热敏电阻是一种根据温度变化而改变电阻值的电阻器，广泛应用于温度测量、电路保护、环境监测等多个领域。根据其电阻随温度变化的特性，热敏电阻主要分为两类：负温度系数热敏电阻(NTC)和正温度系数热敏电阻(PTC)。本文将详细介绍这两种热敏电阻的应用原理及应用范围。

NTC热敏电阻

1、应用原理

NTC热敏电阻，即负温度系数热敏电阻，是一种由金属氧化物材料组成的电阻器件。其工作原理基于金属氧化物的导电性。在低温时，金属氧化物中的载流子(自由电子和空穴)较少，因此电阻值较高。随着温度的升高，载流子数量增加，导致材料内的电子浓度增加，电导率也随之增加，从而电阻值逐渐降低。这种电阻随温度上升而减小的特性，使得NTC热敏电阻成为温度测量和控制的重要元件。

2、应用范围

温度测量和控制：NTC热敏电阻广泛用于测量和控制各种设备和系统的温度，如汽车引擎、太阳能电池板、冰箱、烤箱等。在车用热管理系统中，NTC热敏电阻常被用作空气侧、介质侧的温度测量工具，如蒸发器温度传感器、制冷剂温度传感器等。

电子电路保护：NTC热敏电阻可用于电子电路的过流、过电压、过热等保护。例如，在电源电路中串接一个功率型NTC热敏电阻，能有效抑制开机时的浪涌电流，保护电子设备免遭破坏。

环境监测：NTC热敏电阻可用于室内和室外环境温度的监测，如温室、气象站等。

医疗器械：在医疗器械中，NTC热敏电阻也发挥着重要作用，如血糖仪、体温计等。

可穿戴设备：随着科技的进步，NTC热敏电阻也被应用于可穿戴设备中，如智能手环、智能手表等，用于测量人体温度、心率等生理参数。

3、功率型NTC热敏电阻器的选用原则

①最大工作电流

原则：电阻器的最大工作电流应大于实际电源回路的工作电流。

解释：这是为了确保NTC热敏电阻在正常工作条件下不会因电流过大而损坏，同时能够稳定地抑制浪涌电流。

②标称电阻值

公式：功率型电阻器的标称电阻值 R 应满足 R ≥ 1.414*E/Im，其中 E 为线路电压，Im 为浪涌电流。

特殊应用：

对于转换电源、逆变电源、开关电源、UPS电源等，浪涌电流 Im 通常取为工作电流的100倍。

对于灯丝、加热器等回路，浪涌电流 Im 通常取为工作电流的30倍。

解释：这个公式用于计算NTC热敏电阻在抑制浪涌电流时所需的最低电阻值，以确保其能够有效地限制浪涌电流的大小。

③B值

原则：B值越大，残余电阻越小，工作时温升也越小。

解释：B值是NTC热敏电阻的一个重要参数，它反映了电阻值随温度变化的程度。较大的B值意味着在相同温度变化下，电阻值的变化更为显著，这有助于在浪涌电流抑制后迅速降低电阻器的温度，减少功耗和温升。

④热容量与浪涌电流抑制能力

原则：时间常数与耗散系数的乘积越大，电阻器的热容量越大，抑制浪涌电流的能力也越强。

解释：时间常数反映了电阻器对温度变化的响应速度，而耗散系数则反映了电阻器在耗散功率时的热效率。这两个参数的乘积越大，说明电阻器在抑制浪涌电流时能够储存更多的热量并迅速散发出去，从而更有效地抑制浪涌电流。

⑤其他考虑因素

环境温度：在选择NTC热敏电阻时，还需要考虑其工作环境温度。不同温度下电阻器的性能可能会有所变化。

尺寸与封装：根据电路设计的需要选择合适的尺寸和封装形式的NTC热敏电阻。

可靠性与寿命：选择具有良好可靠性和较长使用寿命的NTC热敏电阻以确保电路的长期稳定运行。

PTC热敏电阻

1、应用原理

PTC热敏电阻是一种具有正温度系数的热敏电阻，通常由陶瓷材料制成。与NTC热敏电阻相反，PTC热敏电阻在低温下呈现非常小的电阻，但当温度升高时，其电阻会迅速增加。这一特性使得PTC热敏电阻在过流或过热的保护中起到重要作用。当电路中的电流大大超过额定电流时，PTC热敏电阻会陡然发热，阻值骤增至高阻态，从而限制或阻断电流，保护电路和设备不受损坏。

