1、PTC知识和应用知识和应用v1 陶瓷陶瓷PTC元件性能与工艺元件性能与工艺v2 PTC器件性能与工艺（风扇型）器件性能与工艺（风扇型）v3 PTC器件的应用器件的应用v4 PTC器件在冷暖空调中的应用器件在冷暖空调中的应用v5 PTC器件在暖风机中的应用器件在暖风机中的应用v6 PTC器件在发夹中的应用器件在发夹中的应用v7 PTC器件与空调用其他类型加热器件与空调用其他类型加热器的对比器的对比v8 PTC器件其他应用器件其他应用PTCl正温度系数(Positive temperature coefficient 简称PTC )现象是1950年荷兰菲力普公司的海曼（Haayman）首先发现的。
2、在BaTiO3中掺入少量的稀土原料，使原来为介电性的材料变成为半导体陶瓷，这种半导体的电阻随温度的变化呈正温度系数的关系。此后，高分子PTC材料在20世纪80年代问世以来，由于其室温电阻低，易于加工及价格便宜，得到了广泛的应用。此外，(V1-xAx)2O3陶瓷系列主要用于大电流、高电压的领域。陶瓷PTC效应的理论基础lBaTiO3是典型的钙钛矿结构，BaTiO3陶瓷具有三个相变点，四种晶型，第一相变点（即居里点，Tc）在120，高于120为立方晶系，低于120依次为正交晶系、四方晶系和三角晶系。为了使BaTiO3系列陶瓷的居里温度移动，通常加入移峰剂，如Pb和Sr的氧化物，改变的范围在-250
3、490之间，变化效率3.7/%mol；陶瓷PTC 的半导化是施主半导化，通常需要掺杂一些施主杂质如：Bi， La，Y，Nb，Sb的氧化物，双施主掺杂可以获得性能良好的PTC效应；为了易于在固相烧结时形成液相易于烧结，通常添加烧结助剂有：Al2O3、SiO2、TiO2 ，俗称AST相。添加Mn和Cu的氧化物作为受主态，主要存在 BaTiO3陶瓷的晶界处，可以明显提高PTC性能。PTC基本情况lPositive temperature coefficientlHaaymanl晶粒半导化，晶界受主态以晶粒半导化，晶界受主态以及铁电相变及铁电相变l菲利浦、西门子、菲利浦、西门子、DBK、EICH、松下
4、、村田制作所、松下、村田制作所l武汉高理、浙江桑尼、东莞武汉高理、浙江桑尼、东莞龙基、东莞伦麒、南海蜂窝、龙基、东莞伦麒、南海蜂窝、东莞天成、上海科达、上海东莞天成、上海科达、上海贝泰、浙江凯乐、大卫电子贝泰、浙江凯乐、大卫电子vTiO2, BaCO3, Pb3O4v陶瓷制造工艺陶瓷制造工艺v烧成烧成v电极制备电极制备vTc调节调节v影响电阻温度系数和耐电压影响电阻温度系数和耐电压强度、电阻的因素强度、电阻的因素1 陶瓷陶瓷PTC元件性能与工艺元件性能与工艺1 .1 陶瓷陶瓷PTC元件工艺流程元件工艺流程vTiO2, BaCO3, Pb3O4v陶瓷制造工艺陶瓷制造工艺称量球磨预烧合成成型称量上
5、电极烧结检测干燥造粒二次球磨称量球磨干燥包装1.2 陶瓷陶瓷PTC元件基本性质元件基本性质 :电阻温度系数（斜率）：=lg( max/min)升阻比1.2.1 PTC元件元件R-T曲线曲线1.2.2 不同不同居里点的居里点的R-T曲线曲线冲击电流破坏电压稳定工作区（双曲线）1.2.3 PTC元件元件伏安特性曲线伏安特性曲线1.2.4 陶瓷陶瓷PTC元件其他性质元件其他性质形状尺寸形状尺寸长度：长度：35、30、24、18mm等等宽度：宽度：15、13、10、8、6mm等等厚度：厚度：3.0、2.5、2.1、2.0mm等等1.2.5 陶瓷陶瓷PTC元件其他性质元件其他性质工作电压、室温电阻及耐电
