便攜式電子設備、充電器和電源適配器的過流保護元件PPTC

雖然PPTC元件的過電流保護效果非常顯著，但其本身所具有的溫度衰減特性卻鮮受關注，事實上，這種特征非常適合在過熱故障時提供有效保護。

一些變壓器線圈通過內置溫度保險絲，可以具有過熱保護功能。但由于溫度保險絲為一次性元件，不適用于防止瞬間故障，如輸出端短路或輸入電壓波動的故障情況。而CPTC（陶瓷PTC）元件則因為有阻抗較高的缺點，會導致在正常工作條件下也產生過量的功率損耗。當然通過提高絕緣材料的耐熱等級，也可以免去進一步的保護措施，但直接結果是變壓器成本大大增加。

圖2顯示出PPTC元件用于變壓器次級線圈的過熱保護特性。實驗中，線性電源適配器輸出端被人為短路，因為線圈電阻的存在，輸出電流在1A左右。此時，次級線圈的溫度開始增加，當達到100℃的時候，在溫度和電流的共同作用下PPTC元件動作，從而限制了次級線圈的電流，并制止了線圈溫度進一步上升。

選擇PPTC元件時，需要考慮可以通過的最大負荷電流，最高的環境溫度（通常為45℃）以及由變壓器溫度上升速率所決定的的最大動作時間。

4CLA短路保護

由于汽車環境的多變以及要給各種精密電子設備供電，CLAs（汽車點煙器電源適配器）必須要在很寬的溫度范圍和充電條件下工作。所以，CLAs經常出現短路故障以及保險絲燒毀的情形。通常，這些情形是由過電流、充電器電路故障或反向充電所引起的。

在CLA輸入端接入過電流保護裝置，可以防止此類故障以及可能導致的損壞。這種裝置的具體保護要求是由終端設備的負載電流，以及CLA電源轉換電路的故障敏感性決定的。通常是在CLA的輸入端，應用過電壓保護器件，如瞬時限壓二極管提供過電壓保護；結合自復式保護元件，如PPTC元件，即可提供一個“一插即可”的解決方案，對電路進行保護從而減少質保返修。

圖3顯示一個典型的CLA電路圖。圖3中是一個PolySwich自復元件和一個瞬時限壓（TVS）二極管提供輸入保護。IC用于控制DC/DC降壓轉換器，由PPTC獨用或與TVS相結合的保護措施可以防止以下4種故障造成的損壞。

1）負載過流故障的車載電話導致過大的電流，會使PPTC動作跳變至高阻狀態，直至故障排除。

2）轉換器發生故障時的汽車電路保護如果轉換器或控制IC失效，短路電流會使PPTC動作跳變至高阻狀態，以保護汽車的線路及保險絲。

3）發動機啟動瞬間發動機啟動時會產生瞬時峰值電壓，該電壓通常會被TVS二極管抑制。然而，如果瞬時電壓值過大，可能會超過TVS二極管的承受能力。而如果使用了PPTC，就可以在過量電流損壞TVS以前動作并限流，從而起到保護TVS的作用。

4）極性倒置如果汽車電池極性倒置，TVS二極管將會正向導通，過大電流通過PPTC導致其動作跳變至高阻狀態，從而保護了TVS，并將流過轉換器的反向電壓限制在TVS正向電壓降水平下。

選擇PPTC元件時，必須考慮可能通過的最大負載電流、最高環境溫度、以及為防止其它部件損壞所要求的最大動作時間。根據這些參數，可以選擇插腳式或表面貼裝式的自復器件。

5結語

PPTC元件在廣泛的電路保護應用中顯示了卓越的性能，并有UL，CSA和TBV的安全認證。PPTC為裝置提供了可靠、自復式的保護，有效地減少了巨額的質保返修，大大提高了客戶的滿意程度。