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自恢复保险丝过流保护原理之:材料特性

已有 556 次阅读2014-10-27 16:23 |个人分类:过流保护原理|系统分类:PCB| 自恢复保险丝, 高分子, 聚合物, 过流保护原理

这篇博文从高分子自恢复保险丝的材料特性来讲其过流保护原理。

自恢复保险丝的材料特性是决定其被应用于过流保护功能的决定性因素,高分子自恢复保险丝产品由美国瑞侃(后被泰科公司收购兼并)发明,采用高分子有机聚合物树脂及纳米导电晶粒在高压、高温反应的条件下,经过特殊工艺加工制成。

正常情况下,纳米导电晶体随树脂基链形成链状导电通路,保险丝正常工作,呈低阻态;当电路发生短路故障或过载时,电流增大,其通过电热转换发热内部温度升高,温度升高达到居里温度(130℃)时,器件会发生膨胀,其态密度迅速减小,相变增大,内部的导电链路呈雪崩态变或断裂,保险丝电阻呈阶跃式升迁到高组态,电流被迅速“夹断”(变成微小),从而起到电路限流保护的作用,其“夹断”后的电路中的微小电流使得保险丝一直维持在保护状态,当断电和故障排除后,其积温降低,态密度增大,相变复原,纳米晶体还原成链状导电通路,自恢复保险丝恢复为正常状态。

自恢复保险丝启动保护和恢复的内部变化示意图


Tc 居里温度 Curie temperature
自恢复保险丝“阻值R-温度T”的阶跃式非线性变化曲线图

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