【摘要】PTC是一种特殊的热敏电子元件，本文分析了PTC元件的特性及PTC元件在冰箱启动，彩电消磁和电扇实现微风上的应用。 PTC是对热敏感的电子元件，是一种特殊的热敏电阻。它的基片是酞酸钡与微量的镧族元素，烧结而成的陶瓷半导体，随着掺入酞酸钡中微量元素品种和含量不同，其电阻率也就不同。其常见结构如图1，PTC基片（发热体）的结构有圆盘式，蜂窝式，口琴式等，后两种是考虑到增大表面积，有利于通风和增加发热功率而设计的，目前国外已研制成厚膜型，多层型等新结构。
一、PTC的主要特性
1.电阻-温度特性
PTC元件的电阻-温度特性如图2所示，随着温度的增加，它的阻值有一个最小值对应的温度
点Tc为居里点。当温度低于居里点时的PTC元件和一般普通半导体材料一样具有负温度系数特性；当温度高于居里点时，PTC元件具有明显的正温度系数特性，此时其阻抗将发生几个数量级的阶跃性突变即阻抗异常现象（通常称为PTC现象），但它的阻抗也有一个最大值。居里点Tc是可控的，用镧族元素来量换酞酸钡中的钡时，就会得到各种不同居里点温度的PTC智能脱扣器材料。
2.电流-时间特性
管电流-时间特性是指PTC元件在施加电压的过程中，电流随时间变化的特性。开始加电瞬间的电流称为起始电流，达到热平衡时的电流称为残余电流。一定环境温度下，给PTC热敏电阻加一个起始电流（保证是动作电流），通过PTC热敏电阻的电流降低到起始电流的50%时经历的时间就是动作时间。电流-时间特性是自动消磁PTC元件、延时启动PTC元件、过载保护PTC元件的重要参考特性。
PTC元件的电流-时间特性如图3所示。由图可看出电流从大到小有一延迟过程，这种延迟功能常用于电动机，冰箱压缩机的启动。
3.功率特性.
二、PTC发热体的优缺点
与一般使用的传统发热元件镍铬电热丝相比，PTC发热材料的优点是：（1）由于PTC元件是整体发热，没有明火，此外该材料本身具有自动温度调节特性，过居里点后，PTC现象，阻值急剧上升，电流则急剧下降，从而消耗功率减小，温度便不再上升，所以使用安全性高。（2）随着周围温度的变化，发热量会自动加以调节，不存在无效的电力消耗。（3）受电源电压变动影响极小，实验表明：电源电压在一个较大的范围变动而不影响PTC元件的发热量。（4）发热量调节非常容易，由于PTC发热体的发热功率与放热系数D有关，而放热系数D取决于PTC元件的形状，结构，尺寸和散热条件，这样就使得放热系数D连续可调，因而发热量也可以连续进行控制。（5）PTC元件温度上升滞后小，从开始通电到稳定的过程是比较迅速的。（6）存在的问题：PTC元件存在着热传导率低，所以加到材料上的电场强度不能太大，居里点温度不能取得太高。
三、PTC元件的应用
1.PTC元件在电冰箱上的应用
电冰箱、空调器等电器，其压缩机由单相感应电动机驱动。当启动时，感应电动机既要克服本身的惯性，又要克服高压制冷剂的反作用力，因此电动机需要很大的启动电流和转矩，而当电动机运转正常时，上述转矩将大幅下降。为此，需要增设一个压缩机启动电路，以便提供电动机启动时所需的转矩，当进入正常运转后，该电路应自动断开。
采用PTC元件的压缩机启动电路，优于过去的重锤式启动电路。具有无触点、低噪声、高可靠、长寿命的特点。这里以冰箱压缩机为例，介绍常用的压缩机启动电路。
据有关资料表明封闭式压缩机中烧坏的电动机有80%是烧的启动绕组，为了改善电动机的启动性能，人们将PTC元件应用到了启动继电器。如图4是PTC启动继电器的工作原理图。
2.PTC元件在彩电上的应用
彩电视机显像管内的栅网、荫罩等部件都是用金属材料做成的。地磁场、周围杂散磁场以及电视机正常工作时在机内形成的磁场，都会使这此金属部件磁化，从而使电子束发射的红、蓝、绿三条电子束的运动轨迹发生不应有的偏离，不能准确地击中荧光屏上相应的红、蓝、绿荧光粉素基点上，这样就会产生异常彩（或不规则的斑）。为了消除显
像管上可能出现的磁化现象，彩电中都设置了自动消磁电路。早期彩电是用人工消磁，后来发展成用热力继电器消磁，当PTC人脸识别智能门禁出现后，便有了现在彩电的自动消磁电路，如图5是彩电的消磁电路。
PTC元件与消磁线圈L串联，在接通电源瞬间，PTC元件阻值很小，回路在产生很大电流的同时还将产生一个强交变磁场，此时PTC元件温度上升阻值会急剧增大，这一强交变磁场可在相当短的时间内衰减到极弱程度，随着回路电流由大变小，磁场由强变弱，从而消除了剩余磁场。这种变化是不锈钢焊接技术PTC特性的表现。
3.PTCwsrd元件在电风扇上的应用
电风扇是普及最广的家电产品。根据不同对象、不同场合，用户希望获得与之相适应的舒适的自然风。然而国产电风扇转速较高，即使低速档也在900转/分以上，且风量较大。若使其转速为500转/分或更低些这样吹出来的风俗称为模拟自然风，这样的风使人感到十分柔和舒适，风扇噪声也很小，但启动困难。不少厂家为了解决低速启动性能，采用了加大扇头功率的办法来解决，这样做不仅增加了成本，而且也增加了能源消耗，还加重了消费者的经济负担。利用PTC元件不仅可以解决低速启动的技术难题，而且可以节省电能，不
需改变原来电风扇的结构及生产的工艺与设备，只需增加电抗器慢档数和添加一只PTC元件即可。增加慢档数的目的是减慢风扇转速，添加PTC元件的目的是改善电风扇的启动性能，如图6大襟衣。
把一只常态阻值为60欧的PTC元件与电抗器并联。由于电抗器的阻抗大于60欧，所以在接通微风档启动时，电流几乎全部流经PTC支路进入扇头，此时PTC压降很小，电压基本上降落在电风扇绕组上，保证了电风扇有良好的启动性能。通电约半分钟后，由于电流的热效应，PTC元件随着温度的升高由低阻状态进入高阻状态，流经PTC元件的电流基本上转向电抗器，电风扇进入微风状态运行。
PTC元件在电风扇上的应用是一次新的尝试，有些技术问题还需探讨，例如如何降低PTC元件的表面温度，使其尽快散热等。
PTC元件还有多种用途，用于电子设备的电流控制，温度控制，也用于制造恒温加热器，如电子烙铁，干燥器，电子灭蚊器，还可用于电子设备的过电流保护，过热保护，如电机的过热保护等。目前PTC这种特殊元件，正在逐渐地运用到各个领域，发挥出越来越大的作用。
参考文献
[1]李作民.电视机原理与维修[M].西安电子科技大学出版社，1995.
[2]卢祖刚.家用电器原理与维修[M].中国商业出版社，1998.
