PTC材料及PTC電熱元件

無(wú)線風(fēng)箏

PTC是Positive Temperature Coefficient 的縮寫(xiě),意思是正的溫度系數(shù),泛指正溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)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(jiǎn)稱PTC熱敏電阻. fficeffice" />

+ V& e" m) [1 Q) W, C

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

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(jī)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(dòng)消磁用PTC熱敏電阻

, J0 \& m2 B! A% X

                                   延時(shí)啟動(dòng)用PTC熱敏電阻

: s; U/ y5 X |# C/ y- s

                                   恒溫加熱用PTC熱敏電阻

                                   過(guò)流保護(hù)用PTC熱敏電阻

7 C$ R1 w2 Y# e+ Q

                                   過(guò)熱保護(hù)用PTC熱敏電阻

                                   傳 感 器用PTC熱敏電阻

& p/ V J' A3 n" w) o* O% d' L; @ l

一般情況下,有機(jī)高分子PTC熱敏電阻適合過(guò)流保護(hù)用途,陶瓷PTC熱敏電阻可適用于以上所列各種用途 。

! p0 m2 a* T. c+ O

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(jìn)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(guān),而與環(huán)境溫度基本無(wú)關(guān). 

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(shè)計(jì)的加熱元件件.在中小功率加熱場(chǎng)合, TC加熱元件具有恒溫發(fā)熱,、無(wú)明火,、熱轉(zhuǎn)換率高、受電源電壓影響極小,、自然壽命長(zhǎng)等傳統(tǒng)發(fā)熱元件無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì), 在電熱器具中的應(yīng)用越來(lái)越受到研發(fā)工程師的青睞. 

恒溫加熱PTC熱敏電阻可制作成多種外形結(jié)構(gòu)和不同規(guī)格,常見(jiàn)的有圓片形,、長(zhǎng)方形、長(zhǎng)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(gòu)件進(jìn)行組合可以形成各種形式的大功率PTC加熱元件. 

( G9 M$ e9 A W" M/ A

PTC加熱元件按傳導(dǎo)方式分 

! `" d2 l" n7 ^% `, q, i- X! K

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

; H! y/ t2 i6 b

(2)以所形成的熱風(fēng)進(jìn)行對(duì)流式傳熱的各種PTC陶瓷熱風(fēng)器.其特點(diǎn)是輸出功率大,并能自動(dòng)調(diào)節(jié)吹出風(fēng)溫和輸出熱量,。 

(3)紅外線輻射加熱元件.其特點(diǎn)實(shí)際利用PTC元件或?qū)�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(yuǎn)紅外涂料或遠(yuǎn)紅外材料使之輻射出紅外線,便構(gòu)成了PTC陶瓷紅外輻射加熱元件。 

$ j* y9 { @ G% w

PTC加熱元件按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分 

, ?( {: D0 d+ `9 n

(1)普通實(shí)用型PTC陶瓷加熱元件.這類器具主要有: 電熱蚊藥驅(qū)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(diǎn)是功率不大,，但熱效率高很實(shí)用。 

(2)自動(dòng)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(diǎn)是自動(dòng)保溫、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、 恒溫特性好,、熱效率高、使用環(huán)境溫度范圍寬,。 

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

應(yīng)用設(shè)計(jì) 

利用恒溫加熱PTC熱敏電阻的恒溫加熱原理特性,可以設(shè)計(jì)應(yīng)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(fù)離子燙發(fā)器,、美容美發(fā),、按摩器、蚊機(jī),、滅蚊器,、驅(qū)蚊器、蚊香機(jī),、加香器,、香水器、膠槍,、熱熔膠槍,、洗腳加熱、過(guò)膠機(jī),、保溫,、保溫杯、煮水,、開(kāi)水器、咖啡 機(jī),、咖啡保溫,、咖啡加熱元件、飲水機(jī),、冷熱飲水機(jī),、熱奶、熱奶器,、熱水器,、淋浴加熱、電熱蚊藥驅(qū)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(fēng)機(jī)、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(jī),、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(dǎo)尿管,、暖手,、暖腳器、 烘手器,、棉花糖機(jī),、按摩器、液化氣瓶加熱,、小型溫風(fēng)取暖器,、電吹風(fēng)、暖房機(jī),、烘干機(jī),、干衣柜、干衣機(jī),、工業(yè)烘干設(shè)備,、火車機(jī)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(shè)備,、家用電器,、日用電器、小家電......等等,。

PTC熱敏電阻主要參數(shù)

* b F8 P' r" ^

額定零功率電阻 R25

零功率電阻,是指在某一溫度下測(cè)量PTC熱敏電阻值時(shí),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(jì). 額定零功率電阻指環(huán)境溫度ffice:smarttags" />25℃條件下測(cè)得的零功率電阻值.

6 E6 E e5 f7 k# h" C1 h

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.

! |( d5 q- J7 i8 k3 t

居里溫度 Tc：對(duì)于PTC熱敏電阻的應(yīng)用來(lái)說(shuō),電阻值開(kāi)始陡峭地增高時(shí)的溫度是重要的,我們將其定義為居里溫度.居里溫度對(duì)應(yīng)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(dǎo)致的電阻的相對(duì)變化.溫度系數(shù)越大,PTC熱敏電阻對(duì)溫度變化的反應(yīng)越靈敏.  α = (lgR2-lgR1)/lge(T2-T1)

1 {0 @+ |) T5 G: A" W8 x. o

表面溫度 Tsurf：表面溫度Tsurf是指當(dāng)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(dá)較長(zhǎng)時(shí)間時(shí),PTC熱敏電阻表面的溫度.

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

動(dòng)作時(shí)間 ts：環(huán)境25℃條件下,給PTC熱敏電阻加一個(gè)起始電流(保證是動(dòng)作電流),通過(guò)PTC熱敏電阻的電流降低到起始電流的50%時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間就是動(dòng)作時(shí)間.

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

( E$ d, ~" I- n# v C

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(guò)最大電流時(shí)PTC熱敏電阻將會(huì)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.

, N4 T( E+ ?4 j/ F' P9 \ Y7 h

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(duì)同一產(chǎn)品而言,環(huán)境溫度越高,最大工作電壓值越低.

4 m1 W% g3 L E }

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(shí)將會(huì)擊穿失效.

PTC熱敏電阻制造流程

4 [; E: o' F& m* w0 u

將能夠達(dá)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(zhǎng)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(jié)成陶瓷,然后上電極使其金屬化,根據(jù)其電阻值分檔檢測(cè). 按照成品的結(jié)構(gòu)形式釬焊封裝或裝配外殼,之后進(jìn)行最后的全面測(cè)量.

9 I8 G1 r; T. r8 I! @' U' K8 P0 m5 n

     稱量    ?    球磨    ?   預(yù)燒結(jié)   ?    造粒    

8 l! J3 w& ]9 l7 _" C, \% ~

     ?    成型    ?    燒結(jié)    ?   上電極   ?    阻值分選

     ?    釬焊    ?  封裝裝配  ?    打標(biāo)志  ?    耐壓檢測(cè)

    ?  阻值檢測(cè)  ?  最終檢測(cè)  ?    包裝    ?    入庫(kù)