陶瓷PTC与有机PTC的性能比较

陶瓷PTC与有机PTC的性能比较

正温度系数的热敏电阻（PTC）作为一种新型过流保护元件，近几年来已在程控交换机的用户接口电路防高压雷击、交流电搭接等方面得到了广泛应用。热敏电阻（PTC）按制造材料可分为有机聚合物PTC和陶瓷PTC两大类。有机PTC由高分子聚合物掺入碳粉经挤压成形。碳粉形成碳链导电，受热时聚合物膨胀，碳链断裂形成高阻。而陶瓷PTC是由具有正温度系数特性的钛酸钡粉末经电子陶瓷工艺高温烧结而成。 有机PTC的主要优点有：常温零功率电阻可以作得较小，适于串联在电流较大的功率电路内作过流保护、温度保险丝用，阻值突变速度快，热容小，恢复时间短。但其最大的缺点是：受有机聚合物材质及构造机理所决定，每次经过流冲击后，阻值变大，不能恢复到原值，且当高压大电流脉冲冲击时，外包封易炸裂。 陶瓷PTC的主要优点为制造容易，相对价格便宜，不动作电流可以作得较小，几十至几千Ω范围内动作特性最好，适宜作小电流过流保护，且经过多次电流冲击，阻值变化不大，可恢复性和长期稳定性好，对脉冲大电流冲击的耐受能力也较好。其缺点是高温过热时易出现负阻效应。 对于程控交换机的用户接口电路防高压雷击、交流电搭接来说，由于其正常工作时流过的环路电流较小（约十几至几十mA），允许串联的电阻在几Ω至几百Ω范围内，故有机PTC与陶瓷PTC均可适用。尤其是允许串联电阻在10Ω以上时选用陶瓷PTC更合适。 过去人们有一个普遍的看法和观念认为：有机PTC比陶瓷PTC响应速度快、动作时间短。但从笔者近几年来对多种规格的有机PTC和陶瓷PTC的性能对比测试及实用效果来看，情况并不尽然。这里有一个观念上的误区需要澄清：就PTC的动作时间来说，确切地讲应分为初期的过流预热、温度积累时间T1和温度超过居里点以后的阻值剧变时间T2两个阶段。对于有机PTC，阻值由几Ω变到几MΩ所需时间T2确实很小，约在ms数量级，而陶瓷PTC的T2相对较长，约在几十ms的数量级。但对于由常温到居里点温度的预热时间T1来说，陶瓷PTC的T1可以作得很小。对于总的动作时间T=T1+T2来说，当流过PTC的冲击电流较小时，陶瓷PTC的总动作时间T往往优于有机PTC，陶瓷PTC比有机PTC的小电流防护性能会更好。 根据以上分析，对于PTC的响应速度来说，要根据实际使用情况和要求而定，不能一概而论，陶瓷PTC的动作特性、小电流防护能力、耐脉冲大电流冲击能力等指标优于有机PTC。考虑到有机PTC经每次电流冲击后，阻值变大，不能复原，久而久之，容易影响用户接口电路的衰耗、对地不平衡等传输指标，而陶瓷PTC却无此缺点。加之用户电路中交流电搭接漏电、感应等故障中一般故障电流小、作用时间长，往往危害性更大，故小电流防护更显重要。综合考虑，选用陶瓷PTC应更为合适。 实践证明，在交换机上广泛推广采用国产陶瓷PTC，取代价格昂贵的有机PTC，不但可为企业降低生产成本，提高经济效益，而且又可促进国内陶瓷PTC民族工业的发展，社会效益也很好。