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可恢复保险丝特性测试

2022-07-06 00:34:00 【卓晴】

§01可恢复保险丝

一、背景介绍

上次拆卸了一个电子宠物狗，在其内部的电路板上看到一个体积比较大的可恢复保险丝。这种器件用在限制电路过流保护方面。比起其他种类的电流保险丝，它可以自行恢复的特点给应用带来了很大的方便。

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二、可恢复保险丝原理

在可恢复保险丝内部，存在这一层特殊的物质。其中包含有导电的碳颗粒，镶嵌在有机塑料中。正常温度下，这些导电颗粒相互接触，整个器件处在导电的低阻状态下。当温度升高，有机塑料膨胀变形，破坏了内部结构，碳颗粒相互不接触，器件处在高阻状态。当温度下降，有机塑料恢复到原来的状态，碳颗粒重新接触，器件恢复低阻导电状态。这就是可恢复保险丝的工作基本原理。
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三、特点分析

根据PTC工作原理可以知道，相比于普通保险丝，它的导电是依靠碳颗粒，所以相对导通电阻比较大。在过流保护时，它并不是完全阻断电流，只是将电流限制在一个比较小的范围内。所以这种保险丝适合一些工作电流小的电子产品中。

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四、性能测量

下面对于手边这颗PTC进行特性测量。第一步测量它的电阻，第二步测量它的保护电流大小，第三步测量它的过流瞬态特性，最后测量它的保护电流与工作电压之间的关系。

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使用SmartTweezer，测量PTC两个管脚的电阻，电阻阻值为： 246mΩ。

GM1657018004_1412_882.MPG| -2-
利用可编程电源DH1766，测量PTR的保护电流，输出电压为3.3V，可以看到对应的输出电流为 0.488A。可以看到手边这款可恢复保险保护电流为0.5A，功耗大约为1.65W。

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使用霍尔电流传感器检测保护短路电流大小。霍尔传感器量程设置为 100mV/A。在PTC上施加3.3V，这是电流变化情况。从1秒中开始加电；在随后的2秒钟电流处在 5A饱和状态。这是DH1766输出限流。随后电流开始急剧下降。最终稳定在0.5A左右。可见PTC限流速度比较慢。大约两秒钟才把电流限制在0.5A。

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这里测试了PTC的动态特性，需要两秒钟的过渡过程才能够限制电流。最后测量一下PTC施加电压与电流之间的关系。测量方法比较简单，利用DH1766输出不同的电压，测量最终输出限流的大小。
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输出电压从2V，变化到6V，这是测量得到的电压与电流曲线。可以看到随着电压升高，限流电流越小。消耗在PTC上的功率大约保持一个恒定。这是通过电流电压计算出 PTC上消耗电功率。可以看到大体保持在1.5W左右。

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对于PTC的电压与限流之间的关系，大体呈现一个恒功率关系。工作电压越大，限流越小。
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※ 总结 ※

这里对于常用的可恢复保险丝特性进行了测量，掌握它的特点，对于正确应用非常重要。

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Measure OUTV，OUTI

from headm import *
from tsmodule.tsvisa        import *
from tsmodule.tsstm32       import *

idim = []

for i in range(200):
    meter = meterval()
    printf(meter)
    idim.append(meter[0] * 10)

    time.sleep(0.1)

t = arange(200) * 0.1

plt.plot(t, idim)

plt.xlabel("Time(s)")
plt.ylabel("Current(A)")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()