PTC材料及PTC電熱元件

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PTC是Positive Temperature Coefficient 的縮寫,意思是正的溫度系數,泛指正溫度系數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.

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PTC熱敏電阻根據其材質的不同分為:   陶瓷PTC熱敏電阻

                                   有機高分子PTC熱敏電阻

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PTC熱敏電阻根據其用途的不同分為:   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

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                                   過流保護用PTC熱敏電阻

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                                   過熱保護用PTC熱敏電阻

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                                   傳 感 器用PTC熱敏電阻

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 。

恒溫加熱PTC熱敏電阻具有恒溫發熱特性,其原理是PTC熱敏電阻加電后自熱升溫使阻值進入躍變區,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,而與環境溫度基本無關. 

PTC加熱元件就是利用恒溫加熱PTC熱敏電阻恒溫發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、自然壽命長等傳統發熱元件無法比擬的優勢, 在電熱器具中的應用越來越受到研發工程師的青睞. 

恒溫加熱PTC熱敏電阻可制作成多種外形結構和不同規格,常見的有圓片形、長方形、長條形 、圓環以及蜂窩多孔狀等.把上述PTC發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. 

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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發熱元件表面安裝的電極板(導電兼傳熱)絕緣層(隔電兼傳熱)導熱蓄熱板(有的還附加有導熱膠)等多層傳熱結構,把PTC元件發出的熱量傳到被加熱的物體上。 

(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,并能自動調節吹出風溫和輸出熱量。 

(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出的熱量直接或間接地激發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。 

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PTC加熱元件按結構特點分 

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(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、卷發燙發器等.其特點是功率不大，但熱效率高很實用。 

(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、使用環境溫度范圍寬。 

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(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、工業烘干設備等. 其特點是輸出熱風功率大、速熱、安全、能自動調節風溫和功耗。 

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應用設計 

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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器、發夾、發夾板、離子燙、燙發、燙發板、陶瓷燙發板、發鉗、卷發器、電熱梳、美發、負離子燙發器、美容美發、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、卷發燙發器、淋浴器、暖風機、烘房、電暖爐、電暖器、冷暖空調、空調加熱、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、工業烘干設備、火車機車電暖、模具加熱、控制柜加熱防潮、監視器防潮、電烘箱、電烤箱、輸液寶、醫療設備、家用電器、日用電器、小家電......等等。

PTC熱敏電阻主要參數

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額定零功率電阻 R25

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

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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.

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

表面溫度 Tsurf：表面溫度Tsurf是指當PTC熱敏電阻在規定的電壓下并且與周圍環境間處于熱平衡狀態已達較長時間時,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.

動作時間 ts：環境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%時經歷的時間就是動作時間.

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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.

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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,熱平衡狀態下的電流.

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最大工作電壓 Vmax：最大工作電壓是指在規定的環境溫度下,允許持續地保持在PTC熱敏電阻上最高的電壓.對同一產品而言,環境溫度越高,最大工作電壓值越低.

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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.

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

     ?    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