?一、過溫保護作用
原理闡述:在保護板電路中,
保護板用熱敏電阻可以感知溫度變化。當電路中的溫度升高到一定程度時,保護板用熱敏電阻的阻值會根據(jù)其溫度特性發(fā)生改變。對于正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻,溫度升高,阻值增大;對于負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻,溫度升高,阻值減小。
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以 PTC 熱敏電阻為例,當電路出現(xiàn)異常過熱情況,如過載、短路或者散熱不良導致溫度急劇上升時,PTC 熱敏電阻的阻值會迅速增大。根據(jù)歐姆定律(I = U/R),在電壓不變的情況下,電阻增大,電流就會減小,從而限制了電路中的電流,避免因過大電流導致電路元件進一步發(fā)熱損壞,起到了過溫保護的作用。
應用場景舉例:在鋰電池保護板中,鋰電池在充放電過程中如果發(fā)生過充、過放或者內(nèi)部短路等情況,電池溫度會快速上升。熱敏電阻能夠及時檢測到這種溫度變化,當溫度達到設定的閾值(例如 80 - 90℃)時,就會啟動保護機制,切斷電路,防止電池過熱引發(fā)燃燒、爆炸等安全事故。
二、溫度補償功能
原理講解:許多電子元件的性能會受到溫度的影響。例如,一些半導體器件(如晶體管、二極管等)的電學特性(如導通電壓、放大倍數(shù)等)會隨著溫度的變化而改變。熱敏電阻可以用于補償這種溫度對元件性能的影響。在保護板電路中,如果采用 NTC 熱敏電阻,可以將其與其他受溫度影響的元件串聯(lián)或并聯(lián),利用 NTC 熱敏電阻阻值隨溫度變化的特性來抵消其他元件性能的溫度變化。當溫度升高,NTC 熱敏電阻阻值減小,它在電路中的分壓或者分流作用發(fā)生改變,從而調(diào)整整個電路的電學參數(shù),使得電路的性能在一定溫度范圍內(nèi)保持相對穩(wěn)定。
實際應用案例:在一些高精度的電源保護板電路中,為了確保輸出電壓或電流的穩(wěn)定性,會使用熱敏電阻對電源管理芯片等關鍵元件進行溫度補償。當環(huán)境溫度變化時,熱敏電阻和電源管理芯片協(xié)同工作,保證電源輸出的精度,提高整個電路的可靠性。
三、提高電路的可靠性和穩(wěn)定性
從防止熱失控角度分析:熱失控是電子電路中一種危險的情況,尤其是在一些功率較大的電路或者含有能量存儲元件(如電池、電容等)的電路中容易發(fā)生。熱敏電阻通過對溫度的實時監(jiān)測和控制,能夠有效防止熱失控。例如,在一個包含多個并聯(lián)的功率模塊的保護板電路中,如果其中一個模塊因為故障而過熱,熱敏電阻會及時檢測到溫度變化并采取措施,如調(diào)整電流分配或者直接切斷故障模塊的電路,防止故障模塊的過熱問題蔓延到其他正常模塊,從而保證整個電路的穩(wěn)定運行。
從延長元件壽命角度考慮:電子元件在高溫環(huán)境下,其壽命會大大縮短。通過熱敏電阻的溫度控制功能,可以將電路中的溫度保持在元件能夠承受的合理范圍內(nèi),減少元件因長期高溫工作而導致的老化、損壞等情況。這對于保護板中一些昂貴的、關鍵的元件(如高精度的控制器、功率 MOSFET 等)尤為重要,能夠有效延長整個保護板的使用壽命,提高電路的可靠性。
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