2、应用范围

电子设备的过流、过热保护：PTC热敏电阻广泛应用于计算机及其外部设备、移动电话、电池组、远程通讯和网络装备、变压器、工业控制设备、汽车等电子产品的过流、过热保护。作为开关类的PTC陶瓷元件，其可以开发功能，使电器设备避免过流、过热损坏。

加热元件：作为加热类的PTC陶瓷元件，PTC热敏电阻是一种温度自控的发热体，大量用于暖风机、电吹风、电蚊香、电熨斗等需要保持恒定温度的电器上，可省去一套温控线路。

智能电表、变压器保护：PTC热敏电阻也用于智能电表、变压器、电机、开关电源、充电器、适配器、仪器仪表、控制面板、家用电器、空调、微波炉等的过流、过载、短路保护。

3、PTC热敏电阻选用原则：

①工作电压

原则：PTC热敏电阻的最大工作电压(Vmax)应远高于正常工作电压。

解释：这是为了确保在电路出现过载或短路时，PTC能够稳定工作而不被击穿。例如，在选择PTC热敏电阻时，应确保其最大工作电压至少比电路中的最大工作电压高出一定比例，以应对可能的电压波动或异常情况。

②电阻值

原则：根据电路的需求，选择合适的电阻值。

解释：PTC热敏电阻的阻值应适应电路的过流保护要求，以确保在过载或短路时能够及时发挥作用。具体来说，需要考虑到PTC热敏电阻在正常工作状态下的电阻值，以及其在温度升高后电阻值的变化情况，以确保其能够满足电路的保护需求。

③动作时间与维持电流

原则：

PTC热敏电阻的动作时间应符合电路的保护要求。

维持电流应大于电路中的工作电流。

解释：动作时间短的热敏电阻可以提供更快的安全响应，有助于及时切断电路中的异常电流。同时，维持电流的选择应确保PTC热敏电阻在正常工作状态下不会误动作，但在电路中出现过载或短路时能够迅速响应。

④使用温度范围

原则：根据应用环境的温度变化，选择能够正常工作的温度范围。

解释：PTC热敏电阻的工作温度范围对其性能有重要影响。在选择时，应确保PTC热敏电阻的工作温度范围能够覆盖应用环境的温度变化范围，以保证其正常工作。

⑤封装形式

原则：根据应用场合，选择适合的封装形式。

解释：不同的封装形式对PTC热敏电阻的安装和使用有重要影响。在选择时，应根据应用场合的具体要求，选择适合的封装形式，以确保PTC热敏电阻能够方便地安装到电路中，并满足电路的保护需求。

⑥可靠性与寿命

原则：选择品质可靠、寿命长的PTC热敏电阻。

解释：可靠性和寿命是PTC热敏电阻的重要指标。在选择时，应优先考虑品质可靠、寿命长的产品，以确保其在长期使用过程中能够稳定可靠地工作。

⑦成本效益

原则：在满足性能要求的前提下，综合考虑成本效益。

解释：成本是选用PTC热敏电阻时需要考虑的一个重要因素。在满足性能要求的前提下，应尽量选择成本较低的产品，以降低产品成本。但需要注意的是，成本并不是唯一的决定因素，不能为了追求低成本而牺牲性能和质量。

⑧其他因素

环境因素：对于一些特殊环境(如高温、高湿、腐蚀性环境等)，需要选择能够适应这些环境条件的PTC热敏电阻。

认证与标准：根据应用地区的法规和标准，选择符合要求的PTC热敏电阻。

结论

NTC热敏电阻和PTC热敏电阻作为温度敏感元件，在各自的应用领域发挥着不可替代的作用。NTC热敏电阻以其高灵敏度和响应速度，在温度测量、电路保护等方面有着广泛的应用;而PTC热敏电阻则以其独特的正温度系数特性，在过流、过热保护及加热元件等方面表现出色。随着科技的不断进步，这两种热敏电阻将在更多领域发挥其独特优势，为人们的生活和工作带来更多便利。