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                      開關電源中自恢復熔絲的應用

                      1.自恢復熔絲的特點

                      自恢復熔絲是20世紀90年代問世的一種新型過電流保護器件。傳統的保險絲屬于一次性過電流保護器,熔斷后需要更換,設備才能正常工作,使用上不方便。由聚合物摻加導體而制成的自恢復熔絲,圓滿的解決了上述難題。它具有體積小、種類規格齊全、開關特性好、能夠自行恢復、反復使用、不需要維修等優點。產品根據形狀分為圓片型,方形,小型化表面貼裝型。

                      自恢復熔絲具有開關特性,也稱為聚合物開關。內部由高分子聚合物在高壓、高溫,硫化反應的條件下,攙加導電粒子材料后,經過特殊的工藝加工而成。由于聚合物能將導電鏈緊密的束縛在晶狀結構上,因此常態下的電阻很低,僅為零點幾歐姆,工作電流通過自恢復熔絲時所產生的熱量很小,不會改變聚合物內部的晶狀結構。當發生短路故障時,電流急劇增大,導電鏈產生的熱量使聚合物從晶狀膠體變成非晶狀膠體,原本被束縛的導電鏈便自行分離斷裂,元件的電阻值就迅速增加幾個數量級,呈現開路狀態,立即將電流切斷,起到保護作用。而一旦過電流故障被排出后,元件很快又恢復成低電阻狀態。正是這種“低阻”或者“高阻”的可持續轉換,才使之能夠反復使用而無需更換。

                      自恢復熔絲的電阻值和溫度有關系,共分為以下幾個階段。當溫度升高時,其發熱量與散熱量達到動態平衡。即使電流稍大或者環境溫度升高些,增加的熱量仍可散發到空氣中。若電流進一步增大,直至發熱量大于散熱量時,自恢復熔絲的溫度就會迅速升高,很小的溫度變化量就會造成電阻值急劇增大,阻擋電流通過,保護設備免受損害。在過電流保護后的幾秒鐘之內,隨著溫度的降低,電阻值又迅速變小。

                      備注:自恢復熔絲也具有PTC熱敏特性,但與正溫度系數熱敏電阻有著本質區別。它屬于高分子聚合物-導體,而PTC元件是由鈦酸鋇與稀土元素燒結而成的陶瓷材料,此外PTC元件是在常溫下的電阻值較大,不適合做熔絲使用。

                       

                      2.典型應用

                      自恢復熔絲可廣泛用于開關電源、充電器、電子儀器、家用電器、計算機和通信設備中,起到自動保護作用。將自恢復熔絲直接串聯在單片機開關電源的直流輸出端,即可實現過電流保護功能。在衛星電視接收機設備中,一般采用一根同軸電纜傳輸電視信號。當用戶的同軸電纜接口處發生短路故障,形成過電流現象時,容易損壞電視機的元器件,為此在電視機的電源上串聯一只自恢復熔絲,一旦出現過電流故障,自恢復熔絲就變成高阻態,能有效的保護電視機,而當故障被排除后它能夠自行恢復,不影響電視機正常工作。在自動報警系統的單元上,均需加過電流或者過熱保護電路,可采用自恢復熔絲,這樣可避免任何一單元因過流或過熱而損壞。若將自恢復熔絲串聯在充電器與電池組之間,能夠防止蓄電池因過度充電、外部短路或者過熱等故障而損壞。當電機負載過重、堵轉而造成過熱時,很容易燒毀電動機,在整流器后面串入自恢復熔絲后,能對直流電動機起動保護作用。 把自恢復熔絲串在音響的揚聲器水姑娘,當過電流時能夠保護揚聲器不會損壞,而自恢復保險絲所引起的功率損耗低于0.1dB,且不存在電感、電容效應,在聽覺頻率范圍內也不會造成失真。把自恢復保險絲串入電源變壓器的二次繞組電路中,可對多路穩壓電源進行保護。用它替代數字萬用表中的保險管,也是最適合的方案,就不需要經常更換熔斷的保險管了。


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