6、压强度工作电压、室温电阻及耐电压强度648V： 0.5 50 50V 100 127V： 100 800 300V 220 240V： 1.0 6.0K 500V 1.2.6 陶瓷陶瓷PTC元件其他性质元件其他性质居里点居里点Tc（表面温度（表面温度Ts）Tc80 260 Tc220 Tc240 Tc260 Ts=Tc+(15 20 )1.2.7 陶瓷陶瓷PTC元件其他性质元件其他性质老化性能老化性能1min通电通电1min断电断电10000次循环后，室温次循环后，室温电阻变化率电阻变化率50%室温电阻的变化对发热器功率老化影响不大，原因是室温电阻的变化对发热器功率老化影响不大，原因是PTC片
7、在工作温度区间变化不大且可自行调节片在工作温度区间变化不大且可自行调节R-T平衡平衡1.2.8 陶瓷陶瓷PTC元件其他性质元件其他性质冲击电流（动作电流）冲击电流（动作电流）额定电压下通电，达最小电阻时的电流额定电压下通电，达最小电阻时的电流冲击电流较大时，制热速度快，达到稳定功率的时间冲击电流较大时，制热速度快，达到稳定功率的时间较短，但对电路冲击也相对大较短，但对电路冲击也相对大冲击电流较小时，制热速度慢，达到稳定功率的时间冲击电流较小时，制热速度慢，达到稳定功率的时间较长，但对电路冲击也小较长，但对电路冲击也小以上性能在设计使用发热器时要综合考虑，根据实际情况选择发热器。以上性能在设计使
8、用发热器时要综合考虑，根据实际情况选择发热器。推荐尽量采用有一定冲击电流的发热器，虽然瞬间电流较大，但由于是推荐尽量采用有一定冲击电流的发热器，虽然瞬间电流较大，但由于是较短时间内的冲击，一般对电路中温控、熔断器不会造成影响，而发热较短时间内的冲击，一般对电路中温控、熔断器不会造成影响，而发热迅速，到达稳定功率的时间就大大缩短，同时发热器的性能也较稳定。迅速，到达稳定功率的时间就大大缩短，同时发热器的性能也较稳定。2 PTC器件性能与工艺器件性能与工艺 (风扇型风扇型)2.1 PTC器件基本性质器件基本性质R-T曲线010002000300040005000600001020304050607
9、08090100110120130140150160170180190200210220230240250260270温度RPTC器件（元件组合）的R-T2 .1.1 PTC器件器件R-T曲线曲线 2 .1.3 PTC器件功率与环境温度器件功率与环境温度2 .1.4 PTC器件功率与风量、压差器件功率与风量、压差10万 次通 断电 老化 曲线 （1 分钟 通， 1 分 钟断 ）01234567012345678910次 数（ x 1 04)老化率（% ）2 .1.5 PTC器件功率老化器件功率老化4000小 时干 烧老 化实 验024681012141618200400800120016002
10、00024002800320036004000时间（小时）老化率（% ）2 .1.5 PTC器件功率老化器件功率老化2.1.6 PTC器件其他特性器件其他特性器件的形状和尺寸器件的形状和尺寸长度：带电产品以长度：带电产品以24mm整数倍最佳，公差整数倍最佳，公差1mm以上以上宽度：带电产品以宽度：带电产品以22mm整数倍，管式产品以整数倍，管式产品以24mm整数倍，公整数倍，公差：差：PTC片片0.05mm、单条、单条0.15mm、双条、双条0.2mm，叠加，叠加后的公差较大，如后的公差较大，如9788组件，组件，2单条单条3双条双条4排片，总公差为：排片，总公差为：20.15+30.2+40
