自恢復(fù)保險(xiǎn)絲與一次性保險(xiǎn)絲異同比較

　　一．結(jié)構(gòu)比較：
　　一次性保險(xiǎn)絲一般由三部分組成：
　　1. 主體是低熔點(diǎn)的金屬絲或者金屬薄片制成的熔體，是熔斷器核心。
　　2. 電極端頭：連接電路與熔體，具良好導(dǎo)電性。
　　3. 支架：固定熔體并使三部分成為剛性的整體
　　自恢復(fù)保險(xiǎn)絲（自恢復(fù)保險(xiǎn)絲分為聚合物PPTC和陶瓷CPTC兩類，以下本文介紹的均為聚合物PPTC）是由經(jīng)過特殊處理的聚合樹脂(Polymer)及分布在里面的導(dǎo)電粒子(Carbon Black)組成。在正常操作下聚合樹脂緊密地將導(dǎo)電粒子束縛在結(jié)晶狀的結(jié)構(gòu)外，構(gòu)成鏈狀導(dǎo)電電通路，正常狀態(tài)下的自復(fù)保險(xiǎn)絲阻值很低（幾十毫歐~幾歐）。

　　二．自恢復(fù)保險(xiǎn)絲原理比較
　　自恢復(fù)保險(xiǎn)絲                    一次性保險(xiǎn)絲 　　正常狀態(tài)   Trip狀態(tài)        正常狀態(tài)   Trip狀態(tài)
　　圖1. 保險(xiǎn)絲動(dòng)作原理
　　如圖1所示，對(duì)于自恢復(fù)保險(xiǎn)絲來說，正常工作時(shí)，流經(jīng)的電流所產(chǎn)生的熱能小，不會(huì)改變晶體結(jié)構(gòu)。當(dāng)線路發(fā)生短路或者過載時(shí)，大電流產(chǎn)生的熱量使聚合樹脂融化，基體膨脹，這使得碳黑顆粒分離，從而形成Trip的元素。當(dāng)故障排除后，重新冷卻結(jié)晶，碳黑顆粒重新形成導(dǎo)電通道，恢復(fù)低阻。
　　而對(duì)于一次性保險(xiǎn)絲，當(dāng)電流過載或短路時(shí)，發(fā)熱量大于散熱量，熱量在熔體上逐步積累，一旦溫度上升到熔絲的熔點(diǎn)時(shí)，熔絲熔斷，電流被切斷，故障排除后，不可自恢復(fù)。 　　圖2. 自恢復(fù)保險(xiǎn)絲動(dòng)作曲線
　　具體來說，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的動(dòng)作原理是一種能量的平衡，當(dāng)電流流過自恢復(fù)保險(xiǎn)絲元件時(shí)，由于I2R的關(guān)系會(huì)產(chǎn)生熱量，而產(chǎn)生的熱量會(huì)部分散發(fā)至環(huán)境中，沒有散發(fā)出去的便會(huì)提高元件的溫度。
　　動(dòng)作曲線如圖2所示：
　　Point1：當(dāng)溫度較低時(shí)，產(chǎn)生的熱全部散發(fā)出去；
　　Point2：當(dāng)電流過大或是環(huán)境溫度較高時(shí)，產(chǎn)生較多熱量，從而提高自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的溫度，在Point 2達(dá)到平衡；
　　Point3：當(dāng)電流或環(huán)境溫度再提高時(shí)，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲會(huì)達(dá)到一個(gè)較高的溫度，在Point 3達(dá)到平衡（動(dòng)作臨界點(diǎn)）；
　　Point3 ~ Point4：此時(shí)電流或環(huán)境溫度繼續(xù)增加，產(chǎn)生的熱量會(huì)大于散發(fā)的，使自恢復(fù)保險(xiǎn)絲元件溫度速增。此階段，很小的溫度變化就會(huì)造成阻值大幅度提高。（動(dòng)作區(qū)間：自恢復(fù)保險(xiǎn)絲呈高阻狀態(tài)，限制電流通過以保護(hù)設(shè)備）

