什么是可恢复保险丝

什么是可恢复保险丝

可恢复保险丝，学名也叫 PPTC（聚合物正温度系数）元件，是一种特殊的电路保护器件。它最大的特点就是“自恢复”！

传统保险丝： 遇到过大电流（短路或过载）时，里面的熔丝会熔断，切断电路。保护是保护了，但必须手动更换才能恢复供电，麻烦且可能耽误事。

可恢复保险丝： 同样能在过流时快速“跳闸”，从低电阻变成高电阻状态，把电流限制在安全范围内。最关键的是，当故障排除、电源断开一段时间后（通常是几秒到几分钟），它能自动冷却并恢复到低电阻的导通状态，电路功能随之恢复！无需更换，自动搞定！

相比传统熔断保险丝，其具备如下特性。

特性	传统熔断保险丝	PPTC可恢复保险丝
保护机制	熔丝物理熔断	聚合物晶格结构变化导致电阻跃升
恢复方式	需人工更换	故障排除后冷却自动复位
响应速度	毫秒级（依赖熔断曲线）	毫秒级（<100ms）
生命周期成本	高（更换+维护成本）	低（单器件终身免维护）
车规级温度范围	-40℃~125℃	-40℃~85℃（部分可达125℃）

PPTC保险丝动作机理

 PPTC 主要是由聚合树脂和导电材料所组成。在正常工作条件下，其表现出极低的电阻值；当异常电流发生或环境温度提高时，其阻值迅速提高，呈现高阻抗的状态，从而限制异常电流流过 PPTC 元件，此过程称为“动作”。当故障得到排除后，PPTC 元件自动恢复到低阻状态，回到正常工作的状态。

物理特性：PPTC 由结晶性聚合物(Polymer)及导电粒子(Carbon Black)所組成。在正常操作下， Polymer紧密地将导电粒子束缚在结晶状的结构内，形成低阻抗的导电通路，如图中的(1a)所示。因为电阻很低，所以线路上流经 PPTC元件的电流所产生的热能小，不会改变Polymer的晶体结构。异常电流发生，导体上所产生的热能便会将Polymer由结晶状变成胶状 (Amorphous)，如图中的(1b)所示，在此种情況下，被束缚的导体便会分离， 导电通路被破坏，导致阻抗迅速提高而限制异常电流流过 PPTC元件。异常电流消失后，导电通路通路又会再度结合成为低阻抗。

电气特性：PPTC元件的动作原理是一种能量的平衡，当过电流流过PPTC元件时由于焦耳定律I2R的关系会产生热，而产生的热能部分会散发到环境中，没有散发的部分热能便会提高元件的温度。

在图中Point 1时温度较低，产生的热和散发的热达到平衡，但是流过的电流较大或是环境温度较高时，会产生较高的热，而提高 PPTC元件的溫度。然而当电流或环境温度的增加并不显著时，PPTC元件所产生的热可以散发环境中而在Point 2达到平衡。

 当过电流或环境温度再提高时，PPTC元件会达到一个较高的溫度，如图Point 3所示。若此时电流或环境温度继续增加，产生热能便会大于散发热能，使得PPTC元件溫度速增，在此阶段，很小的温度变化就会造成阻值的大幅提高，这个现象现可由Point 3及Point 4看出。这时PPTC元件正处于动作的保护状态，阻抗的增加便限制了电流的通过，从而保护设备免于损坏。

注：动作原理参考自慧瑞电子材料官网介绍

动作过程示意如下：

需求背景及主要应用

汽车部件对外供电接口为了避免装配过程及线束短路造成部件损坏，要求控制器接口短地不损坏，为了应对这个需求，对外供电电路通常有三种方案：highside、带电流保护的分离MOS控制电路、可恢复保险丝三种方案。

这三种方案各有优劣势，其中可恢复保险丝在小电流应用场景具备电路简单，成本便宜的优势。

可恢复保险丝方案广泛应用在电子控制单元、信息娱乐与便利系统、传感器与执行器等控制器中，这些控制单元、传感器短路、执行器故障或线路错误导致过流损坏，维修费高昂。PPTC提供了一道经济高效的自动防线，免去跑维修店的麻烦，提升用车体验。

=========================================================================

码字不易，欢迎点赞、关注、转发，感谢支持！