Nguyên lý làm việc của PTC Thermistor
Hầu hết các nhiệt điện trở PTC được thiết kế bằng sứ đa tinh thể pha tạp, bao gồm BaTiO3 (barium titanate) và các hợp chất khác. Những vật liệu này có đặc tính tăng điện trở đột ngột ở một nhiệt độ tới hạn nhất định. Vật liệu bari titanat (BTO) là vật liệu sắt điện có hằng số điện môi thay đổi theo nhiệt độ.
Nguyên lý làm việc của nhiệt điện trở PTC chủ yếu phụ thuộc vào sự thay đổi điện trở gây ra bởi sự thay đổi nhiệt độ bên trong. Khi nhiệt độ tăng, điện trở tăng. Khi nhiệt độ giảm, điện trở giảm. Vì vậy, trong loại nhiệt điện trở này, cả điện trở và nhiệt độ đều tỷ lệ thuận với nhau.
Các loại điện trở nhiệt PTC
Điện trở nhiệt được chia thành ba loại theo cấu trúc, vật liệu và bộ xử lý sản xuất, chẳng hạn như công tắc gốm, điện trở silicon và PPTC polymer.
1. Nhiệt điện trở silicon PTC
Loại nhiệt điện trở này chủ yếu bao gồm những loại sử dụng vật liệu bán dẫn silicon, đây là những thiết bị tuyến tính có điện trở PTC (Hệ số nhiệt độ dương) đáng kể. Chúng hiển thị NTC (Hệ số nhiệt độ âm) khi nhiệt độ vượt quá 150 độ. Các điện trở nhiệt này được sử dụng làm cảm biến nhiệt độ PTC do đặc tính tuyến tính của chúng và cũng có thể được sử dụng để bù nhiệt độ.
2. Công tắc gốm PTC nhiệt điện trở
Loại thứ hai là nhiệt điện trở PTC của công tắc gốm, có đường cong nhiệt độ-điện trở cực kỳ phi tuyến tính. Khi nhiệt điện trở được cấp điện, ban đầu điện trở sẽ giảm cho đến khi đạt đến mức nhiệt độ cố định. Khi nhiệt độ tăng lên trên một mức cố định, điện trở sẽ tăng lên đáng kể. Nhiệt điện trở này được sử dụng rộng rãi trong các cảm biến, bộ gia nhiệt PTC và cũng có thể được sử dụng để bảo vệ quá nhiệt, bảo vệ dòng điện, bảo vệ trễ thời gian và bù nhiệt độ.
3. Nhiệt điện trở polyme PPTC
Điện trở nhiệt hệ số nhiệt độ dương polyme, hoặc điện trở nhiệt PPTC, còn được gọi là cầu chì có thể đặt lại vì chúng thể hiện hiệu ứng PTC phi tuyến tính. Loại nhiệt điện trở này là một thiết bị được kích hoạt bằng nhiệt, do đó, bất kỳ biến động nào về nhiệt độ môi trường sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của nhiệt điện trở. Nhiệt điện trở này có điện trở tối thiểu trong điều kiện hoạt động bình thường và ít kiểm soát hiệu suất của mạch hơn so với phần còn lại của mạch.
Tuy nhiên, nếu hệ thống điện rơi vào tình trạng lỗi, PPTC sẽ phản hồi ngay lập tức bằng cách nhập tình trạng ngắt. Khi tình trạng lỗi được loại bỏ, nhiệt điện trở sẽ tự đặt lại và mạch điện sẽ trở lại tình trạng hoạt động bình thường.
Những nhiệt điện trở này được sử dụng trong quá trình kiểm soát và bảo vệ ô tô, viễn thông, điện tử tiêu dùng, thiết bị y tế.
