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PTC特性与各种使用条件对PTC发热体的影响
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简介：PTC特性与各种使用条件对PTC发热体的影响

一、PTC特性:
1.电阻—温度特性。

Rmax为最大电阻，Rmin为最小电阻，R25为常温电阻，Tmin为最小电阻对应温度，Tsw为开关温度，Ts为发热表面温度，Tmax最大电阻对应温度。当PTC热敏电阻的温度上升到开关温度Tsw以上时，其电阻将迅速增加1000倍以上。
2.电流——时间特性。

PTC热敏电阻的起始电阻比较小，所以，当稳定的电压施加到其上时，会出现比较大的起始电流；然后，PTC的温度上升，电流达到最大电流；随后，PTC的电阻增加，电流因而下降，最后降到稳定值。从另一个角度考虑，PTC具有比较大的起始电流，使PTC的发热速度加快，有利于尽快使温度达到稳定。
3.稳定功率。
对于同一个PTC发热体，其稳定功率随着散热条件的不同而改变。相关材料的导热系数，绝缘层的厚度，导热面的间隙，都会影响散热，从而影响稳定功率。各种因素对PTC稳定功率的影响，见热平衡节的详细描述。此外，PTC片的厚度减薄时，会使导热加快，从而使功率增加。散热较快时的PTC稳定功率可能会比散热较慢时大几十倍。PTC发热体的开关温度越高，则稳定功率也越大。
大多数的新用户都要求PTC生产厂提供PTC发热体的功率数据，但是应当知道，功率是随散热条件而变化的。在确定的电压下，PTC发热体的起始功率和最大功率基本上不受散热条件的影响；但是稳定功率取决于使用场合的散热条件。虽然在不同的使用电压下，PTC的起始功率不同，但稳定功率相差不大。

4.发热与散热的平衡。
发热与散热平衡，是指PTC的发热功率与散热功率一致，PTC相对稳定在某个温度点。以下是各种因素对PTC热平衡的影响的示意图。

散热功率
P(dis)=H*(Ts-Te)
H是散热系数，其取决于传热用的金属材料、绝缘材料的导热系数，绝缘材料的厚度，接触面的状况，散热面的尺寸和形状，冷却风流、水流等。金属导热系数比较大，约为绝缘材料的10~100倍，所以，绝缘材料对导热的影响更大。当有风吹时，PTC发热组件的散热系数H会增加5~10倍。
Ts是PTC发热体的表面温度，Te是环境温度。散热功率与Ts和Te的差成正比。
当发热功率与散热功率相等时，发热与散热达成平衡，PTC的温度不再变化。
发热功率曲线与散热功率曲线的交叉点，是发热与散热的平衡点，它决定了PTC发热体的温度和发热功率。温度低于交叉点温度时，发热功率大于散热功率，PTC温度上升；温度高于交叉点温度时，发热功率小于散热功率，PTC温度自动下降，保持温度恒定。但是如果散热极慢，发热曲线与散热曲线没有交叉点，发热功率总是大于散热功率，PTC无法达到平衡，从而导致PTC的热击穿。
因此，在使用PTC发热片时，应使PTC能够比较好地散热，以防PTC击穿。为了获得较大的功率，应当增加散热，或选择较高开关温度、较小电阻的PTC，或者较低的环境温度。在大多数场合下，我们需要PTC发热体具有确定的表面温度，而不是确定的功率。此时，我们不必考虑它的功率。在空气加热、煮水等场合下，我们应更多地考虑发热功率。
二、各种使用条件对PTC发热体的影响
1.表面温度。
电压的影响:在发热/散热平衡图中，若PTC工作在正常工作点B段时，工作电压对PTC的表面温度的影响不大。性能优异、电阻适当的PTC发热片，电压增加1倍，表面温度提高10℃左右。若PTC电阻随温度的变化过缓，性能不佳，则在正常工作点B段时，电压变化对其表面温度的影响比较大，这对于需要同时在不同电压使用下的情形不利。
当PTC发热片在工作点A段（比如工作电压太低、PTC电阻太大、散热太快等情况）时，电压对表面温度的影响比较大。对于电压太低或PTC电阻太大的情况，应避免；对于只重视输出功率的情况，散热快可以提高输出功率，表面温度则可以不必重视。当电压过高，使PTC发热片的工作点处在C段时，温度将会失去控制，使表面温度快速上升，导致PTC的热击穿。
PTC常温电阻的影响:PTC电阻减小与工作电压增加所产生的影响相似。在工作点B段，电阻减小，表面温度则稍微上升。但是若PTC电阻过大，工作点处在A段，PTC电阻变化则对表面温度产生较大的影响。如果PTC的电阻过小，工作点可能会处于C点，PTC发热片容易出现热击穿。若PTC的电极制作有问题，则可能出现假电阻，即PTC成品的电阻比陶瓷体的电阻要大得多，则电阻对表面温度的影响将被假电阻现象掩盖，因而无法判定表面温度与电阻的变化关系。
散热的影响:在工作点B段，散热加快，表面温度则稍微下降。但是由于散热过快，工作点处在A段，PTC散热则对表面温度产生较大的影响。当散热过慢，工作