11、.05= 1.1mm铝管厚度公差：铝管厚度公差：2 0.1mm高度：固定高度：固定15mm2.1.7 PTC器件其他特性器件其他特性器件的温度器件的温度干烧表面温度基本与居里点相同，通风状态下约在干烧表面温度基本与居里点相同，通风状态下约在150左右，左右，g干烧达干烧达240-260 ,是客户选择支架材料的依据。是客户选择支架材料的依据。风温跟风速、功率关系最大，风速越低风温跟风速、功率关系最大，风速越低/高，风温越高高，风温越高/低；功率低；功率越高越高/低，风温越高低，风温越高/低。跟居里点及低。跟居里点及PTC排布也有一定关系。排布也有一定关系。温控器的放置位置对真温控器的放置位置对真
12、/假片的排布有要求，同时选择何种断开温假片的排布有要求，同时选择何种断开温度的温控器依据放置位置处度的温控器依据放置位置处PTC片的温度及是否真片。片的温度及是否真片。2.1.8 PTC器件其他特性器件其他特性器件的绝缘强度（绝缘电阻，泄露电流）器件的绝缘强度（绝缘电阻，泄露电流）管式产品一般为管式产品一般为1800V/5mA/5S 100/50M发夹产品一般为发夹产品一般为3750V/2mA/5S 器件配件的特性（温控器，熔断器，连接器件配件的特性（温控器，熔断器，连接端子，线组）端子，线组）2 .2.1 PTC器件工艺流程器件工艺流程vPTC元件 散热条 硅胶 铝管 绝缘纸 电极板 端子等
13、v器件制造工艺器件制造工艺带电产品带电产品称量球磨上夹耐压固化装配测试包装涂胶检修磨条排片刷胶2 .2.2 PTC器件工艺流程器件工艺流程管式不带电产品管式不带电产品称量球磨刷胶上夹穿管磨表面固化耐压测绝缘压管切管磨、洗管排片包装耐压测试涂管口测绝缘装配2 .2.3 PTC器件工艺流程器件工艺流程发夹产品发夹产品称量球磨热压压管穿片测绝缘耐压测绝缘穿管穿电极板切管磨、洗管做绝缘套分电阻检外观包装 3 PTC器件的应用器件的应用PTC器件的应用范围器件的应用范围vPTC 加热器件因其使用安全、热转换效率加热器件因其使用安全、热转换效率高、升温迅速、无明火、无氧耗、自动恒高、升温迅速、无明火、无氧
14、耗、自动恒温等特点得到了广泛的应用。目前已大批温等特点得到了广泛的应用。目前已大批量使用于冷暖空调、暖风机、干衣机、除量使用于冷暖空调、暖风机、干衣机、除湿机、汽车空调、液体加热器湿机、汽车空调、液体加热器 、直发器、直发器 、卷发器卷发器 、咖啡壶、水煲、暖奶器、蒸汽发、咖啡壶、水煲、暖奶器、蒸汽发生器生器 、烘鞋器等领域。、烘鞋器等领域。柜机空调用柜机空调用PTC器件器件分体挂机空调用分体挂机空调用PTC器件器件窗机空调用窗机空调用PTC器件器件移动空调用移动空调用PTC器件器件中央空调用中央空调用PTC器件器件暖风机用暖风机用PTC器件器件干衣机用干衣机用PTC器件器件液体加热液体加热P
15、TC器件器件水流水流水流水流液体加热液体加热PTC器件器件直发、卷发器用直发、卷发器用PTC器件器件咖啡壶、水煲用咖啡壶、水煲用PTC器件器件4 PTC器件在冷暖空器件在冷暖空调中的应用调中的应用 热泵型冷暖空调在制热时需一个电磁四通换向热泵型冷暖空调在制热时需一个电磁四通换向阀，完成制冷、制热循环的切换，但电磁四通阀和阀，完成制冷、制热循环的切换，但电磁四通阀和辅助毛细管容易损坏，且易泄露，在辅助毛细管容易损坏，且易泄露，在0以下使用时，以下使用时，容易结霜，蒸发器不能从外界空气中吸收足够热量容易结霜，蒸发器不能从外界空气中吸收足够热量来使制冷剂气化，使热泵制热效果下降。这时，需来使制冷剂气
