Pengetahuan Asas PTC

PTC ialah singkatan kepada Positive Temperature Coefficient, secara amnya merujuk kepada bahan atau komponen semikonduktor dengan pekali suhu positif yang besar. Biasanya, apabila kita menyebut PTC, kita merujuk kepada Thermistor Pekali Suhu Positif, yang biasanya dikenali sebagai termistor PTC. Termistor PTC ialah sejenis perintang semikonduktor dengan kepekaan suhu, dan apabila suhu melebihi ambang tertentu (suhu Curie), rintangannya meningkat secara mendadak dengan kenaikan suhu.

Bahan seramik biasanya digunakan sebagai penebat yang sangat baik dengan rintangan yang tinggi. Termistor PTC seramik dibuat menggunakan barium titanate sebagai asas dan didop dengan bahan seramik polihablur lain, menghasilkan ciri rintangan dan semikonduktor yang lebih rendah. Ini dicapai melalui doping sengaja unsur kimia dengan valens yang lebih tinggi sebagai titik kekisi kristal. Sebahagian daripada ion barium atau ion titanat dalam kekisi digantikan oleh ion valensi yang lebih tinggi, mewujudkan bilangan elektron bebas tertentu yang menyumbang kepada kekonduksian elektrik.

Sebab untuk kesan PTC (Pekali Suhu Positif), iaitu, peningkatan mendadak dalam rintangan, terletak pada organisasi bahan, yang terdiri daripada banyak mikrokristal kecil. Pada antara muka kristal ini, yang dikenali sebagai sempadan butiran, halangan terbentuk, menghalang pergerakan elektron ke kawasan bersebelahan. Akibatnya, rintangan menjadi tinggi. Kesan ini diimbangi pada suhu rendah disebabkan oleh pemalar dielektrik yang tinggi dan kekuatan polarisasi spontan pada sempadan butiran, yang menghalang pembentukan halangan dan membenarkan elektron mengalir dengan bebas. Walau bagaimanapun, pada suhu tinggi, pemalar dielektrik dan kekuatan polarisasi berkurangan dengan ketara, menyebabkan halangan dan rintangan meningkat dengan mendadak, menunjukkan kesan PTC yang kuat.

Penimbangan dan Pencampuran: Bahan, seperti barium karbonat, titanium dioksida, dan bahan tambahan lain, ditimbang dan dicampur dengan tepat untuk mencapai sifat elektrik dan haba yang diperlukan.

1. Pengisaran Basah: Campuran mengalami pengisaran basah untuk membentuk pes seragam.

2. Penyahhidratan dan Pengeringan: Pes kemudiannya dikeringkan dan dikeringkan untuk menghilangkan kelembapan berlebihan.

3. Penekan Kering: Bahan kering ditekan kering ke dalam pelbagai bentuk, seperti cakera, segi empat tepat, gelang atau struktur sarang lebah.

4. Pensinteran: Kosong yang ditekan disinter pada suhu tinggi (sekitar 1400 darjah ) untuk membentuk komponen seramik.

5. Aplikasi Elektrod: Elektrod digunakan pada permukaan komponen seramik untuk menjadikannya konduktif.

6. Isih Rintangan: Komponen menjalani pengisihan rintangan untuk mengelaskannya berdasarkan nilai rintangannya.

7. Ikatan Wayar: Bergantung pada struktur produk akhir, ikatan wayar dilakukan untuk menyambungkan komponen.

8. Enkapsulasi Penebat: Komponen disertakan dalam bahan penebat untuk perlindungan.

9. Pemasangan: Komponen dipasang, dan jika perlu, ia diletakkan di dalam sarung pelindung.

10. Ujian Voltan Tahan: Termistor PTC yang dipasang menjalani ujian voltan tahan untuk memastikan keselamatan elektriknya.

11. Ujian Rintangan: Rintangan termistor PTC diperiksa untuk mengesahkan prestasinya.

12. Ujian Akhir: Ujian komprehensif dijalankan untuk menilai kefungsian keseluruhan termistor PTC.

13. Pembungkusan: Termistor PTC yang diuji dan diluluskan dibungkus untuk penghantaran.

14. Penyimpanan: Termistor PTC yang dibungkus disimpan dalam persekitaran yang sesuai sehingga ia diedarkan atau digunakan dalam pelbagai aplikasi.

Termistor PTC mempamerkan hubungan bergantung kepada suhu antara rintangan dan suhu, biasanya dikenali sebagai ciri Rintangan-Suhu (RT). Ciri RT menerangkan pergantungan rintangan kuasa sifar termistor PTC pada suhunya, di bawah voltan tertentu.