　　三．性能參數(shù)比較 　　表1.一次性保險(xiǎn)絲與自恢復(fù)保險(xiǎn)絲比較
　　一次性保險(xiǎn)絲與自恢復(fù)保險(xiǎn)絲主要區(qū)別如表1所示，大多數(shù)場合里，兩類產(chǎn)品性能還是有很多差異，特別是在內(nèi)阻/動(dòng)作時(shí)間/安全性能/自恢復(fù)性上存在明顯區(qū)別。
　　應(yīng)用領(lǐng)域比較
　　兩者都可用來做電路的過電流保護(hù)，其使用的不少領(lǐng)域和場合有類似，有一部分場合這兩種產(chǎn)品都可以使用，還可以互相替換。例如在過流保護(hù)要求不太高的電池保護(hù)應(yīng)用中這兩類產(chǎn)品都能各領(lǐng)風(fēng)騷。
　　但在對(duì)某些IC等重要器件保護(hù)應(yīng)用中，或電源的輸入/輸出端就只有一次性保險(xiǎn)絲才有可能勝任其保護(hù)功能，這些部位對(duì)阻抗要求也較高。另外在一些一旦發(fā)生故障就必須停機(jī)檢修排除故障的場合，也要求使用一次性保險(xiǎn)絲。
　　而一些必須避免因過熱而燒壞產(chǎn)品的場合，經(jīng)常需要熱插拔操作的接口過流保護(hù)，可簡易排除故障，以及非器件故障導(dǎo)致的暫時(shí)性過電流的電路保護(hù)則選擇自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。
　　主要參數(shù)
　　主要參數(shù)介紹如下：
　　保持電流（IH）: 25℃ 環(huán)境溫度下能維持不動(dòng)作的最大穩(wěn)態(tài)電流。
　　動(dòng)作電流（IT）: 25℃ 環(huán)境溫度下啟動(dòng)保護(hù)的最小電流。
　　最大電壓（Vmax）: 在額定電流下能承受的最大電壓。
　　最大電流 （Imax）: 在額定電壓下能承受的最大電流。
　　動(dòng)作時(shí)間（Ttrip）: 在指定電流下的最大動(dòng)作時(shí)間。
　　功率損耗（Pd typ）: 動(dòng)作狀態(tài)下所消耗的功率。
　　最小初始電阻（Rmin）: 常溫下產(chǎn)品最小阻值。
　　觸發(fā)后最大電阻（R1max）:回流焊接后或動(dòng)作恢復(fù)后，靜置1小時(shí)之后的電阻值。
　　溫度降額：由于自恢復(fù)保險(xiǎn)絲是一種熱敏感元件，任何環(huán)境溫度的波動(dòng)都會(huì)影響元件的性能。如圖3所示：
　　A區(qū)描述自恢復(fù)保險(xiǎn)絲動(dòng)作時(shí)（高阻狀態(tài)）電流與溫度的關(guān)系；
　　B區(qū)描述自恢復(fù)保險(xiǎn)絲在電路正常運(yùn)行時(shí)電流與溫度的關(guān)系；
　　C區(qū)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲可能動(dòng)作或保持在低電阻狀態(tài)（具體取決于元件的阻值和環(huán)境溫度） 　　圖3. 溫度降額圖
　　動(dòng)作時(shí)間：圖4顯示自恢復(fù)保險(xiǎn)絲在0℃至75℃的動(dòng)作時(shí)間曲線。75℃時(shí)環(huán)境熱量輸入高于0℃，所以自恢復(fù)保險(xiǎn)絲所需的額外功耗（I2R）相對(duì)較少，導(dǎo)致較小的動(dòng)作電流就可以是自恢復(fù)保險(xiǎn)絲在特定時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)（或在給定的電流下更快動(dòng)作）。過載電流越大或環(huán)境溫度越高，動(dòng)作時(shí)間就越短。 　　圖4. 動(dòng)作時(shí)間圖