16、化，使热泵制热效果下降。这时，需要电辅助加热器预热系统，保证热泵正常工作。要电辅助加热器预热系统，保证热泵正常工作。 在高寒地区，由于室外温度过低，使得空调在在高寒地区，由于室外温度过低，使得空调在制热时效率很低，制热量不足，也需要增加电辅助制热时效率很低，制热量不足，也需要增加电辅助加热器提高制热量加热器提高制热量。4 .1 应用原理应用原理4 .2 PTC器件应用优点器件应用优点1）更安全）更安全 市面上采用辅助电加热的冷暖空调机所用的热市面上采用辅助电加热的冷暖空调机所用的热源分为采用电热管发热和采用源分为采用电热管发热和采用PTC辅助加热器这辅助加热器这两种为主。采用电热管加热的空调机
17、内装上一个两种为主。采用电热管加热的空调机内装上一个电热管通电发热，实质上就相当于一个挂在墙上电热管通电发热，实质上就相当于一个挂在墙上的电炉，具有很大的安全隐患，由于的电炉，具有很大的安全隐患，由于PTC辅助加辅助加热器具有低温恒温，表面绝缘等特性，特点是安热器具有低温恒温，表面绝缘等特性，特点是安全，并且无明火、不易燃烧，安全排除了这种安全，并且无明火、不易燃烧，安全排除了这种安全隐患。另外全隐患。另外PTC发热器上装有温控器和熔断器，发热器上装有温控器和熔断器，起双重保护功能。起双重保护功能。2）更节能）更节能 PTC发热器件具有恒温、低温加热的特性，在发热器件具有恒温、低温加热的特性，
18、在环境温度提高后可自动降低发热功率，达到自环境温度提高后可自动降低发热功率，达到自动节能的效果动节能的效果。3）制热迅速）制热迅速 因因PTC发热器的发热功率随环境温度的降低而发热器的发热功率随环境温度的降低而提高，同时在启动时有比额定功率更高的冲击提高，同时在启动时有比额定功率更高的冲击功率（电流），所以在环境温度较低时制热速功率（电流），所以在环境温度较低时制热速度较快。度较快。4 .2 PTC器件应用优点器件应用优点4）可超低温启动）可超低温启动 即使零下即使零下40度也可照常启动、迅速制热，保证度也可照常启动、迅速制热，保证压缩机顺利启动工作。压缩机顺利启动工作。 5）可作到除湿不降温
19、）可作到除湿不降温 利用利用PTC加热器加热除湿后的冷气，取得加热器加热除湿后的冷气，取得3倍倍抽湿效果，而且除湿不降温，连续除湿，压缩抽湿效果，而且除湿不降温，连续除湿，压缩机无须频繁开停，节能省电。机无须频繁开停，节能省电。4 .2 PTC器件应用优点器件应用优点1、空调用、空调用PTC加热器的功率测试，是在空调整机送风模式加热器的功率测试，是在空调整机送风模式高档风速，无外界气流和其它热源辐射影响及远离阻挡物高档风速，无外界气流和其它热源辐射影响及远离阻挡物1m以上、环境温度为以上、环境温度为251的条件下进行；的条件下进行； 2、PTC加热器在工作时有热膨胀现象，故在结构设计时应加热器
20、在工作时有热膨胀现象，故在结构设计时应考虑其与周围留有一定间隙（考虑其与周围留有一定间隙（2mm以上）；以上）； 3、若选用表面带电型加热器，在设计时还应考虑防触电措、若选用表面带电型加热器，在设计时还应考虑防触电措施及蒸发器结霜时的安全间距，确保没有人体、金属物和施及蒸发器结霜时的安全间距，确保没有人体、金属物和霜层触及的可能。选用表面绝缘型加热器则较为安全；霜层触及的可能。选用表面绝缘型加热器则较为安全； 4、若选用不带过热保护的加热器时，使用时还应必须在电、若选用不带过热保护的加热器时，使用时还应必须在电控回路中串接熔断器进行防短路保护；控回路中串接熔断器进行防短路保护； 5、加热器应避
