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NTC热敏电阻、压敏电阻和保险丝工作原理

news 2025/8/12 12:45:07

一、NTC压敏电阻

示例：

二、详细讲述一下NTC热敏电阻保护电路的过程

1、抑制浪涌电流

步骤：

作用：

2、过流保护

步骤：

作用：

3、温度检测与过热保护

步骤：

作用：

总结：

三、开关电源设计中使用保险丝管还是自恢复保险丝

以表格展示：

整理汇总一个表格，比较直观！

器件名称	电路中连接方式	工作原理	典型应用
NTC热敏电阻（看电流）	串联	1）主要用于抑制浪涌电流和过流保护。 2）利用其电阻值随温度升高而降低的特性，限制启动时的浪涌电流。	开关电源、电子设备电源输入端的浪涌电流抑制。
压敏电阻（看电压）	并联	1）主要用于过压保护和吸收浪涌能量； 2）当电压超过阈值时，电阻值迅速下降，分流过电压，保护电路元件。	电源电路、信号线路的过电压保护。
保险丝（看电流）	串联	过电流开路	开关电源等

一、NTC压敏电阻

属性

定义

作用

选型原则

压敏电压（V1mA）

常用470V

指当通过压敏电阻的电流为1mA时，其两端的电压值。

1）确定保护水平：压敏电压是压敏电阻开始显著导通的阈值电压，用于限制过电压的幅度；

2）防止误动作：应高于电路正常工作电压！

1）交流电路：电路最大工作电压有效值1.5~2.2倍；

2）直流电路：电路最大工作电压1.8~2倍。

工作电压（最大持续工作电压）

指压敏电阻能够长期稳定承受的最大交流或直流电压

1）确保可靠性；

2）延长寿命。

电路最大工作电压 < 工作电压 < 压敏电压

注：需考虑电压波动和峰值，确保在极端情况下也不超过工作电压

示例：

>电路工作电压：220V AC（有效值）

>压敏电压选择：

220V * 1.5 = 330V（最小值）

建议选择压敏电压为470V的压敏电阻，既满足保护需求，又留有足够余量。

>工作电压:

>应高于220V AC的峰值电压（最大瞬时电压）

计算公式： 峰值电压（最大瞬时电压） = 有效值 X 根号2

注意事项：

1）220V AC交流电通常指有效值（RMS）是220V；

2）直流电没有“有效值”这一概念！

220V * 根号2 = 311V

取值应大于311V，小于470V。

二、详细讲述一下NTC热敏电阻保护电路的过程

1、抑制浪涌电流

步骤：

1）电源开启瞬间：

>当电路接通电源时，滤波电容等元件需要充电，会产生很大的浪涌电流。

2）NTC高阻抗限制电流：

>NTC热敏电阻在常温下电阻值较高，串联在电路中，限制了浪涌电流的峰值。

3）NTC升温阻值下降：

>随着电流通过NTC，其自身发热，温度升高，电阻值迅速下降。

4）电流稳定：

>当电路进入正常工作状态，电流稳定，NTC的电阻值降至很低，对电路影响很小。

>动态平衡

>>热量产生与散失：在稳定电流下，NTC热敏电阻产生的热量与散失的热量达到平衡，温度稳定在某一值。

>>对应低电阻值：由于NTC负温度特性，该稳定温度对应的电阻值较低。

作用：

>防止浪涌电流对电路元件（如整流桥、开关管等）造成冲击和损坏。

2、过流保护

步骤：

1）电流异常增大：

>当电路发生过载或短路，电流超过设定值。

2）NTC温度上升：

>大电流通过NTC，使其温度迅速升高。

3）电阻值下降：

>负温度特性，温度升高导致NTC电阻值进一步下降。

4）触发保护机制：

>NTC电阻值的下降可能引起电路中其他保护元件（如保险丝、熔断器）动作，切断电流，防止设备损坏。

作用：

>在异常电流情况下，及时切断电路，保护电路元件和系统的安全。

3、温度检测与过热保护

步骤：

1）温度变化检测：

>NTC作为温度传感器，串联在分压电路中，其电阻值随温度变化而改变。

2）电压信号转换：

>由于NTC电阻值的变化，分压电路的输出电压也相应变化。

3）信号处理与判断：

>微控制器或保护电路检测到电压变化，判断当前温度是否超过设定阈值。

4）触发保护措施：

>当温度超过安全范围时，系统采取保护措施，如降低工作电流、关闭电路等，防止过热损坏。

作用：

>实时监测电路温度，预防因过热导致的故障和损坏。

总结：

保护过程	内容
启动阶段	利用高阻抗抑制浪涌电流
工作阶段	低阻抗减少对电路的影响，实时监测温度和电流
故障阶段	通过电阻值变化触发保护机制，确保电路安全