开关电源中自恢复熔丝的应用

开关电源中自恢复熔丝的应用

1.自恢复熔丝的特点

自恢复熔丝是20世纪90年代问世的一种新型过电流保护器件。传统的保险丝属于一次性过电流保护器，熔断后需要更换，设备才能正常工作，使用上不方便。由

聚合物掺加导体而制成的自恢复熔丝，圆满的解决了上述难题。它具有体积小、种类

规格齐全、开关特性好、能够自行恢复、反复使用、不需要维修等优点。产品根据形

状分为圆片型，方形，小型化表面贴装型。

自恢复熔丝具有开关特性，也称为聚合物开关。内部由高分子聚合物在高压、

高温，硫化反应的条件下，搀加导电粒子材料后，经过特殊的工艺加工而成。由于聚

合物能将导电链紧密的束缚在晶状结构上，因此常态下的电阻很低，仅为零点几欧姆，工作电流通过自恢复熔丝时所产生的热量很小，不会改变聚合物内部的晶状结构。当

发生短路故障时，电流急剧增大，导电链产生的热量使聚合物从晶状胶体变成非晶状

胶体，原本被束缚的导电链便自行分离断裂，元件的电阻值就迅速增加几个数量级，

呈现开路状态，立即将电流切断，起到保护作用。而一旦过电流故障被排出后，元件

很快又恢复成低电阻状态。正是这种“低阻”或者“高阻”的可持续转换，才使之能

够反复使用而无需更换。

自恢复熔丝的电阻值和温度有关系，共分为以下几个阶段。当温度升高时，其

发热量与散热量达到动态平衡。即使电流稍大或者环境温度升高些，增加的热量仍可

散发到空气中。若电流进一步增大，直至发热量大于散热量时，自恢复熔丝的温度就

会迅速升高，很小的温度变化量就会造成电阻值急剧增大，阻挡电流通过，保护设备

免受损害。在过电流保护后的几秒钟之内，随着温度的降低，电阻值又迅速变小。

备注：自恢复熔丝也具有PTC热敏特性，但与正温度系数热敏电阻有着本质区别。它属于高分子聚合物-导体，而PTC元件是由钛酸钡与稀土元素烧结而成的陶瓷

材料，此外PTC元件是在常温下的电阻值较大，不适合做熔丝使用。

2.典型应用

自恢复熔丝可广泛用于开关电源、充电器、电子仪器、家用电器、计算机和通

信设备中，起到自动保护作用。将自恢复熔丝直接串联在单片机开关电源的直流输出端，即可实现过电流保护功能。在卫星电视接收机设备中，一般采用一根同轴电缆传

输电视信号。当用户的同轴电缆接口处发生短路故障，形成过电流现象时，容易损坏

电视机的元器件，为此在电视机的电源上串联一只自恢复熔丝，一旦出现过电流故障，自恢复熔丝就变成高阻态，能有效的保护电视机，而当故障被排除后它能够自行恢复，不影响电视机正常工作。在自动报警系统的单元上，均需加过电流或者过热保护电路，可采用自恢复熔丝，这样可避免任何一单元因过流或过热而损坏。若将自恢复熔丝串

联在充电器与电池组之间，能够防止蓄电池因过度充电、外部短路或者过热等故障而

损坏。当电机负载过重、堵转而造成过热时，很容易烧毁电动机，在整流器后面串入

自恢复熔丝后，能对直流电动机起动保护作用。把自恢复熔丝串在音响的扬声器水姑娘，当过电流时能够保护扬声器不会损坏，而自恢复保险丝所引起的功率损耗低于

0.1dB,且不存在电感、电容效应，在听觉频率范围内也不会造成失真。把自恢复保险

丝串入电源变压器的二次绕组电路中，可对多路稳压电源进行保护。用它替代数字万

用表中的保险管，也是最适合的方案，就不需要经常更换熔断的保险管了。