏電阻將會失效.

殘余電流 Ir：殘余電流是在最大工作電壓Vmax下,熱平衡狀態(tài)下的電流.

最大工作電壓 Vmax：最大工作電壓是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下,允許持續(xù)地保持在PTC熱敏電阻上最高的電壓.對同一產(chǎn)品而言,環(huán)境溫度越高,最大工作電壓值越低.

. t3 ~! M' M; u. E4 N9 j/ } A

額定電壓 VN：額定電壓是在最大工作電壓Vmax以下的供電電壓.通常 Vmax = VN + 15%

擊穿電壓 VD：擊穿電壓是指PTC熱敏電阻最高的電壓承受能力.PTC熱敏電阻在擊穿電壓以上時將會擊穿失效.

3 X8 u5 m; p2 ^8 _7 u& f# g

PTC熱敏電阻制造流程

將能夠達到電氣性能和熱性能要求的混合物(碳酸鋇和二氧化鈦以及其它的材料)稱量,、混合、濕法研磨,脫水干燥后干壓成型制成圓片形,、長方形,、圓環(huán)形、蜂窩狀的毛坯.這些壓制好的毛坯在較高的溫度下(1400℃左右)燒結成陶瓷,然后上電極使其金屬化,根據(jù)其電阻值分檔檢測. 按照成品的結構形式釬焊封裝或裝配外殼,之后進行最后的全面測量.

     稱量    ?    球磨    ?   預燒結   ?    造粒    

     ?    成型    ?    燒結    ?   上電極   ?    阻值分選

) w- P/ h9 A6 |( d. \

     ?    釬焊    ?  封裝裝配  ?    打標志  ?    耐壓檢測

    ?  阻值檢測  ?  最終檢測  ?    包裝    ?    入庫