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TDK技术注释:PTC温限传感器使用方法

2018-09-12
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PTC热敏电阻具有超过一定温度时,电阻明显增大的特性。这种特性使其适合用作温度保护装置,用于检测设定的高温以保护电路免于过热。


TDK提供各种类型的PTC温限传感器和电机保护传感器,它们含有PTC热敏电阻,用作温度保护装置。本文介绍了这类传感器的典型应用。


PTC热敏电阻是一种基于具有高正温度系数(PTC)的特殊半导体陶瓷材料的温度相关电阻。在室温下,它们的电阻值相对较低,但当它们被外部热源加热到一定温度(居里温度)以上时,电阻会明显增大。


由于这种独特的特性,PTC热敏电阻被用于保护元件和设备免于过热。


TDK的高质量、高可靠性PTC温限传感器的广泛组合包括SMD、有引线圆片形和螺纹连接型,因此几乎每一种过温检测要求都有一个合适的组件可供选择。电机保护传感器是一种具有特殊设计形状的PTC温限传感器,可以直接安装在电机的绕组(定子侧)内。


以下是PTC温限传感器和电机保护传感器的应用。


* 在以下文章和图表中,PTC温限传感器和电机保护传感器简称为PTC热敏电阻。此外,电路图也予以了简化。


作为一种简单方便的方法,PTC温限传感器可以用于保护晶体管电路免受环境温度的升高或晶体管本身产生的热量的影响。


在下图所示的晶体管放大器电路中,高于额定温度的温度可能会降低晶体管的特性。


此类电路的PTC热敏电阻可检测环境温度的升高并进入高欧姆状态。结果,晶体管的基极发射极电压下降,晶体管切断负载电流。当环境温度回到正常水平时,PTC热敏电阻返回到原来的低电阻状态。

图1 晶体管电路的过温保护


下图是过温保护电路的一个例子,其中的PTC热敏电阻被热粘合到散热器上。超过一定温度时,PTC热敏电阻的电阻显著增大,功率晶体管的基极电压下降。结果,集电极电流减小,发热被抑制,从而保护功率晶体管不过热。

图2 功率半导体器件的过温保护


单相和三相感应电机在工业设备等许多电子设备中使用,它由防止过电流和过热的保护装置组成。特别是,PTC热敏电阻作为电机保护传感器使用,用于防止电机过热。如下图所示,将三个电机保护传感器热粘合到电机(定子侧)的绕组上后,可以实现高度可靠的保护。PTC热敏电阻升到一定温度时,跳闸单元(自动电路断路器)会启动,切断电源。

图3 三相感应电机的过温保护


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