热敏电阻是一种传感器电阻,其电阻值随着温度的变化而改变。以下是关于热敏电阻的详细介绍:热敏电阻的工作原理是基于半导体的电阻值随温度显著变化的特性。随着温度的升高,半导体中参加导电的载流子数目增多,导电率增加,电阻率降低。因此,热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小(NTC)或增大(PTC)。
热敏电阻的应用十分广泛,包括但不限于以下几个方面:温度测量:热敏电阻是常用的温度传感器之一,可以地测量出目标物体的温度值。电子电路:热敏电阻可用于电子电路中的温度控制、自动调节等功能。家用电器:热敏电阻可用于微波炉、灶具、冰箱、洗衣机、烤箱等家用电器中,实现自主温度控制和智能化的操作模式。电子:如体温计、等设备中也常用到热敏电阻。汽车电子:如发动机控制、车内温度控制等。工业自动化:如温度传感器、温度控制系统等。
PTC热敏电阻
PTC(是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻现象或材料,可专门用作恒定温度传感器.该材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3为主要成分的烧结体,其中掺入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物进行原子价控制而使之半导化,常将这种半导体化的BaTiO3等材料简称为半导(体)瓷;同时还添加增大其正电阻温度系数的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物,采用一般陶瓷工艺成形、高温烧结而使钛酸铂等及其固溶体半导化,从而得到正特性的热敏电阻材料.其温度系数及居里点温度随组分及烧结条件(尤其是冷却温度)不同而变化
钛酸钡半导瓷的PTC效应起因于粒界(晶粒间界).对于导电电子来说,晶粒间界面相当于一个势垒.当温度低时,由于钛酸钡内电场的作用,导致电子极容易越过势垒,则电阻值较小.当温度升高到居里点温度(即临界温度)附近时,内电场受到破坏,它不能帮助导电电子越过势垒.这相当于势垒升高,电阻值突然增大,产生PTC效应.钛酸钡半导瓷的PTC效应的物理模型有海望表面势垒模型、丹尼尔斯等人的钡缺位模型和叠加势垒模型,它们分别从不同方面对PTC效应作出了合理解释.
实验表明,在工作温度范围内,PTC热敏电阻的电阻-温度特性可近似用实验公式表示:
RT=RT0expBp(T-T0)
式中RT、RT0表示温度为T、T0时电阻值,Bp为该种材料的材料常数.
PTC效应起源于陶瓷的粒界和粒界间析出相的性质,并随杂质种类、浓度、烧结条件等而产生显著变化.近,进入实用化的热敏电阻中有利用硅片的硅温度敏感元件,这是体型且精度高的PTC热敏电阻,由n型硅构成,因其中的杂质产生的电子散射随温度上升而增加,从而电阻增加
NTC实质上就是负温度系数热敏电阻,温度越高,阻值越低,用在电源中的作用是抑制开机时的浪涌电流,开机一瞬间NTC温度低,阻值大,抑制浪涌电流,之后 NTC温度上升,阻值下降,一直降到很低,不耗功率。但如果短时间反复开关机,NTC来不及冷却,则阻值一直很低,不能抑制电流,起不到保护的作用,所以需要并联一个继电器,开机之后继电器吸合,将NTC短路,让 NTC 有时间冷却下来,下次启动马上就能发挥作用;另外,储能、新能源汽车 BMS 系统,都是使用 NTC 防电涌的方案。
开启变频空调时会给大电容充电,在压缩机启动时会产生很大的电流,可能会损坏电路。因此,使用PTC能够限制电流的快速上升,让室外机电路缓慢进入工作状态。正常工作时,继电器会吸合并短路PTC,避免高压降。如果出现异常情况,PTC将阻断电流,类似于保险丝的作用。
所以,空调用 PTC而不用NTC,主要还是在于空调开机浪涌电流更大、时间更长,因此对开机浪涌电流的控制要求比普通开关电源更高,用 PTC 才能“持续”控制电流的增加,给后端主控电路一个“缓慢”启动的时间,同时在启动出现异常时起到保护的作用。
R1、RP1和R2构成对直流工作电压+V的分压电路,其分压输出的直流电压加到集成电路A1的控制引脚13脚。接通电源后(S1接通),电路进入工作状态。
当水温较低时,热敏电阻R2阻值较小,分压电路输出的直流电压较小,集成电路13脚直流电压低,不足以使集成电路A1内部振荡器工作,此时蜂鸣器B不工作。
当水开了之后,热敏电阻器R2的阻值已增大很多,R1、RP1和R2分压电路输出的直流电压较大,集成电路A1的13脚直流电压高于阈值电压,使集成电路A1的内部振荡器工作,此时A1的6脚输出信号,驱动蜂鸣器B发出声响报警,表示水已开。
调整RP1阻值能改变这一电路的报警温度,RP1阻值大,报警温度高,反之则低。
彩色电视机中普遍使用PTC热敏电阻构成消磁电路。图2中所示,R3是PTC热敏电阻,L1是消磁线圈,K1是控制消磁电路的继电器,VT1是继电器的驱动三极管,A1是微处理器。
以上信息由专业从事热敏电阻ptc的至敏电子于2024/7/6 4:09:03发布
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