21、免在有粉尘、溶剂、油污、盐份的气体和蒸、加热器应避免在有粉尘、溶剂、油污、盐份的气体和蒸汽流等环境下使用，以免造成早期失效。汽流等环境下使用，以免造成早期失效。 4 .3 PTC器件使用注意事项器件使用注意事项5 PTC器件在暖风机器件在暖风机中的应用中的应用1、组件结构尽量统一、简化，采用单、组件结构尽量统一、简化，采用单双双单条的结构。单条的结构。2、功率范围要求、功率范围要求+5%-10%，低档一般为参考值，不作为，低档一般为参考值，不作为检验标准，范围检验标准，范围10%。低档实现方式部分片发热；。低档实现方式部分片发热；改变风速（电机转速）；改变交流电波形。错误方法改变风速（电机转速
22、）；改变交流电波形。错误方法改变电压；将改变电压；将PTC片串联。片串联。3、冲击电流要求：、冲击电流要求：100-120V 2I稳；稳；220-240V 1.5 I稳稳有一定冲击电流的组件稳定性更好，功率稳定快、有一定冲击电流的组件稳定性更好，功率稳定快、PTC效效应明显。应明显。4、电机转速（风速）对功率影响较大。、电机转速（风速）对功率影响较大。5、风道、机壳配合可能会影响到风量，从而影响功率。、风道、机壳配合可能会影响到风量，从而影响功率。5 .1 PTC器件使用注意事项器件使用注意事项6 PTC器件在发夹中器件在发夹中的应用的应用直发器简介 l直发器又叫电夹板，通俗的叫夹板，是通过电
23、流加热直发器的发热体MCH或PTC 或发热丝，传导到铝板或陶瓷板发热。l直发器，顾明思义就是把头发拉直，通过发热元件把头发加热，软化，然后再冷确，以达到直发的目的。现在的直发器，既可以拉直，又可以拉卷。以前直发器，主要使用者是专业的发廊理发师，从07年欧美地区已进入了家庭个人市场，在家里就可以给秀发做个SPA。2010年直发器将进入中国家庭市场，将会发展成为个人护理的必备产品，就象牙刷一样普及。 直发器分类直发器分类 1)直发器按照发热体的不同可以分为陶瓷发热体,PTC发热体和发热丝发热体；2)直发器按照发热板的材料不同,可以分为:纯陶瓷发热板,表面喷陶瓷釉的铝板,微晶玻璃板；3)直发器从结构
24、上区分,一般分为V型和X型两种,；4)直发器按照电源不同,分为有线直发器和无线充电式直发器；5)直发器按照尺寸划分可以分为宽板，中板，窄版和迷你型；6）直发器按照拉发类型分，可分为普通型和干湿两用型；7)电压和出口国家分类，插头有中国插、欧插、美插（美国漏电保护插）、澳插、日本插、德国电动插、南非插、英国插等插头。电压有：110V240V的全球通用电压也有，单单对某个国家，特定的电压或电流。 7 PTC器件与器件与空调用空调用其其他类型加热器的对比他类型加热器的对比目前空调中使用的其他类型的电辅目前空调中使用的其他类型的电辅助加热器主要有以下两种：助加热器主要有以下两种：v1 电加热管电加热管
25、v2 金属金属PTC7 .1 空调用其他类型加热器空调用其他类型加热器l电热管的结构是在一金属管内放入电热丝，并在电热管的结构是在一金属管内放入电热丝，并在空隙部分紧密地填充有导热性和绝缘性的结晶氧空隙部分紧密地填充有导热性和绝缘性的结晶氧化镁。电热丝两端通过两个引出棒与电源相接，化镁。电热丝两端通过两个引出棒与电源相接，它结构简单，但存在表面温度高，安全隐患较大它结构简单，但存在表面温度高，安全隐患较大等缺点。等缺点。7 .1.1 电加热管电加热管7 .1.1 电加热管电加热管7 .1.1 电加热管电加热管l金属金属PTC电加热器是电加热器是一是采用金属一是采用金属PTC材材料制成的发热器，
