自恢復保險絲是一種過流保護裝置和PPTC,即聚合物正溫度熱敏電阻。集電極自恢復熔斷器是一種可自動復位的過流保護元件。由高分子有機聚合物在高壓、高溫,硫化反應條件下,摻雜導電顆粒材料,經特殊工藝加工而成。與傳統保險絲只能使用一次且需要更換不同,自恢復保險絲可在故障排除和電路斷電后能夠復位,從而減少了保修、服務和維護成本。
一、自恢復保險絲的工作原理
自恢復保險絲由特殊處理的聚合樹脂和分布在其中的導電顆粒(炭黑)組成。
在正常操作下,聚合物樹脂緊密結合晶體結構外部的導電顆粒,形成鏈狀導電電通路。此時自恢復熔斷器處于低阻狀態,線路上流經自恢復熔斷器的電流產生的熱能較小,不會改變晶體結構。
線路短路或過載時,流經自恢復熔斷器的大電流會產生熱量,使高分子樹脂熔化,體積迅速增大,形成高阻狀態,工作電流迅速減小,限制和保護電路。
當故障去除后,自恢復保險絲再次冷卻結晶,體積縮小,導電顆粒再次形成導電通路,自恢復保險絲恢復到低電阻狀態,完成電路的保護,無需人工更換。
二、自恢復保險絲的動作原理
自恢復保險絲的工作原理是能量的動態平衡,流經自恢復保險絲的電流由于電流的熱效應而產生一定程度的熱量(所有的自恢復保險絲都有電阻值),產生的熱量全部或部分散發到環境中,自恢復熔斷器元件的溫度會升高而不散熱。
正常工作時,溫度較低,產生的熱量和散發的熱量達到平衡。
自恢復保險絲元件處于低電阻狀態,自愈熔絲不工作。當流過自恢復熔斷器元件的電流增加或環境溫度升高時,但是如果在產生的熱量和散發的熱量之間達到平衡,自恢復熔斷器仍然不工作。
當電流或環境溫度再升高時,自恢復保險絲將達到更高的溫度。
此時,如果電流或環境溫度繼續再次升高,產生的熱量將大于散發出的熱量,這將使自恢復熔斷器元件的溫度突然升高。在這個階段,一個小的溫度變化將大大改善組織。此時自恢復熔斷器元件處于高阻保護狀態,阻抗的增加限制了電流,電流在短時間內急劇下降,從而保護電路設備不受損壞,只要外加電壓產生的熱量足夠使自恢復熔斷器元件發出的熱量處于變化狀態,自恢復熔斷器元件就可以一直處于動作狀態。
當施加的電壓消失時,自恢復保險絲可以自動恢復。