節(jié)能電源適配器:開關(guān)電源中自恢復(fù)熔絲的應(yīng)用 

1.自恢復(fù)熔絲的特點

自恢復(fù)熔絲是20世紀90年代問世的一種新型過電流保護器件。傳統(tǒng)的保險絲屬于一次性過電流保護器，熔斷后需要更換，設(shè)備才能正常工作，使用上不方便。由聚合物摻加導(dǎo)體而制成的自恢復(fù)熔絲，圓滿的解決了上述難題。它具有體積小、種類規(guī)格齊全、開關(guān)特性好、能夠自行恢復(fù)、反復(fù)使用、不需要維修等優(yōu)點。產(chǎn)品根據(jù)形狀分為圓片型，方形，小型化表面貼裝型。

自恢復(fù)熔絲具有開關(guān)特性，也稱為聚合物開關(guān)。內(nèi)部由高分子聚合物在高壓、高溫，硫化反應(yīng)的條件下，攙加導(dǎo)電粒子材料后，經(jīng)過特殊的工藝加工而成。由于聚合物能將導(dǎo)電鏈緊密的束縛在晶狀結(jié)構(gòu)上，因此常態(tài)下的電阻很低，僅為零點幾歐姆，工作電流通過自恢復(fù)熔絲時所產(chǎn)生的熱量很小，不會改變聚合物內(nèi)部的晶狀結(jié)構(gòu)。當發(fā)生短路故障時，電流急劇增大，導(dǎo)電鏈產(chǎn)生的熱量使聚合物從晶狀膠體變成非晶狀膠體，原本被束縛的導(dǎo)電鏈便自行分離斷裂，元件的電阻值就迅速增加幾個數(shù)量級，呈現(xiàn)開路狀態(tài)，立即將電流切斷，起到保護作用。而一旦過電流故障被排出后，元件很快又恢復(fù)成低電阻狀態(tài)。正是這種“低阻”或者“高阻”的可持續(xù)轉(zhuǎn)換，才使之能夠反復(fù)使用而無需更換。

自恢復(fù)熔絲的電阻值和溫度有關(guān)系，共分為以下幾個階段。當溫度升高時，其發(fā)熱量與散熱量達到動態(tài)平衡。即使電流稍大或者環(huán)境溫度升高些，增加的熱量仍可散發(fā)到空氣中。若電流進一步增大，直至發(fā)熱量大于散熱量時，自恢復(fù)熔絲的溫度就會迅速升高，很小的溫度變化量就會造成電阻值急劇增大，阻擋電流通過，保護設(shè)備免受損害。在過電流保護后的幾秒鐘之內(nèi)，隨著溫度的降低，電阻值又迅速變小。

備注：自恢復(fù)熔絲也具有PTC熱敏特性，但與正溫度系數(shù)熱敏電阻有著本質(zhì)區(qū)別。它屬于高分子聚合物-導(dǎo)體，而PTC元件是由鈦酸鋇與稀土元素燒結(jié)而成的陶瓷材料，此外PTC元件是在常溫下的電阻值較大，不適合做熔絲使用。

2.典型應(yīng)用

自恢復(fù)熔絲可廣泛用于開關(guān)電源、充電器、電子儀器、家用電器、計算機和通信設(shè)備中，起到自動保護作用。將自恢復(fù)熔絲直接串聯(lián)在單片機開關(guān)電源的直流輸出端，即可實現(xiàn)過電流保護功能。在衛(wèi)星電視接收機設(shè)備中，一般采用一根同軸電纜傳輸電視信號。當用戶的同軸電纜接口處發(fā)生短路故障，形成過電流現(xiàn)象時，容易損壞電視機的元器件，為此在電視機的電源上串聯(lián)一只自恢復(fù)熔絲，一旦出現(xiàn)過電流故障，自恢復(fù)熔絲就變成高阻態(tài)，能有效的保護電視機，而當故障被排除后它能夠自行恢復(fù)，不影響電視機正常工作。在自動報警系統(tǒng)的單元上，均需加過電流或者過熱保護電路，可采用自恢復(fù)熔絲，這樣可避免任何一單元因過流或過熱而損壞。若將自恢復(fù)熔絲串聯(lián)在充電器與電池組之間，能夠防止蓄電池因過度充電、外部短路或者過熱等故障而損壞。當電機負載過重、堵轉(zhuǎn)而造成過熱時，很容易燒毀電動機，在整流器后面串入自恢復(fù)熔絲后，能對直流電動機起動保護作用。 把自恢復(fù)熔絲串在音響的揚聲器水姑娘，當過電流時能夠保護揚聲器不會損壞，而自恢復(fù)保險絲所引起的功率損耗低于0.1dB,且不存在電感、電容效應(yīng)，在聽覺頻率范圍內(nèi)也不會造成失真。把自恢復(fù)保險絲串入電源變壓器的二次繞組電路中，可對多路穩(wěn)壓電源進行保護。用它替代數(shù)字萬用表中的保險管，也是最適合的方案，就不需要經(jīng)常更換熔斷的保險管了。