26、金料制成的发热器，金属属PTC材料具有较小材料具有较小的的PTC特性，发热器特性，发热器自身具有一定的温度自身具有一定的温度自动调节特性，但因自动调节特性，但因PTC效应太小，不通效应太小，不通风时表面温度仍然较风时表面温度仍然较高，存在安全隐患高，存在安全隐患。 7 .1.2 金属金属PTC组件组件0102030405025100200300400500600700温度（度）电阻（欧姆）升阻比=0.64， Rmax/Rmin=6.39， 而陶瓷PTC的升阻比通常大于3， Rmax/Rmin大于1000。7 .1.2 金属金属PTC的的R-T曲线曲线金属金属PTC电热管电热管PTC备注备注表面
27、温度(带温控器）吹风195145140表面温度(带温控器）不吹风505528250温控器3分钟跳断时温度表面温度（不带温控器）吹风195145140表面温度（不带温控器）不吹风632650250PTC3分钟稳定，金属PTC5分44秒稳定，电热管7分12秒稳定，不吹风时电流3.28A1.725A0.63A吹风时电流4.52A1.722A6.5A7 .2不同发热体温度、电流对比不同发热体温度、电流对比 8 PTC器件其他应用器件其他应用恒温加热用PTC自动消磁用PTC 延时启动用PTC过流保护用PTC过热保护用PTC传 感 器用PTC自动消磁自动消磁 为了消除外界杂散磁场引起的图象扭曲，为了消除外
28、界杂散磁场引起的图象扭曲，彩电和彩显中都设计了自动消磁电路，彩电和彩显中都设计了自动消磁电路， 由由PTC热敏电阻和消磁线圈来达到消磁效果。其原理热敏电阻和消磁线圈来达到消磁效果。其原理是每次开机时施加能量，在正常运行后逐渐移是每次开机时施加能量，在正常运行后逐渐移除能量，使电子束只受到偏转线圈的作用，而除能量，使电子束只受到偏转线圈的作用，而不受外部任何杂散磁场的影响。不受外部任何杂散磁场的影响。 当开机时，当开机时，PTC热敏电阻处在低阻态，消热敏电阻处在低阻态，消磁线圈中形成大电流，磁力线大于磁线圈中形成大电流，磁力线大于350At，可，可有效消除杂散磁场的影响。随后有效消除杂散磁场的影
29、响。随后PTC热敏电阻热敏电阻在大电流的影响下进入高阻态，回路电流自动在大电流的影响下进入高阻态，回路电流自动衰减，残余电流很小，衰减，残余电流很小， 近似于开路，磁力线减近似于开路，磁力线减至至0.03At以下，达到正常运行下可接受的限度以下，达到正常运行下可接受的限度。 节能灯电路节能灯电路传统的“硬启动”方式，灯丝因突加高压发生严重溅射损耗，导致灯管提前发黑报废。所谓“软启动”，是指经过适当预热再加高压点亮灯管，灯丝材料只会产生轻微溅射，灯管寿命得以延长四倍以上。应用PTC实现软启动的工作原理如下图所示：刚接通开关时，PTC处于低阻态，其阻值远远低于与之并联的电容阻抗，电流通过与之串联的
30、电容和PTC形成回路预热灯丝。约0.41.0S后，PTC发热温度超过开关温度Tsw 跃入高阻态，其阻值远远高于与之并联的电容阻抗，电流则通过与PTC并联、串联的两个电容形成回路导致LC谐振，产生高压点亮灯管。延时启动延时启动 当电路处于正常状态时，通过PTC的电流小于额定电流，PTC处于常态，阻值很小，不会影响电子变压器初、次级线圈 / 马达 / 晶体管等被保护电路的正常工作。当电路出现故障时，电流大大超过额定电流时，PTC陡然发热，阻值骤增至高阻态，使线路处于相对“断开”状态，从而保护电路不受损坏。而当故障排除，电流回复正常后，PTC亦自动回复至低阻态，电路恢复正常工作。过流保护过流保护PTC电路电路谢谢谢谢
