元器件篇——自恢复保险丝（PPTC）

1 定义

        保险丝（Fuse）也被称为电流保险丝。根据IEC127标准，将保险丝定义为熔断体。主要的作用就是起过载保护。电路中正确布置保险丝，当保险丝在电流异常升高到一定时，或者热度升高到一定时，自身熔断，保护电路的安全运行。

        保险丝分为一次性保险丝和自恢复保险丝。

        一次性保险丝就是只能使用一次，损坏后需要更换新的保险丝（本文不作详细介绍）；

        PPTC——是利用一种特殊的聚合树脂及分布在内部的导电粒子构成。其工作原理如下：

1. 正常时，聚合树脂会将导电粒子束缚成链状导电通路，此时的PPTC呈现低阻状态，线路上流经PPTC的电流所产生的热能小，不会轻易改变链路结构；
2. 线路过载或短路时，电流迅速增大，流经PPTC的电流会导致其热量过大，使聚合树脂融化，链路消失，此时PPTC呈现高阻（断开）状态。
3. 当断开后热量消失，聚合树脂会重新将带电粒子束缚成一条通电链路，又可以继续正常使用。

        其内部结构图可见下图。

2 参数解释

         以瑞隆源的SMD0805P005TF为例，其手册参数如下所示。

2.1 保持电流——Ihold

        Hold Current（Ihold）——保持电流。 也叫最大不动作电流（通常指在25℃），电流小于此值时，理想条件下PPTC可以无限长时间正常运行，此时PPTC不会从低阻状态转变至高阻状态。SMD0805P005TF为0.02A。

2.2 触发电流 ——IT

        Trip Current（IT）——触发电流。动作的最小电流（通常指在25℃），电流超过此值时，PPTC会从低阻抗转变成高阻态。SMD0805P005TF为0.06A。一般为Ihold的2~3倍。

2.3 最大电压——Vmax

        指正常工作电流下PPTC能够承受的最大电压，电压超过此值时，保险丝的内部有可能被击穿，击穿后保险丝将丧失自恢复功能。SMD0805P005TF为60Vdc。

2.4 最大电流——Imax

        在最大电压下，PPTC能够承受的最大电流值，当超过该值时，PPTC内部可能被（热）击穿甚至烧毁，且无法恢复。SMD0805P005TF为20A 。

2.5 规定电流下最大动作时间——Time to Trip

        过电流发生开始到PPTC呈现高阻状态的时间，根据手册，SMD0805P005TF在0.2A时的动作时间为1s。

2.6 Rimin与R1max

        Rimax：在焊接前所测到的PPTC两端的最小电阻；

        R1max：在焊接后所测到的最大电阻值。

        器件的实际值在该范围之内，即Rmin≤R≤Rmax

2.7  耗散功率——Pd

        通常指在25℃环境温度下，PPTC动作后通过计算流过PPTC的泄露电流和跨国PPTC两端的电压乘积。

2.8 注意事项

        如果PPTC工作在Ihold与IT之间，则PPTC会处于一种不稳定状态，PPTC可能起作用，也有可能不起作用，至少动作时间会延长。

3 选型

        选型过程中，应当需要关注以下几点：

1. Ihold应大于电路的正常工作电流（通常为Ihold=正常工作电流/75%）。Ihold选的低回误动作，选的高会造成不触发现象；
2. Vmax应≥电路中的工作电压，否则容易导致PPTC失效；
3. 选型时，应考虑环境温度的影响，环境温度升高时，PPTC需要降额使用，在选型时，可参考相应数据手册。 以上述型号为例。

        根据上图可以看出，在20℃时，PPTC的额定电流是100%，温度越高，其额定电流的百分比就降低。