Rintangan kuasa sifar merujuk kepada nilai rintangan termistor PTC apabila diukur pada suhu tertentu, dengan kuasa gunaan yang sangat rendah, sangat rendah sehingga perubahan rintangan yang disebabkan oleh pelesapan kuasa boleh diabaikan. Rintangan kuasa sifar yang dinilai mewakili nilai yang diukur pada suhu ambien 25 darjah .

 

 

 

• Rmin: rintangan minimum

• Tmin: Suhu dalam Rmin

• Rtc: 2 kali ganda Rmin

• Tc:

Parameter utama yang mencirikan kualiti ciri RT ialah pekali suhu ( ), yang mencerminkan kecuraman lengkung RT. Pekali suhu yang lebih tinggi ( ) menunjukkan bahawa termistor PTC lebih sensitif kepada perubahan suhu, menghasilkan kesan PTC yang lebih ketara. Dalam erti kata lain, pekali suhu yang lebih tinggi bermakna prestasi yang lebih baik dan jangka hayat yang lebih lama untuk termistor PTC.

Pekali suhu ( ) bagi termistor PTC ditakrifkan sebagai perubahan relatif dalam rintangan yang disebabkan oleh perubahan suhu. Ia boleh dikira menggunakan formula:=(log(R2) - log(R1)) / (T2 - T1)

Biasanya, T1 diambil sebagai Tc + 15 darjah , dan T2 diambil sebagai Tc + 25 darjah , dengan Tc ialah suhu Curie bagi termistor PTC.

 

Ciri VI

 

Ciri Voltan-Arus (VI), juga dikenali sebagai ciri voltan arus atau ringkasnya ciri VI, menggambarkan saling bergantung antara voltan dan arus dalam termistor PTC apabila ia mencapai keseimbangan terma di bawah beban elektrik.

 

 

 

• Ik: Arus kendalian pada voltan terpakai Vk

• Ir: Arus baki apabila Vmax digunakan

• Vmax: Voltan maksimum

• VN: Voltan biasa

• VD: Voltan Pecahan

Ciri VI termistor PTC secara amnya boleh dibahagikan kepada tiga kawasan:

Rantau Linear (0-Vk): Di rantau ini, hubungan antara voltan dan arus mengikut hukum Ohm, dan tiada variasi bukan linear yang ketara. Ia juga dikenali sebagai kawasan bukan tindakan kerana termistor PTC tidak menunjukkan sebarang perubahan ketara dalam rintangannya.

Rantau Peralihan (Vk-Vmax): Di rantau ini, yang dikenali sebagai rantau peralihan atau pensuisan, rintangan termistor PTC mengalami perubahan pantas akibat pemanasan sendiri. Apabila voltan meningkat, arus berkurangan, mengakibatkan termistor PTC bertukar daripada keadaan rintangan rendah kepada keadaan rintangan tinggi. Wilayah ini juga disebut sebagai wilayah tindakan.

Rantau Pecahan (VD dan ke atas): Di rantau ini, yang dikenali sebagai rantau kerosakan atau tersandung, arus meningkat dengan peningkatan voltan. Rintangan termistor PTC menunjukkan penurunan eksponen, menghasilkan arus yang lebih tinggi untuk voltan yang lebih tinggi. Akibatnya, suhu termistor PTC meningkat, membawa kepada penurunan selanjutnya dalam rintangan. Akhirnya, ini boleh menyebabkan kerosakan haba atau tersandung termistor PTC.

Ciri VI adalah rujukan penting untuk perlindungan arus lebih yang disediakan oleh termistor PTC. Ia membantu menentukan kelakuan termistor di bawah keadaan voltan dan arus yang berbeza, memastikan perlindungan berkesan terhadap aliran arus yang berlebihan.

Ciri Arus-Masa merujuk kepada ciri termistor PTC di mana arus berubah mengikut masa semasa penggunaan voltan.

Apabila voltan pada mulanya digunakan pada termistor PTC, arus pada masa itu dipanggil Arus Mula. Apabila termistor PTC mencapai keseimbangan terma, arus yang kekal dirujuk sebagai Arus Baki.

Pada suhu ambien tertentu, apabila arus awal (memastikan ia adalah arus operasi) digunakan pada termistor PTC, masa yang diambil untuk arus berkurangan kepada 50% daripada arus permulaan dipanggil Masa Tindak Balas atau Pemalar Masa Tindak Balas. Ciri masa semasa ialah rujukan penting untuk pelbagai aplikasi termistor PTC, seperti penyahmagnetan automatik, permulaan tertunda dan perlindungan beban lampau.