文章插圖
1．PTC電加熱器簡介
PTC是Positive Temperature Coefficient 的縮寫,意思是正的溫度系數(shù),泛指正溫度系數(shù)很大的半導體材料或元器件 。通常我們提到的PTC是指正溫度系數(shù)熱敏電阻,簡稱PTC熱敏電阻.PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導體電阻,超過一定的溫度(居里溫度)時,它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高 。
2．功能原理
陶瓷材料通常用作高電阻的優(yōu)良絕緣體 ， 而陶瓷PTC熱敏電阻是以鈦酸鋇為基,摻雜其它的多晶陶瓷材料制造的,具有較低的電阻及半導特性 。通過有目的的摻雜一種化學價較高的材料作為晶體的點陣元來達到的：在晶格中鋇離子或鈦酸鹽離子的一部分被較高價的離子所替代 ， 因而得到了一定數(shù)量產(chǎn)生導電性的自由電子 。對于PTC熱敏電阻效應(yīng) ， 也就是電阻值階躍增高的原因, ， 在于材料組織是由許多小的微晶構(gòu)成的 ， 在晶粒的界面上,即所謂的晶粒邊界(晶界)上形成勢壘 ， 阻礙電子越界進入到相鄰區(qū)域中去,因此而產(chǎn)生高的電阻 。這種效應(yīng)在溫度低時被抵消：在晶界上高的介電常數(shù)和自發(fā)的極化強度在低溫時阻礙了勢壘的形成并使電子可以自由地流動 。而這種效應(yīng)在高溫時 ， 介電常數(shù)和極化強度大幅度地降低 ， 導致勢壘及電阻大幅度地增高,呈現(xiàn)出強烈的PTC效應(yīng) 。
風速與功率關(guān)系
一般在無風狀態(tài)下 ， 施加額定電壓運行 1000 小時后的功率衰減率來加以衡量 ， 要求功率衰減率應(yīng)≤ 8 ％ 。
4．PTC加熱器的特點
采用PTC陶瓷發(fā)熱體制造的暖風機具有優(yōu)異的調(diào)溫與節(jié)能特性、極低的熱慣性和無明火、無輻射的安全性 ， 良好的抗振性等優(yōu)點 。PTC暖風機之所以節(jié)能是因為它的輸出功率會隨環(huán)境溫度的升高而明顯降低 ， 在風量不變情況下當加溫使環(huán)境溫度上升時PTC功率已下降 ， 這一特征在一定程度上起到了功率自動調(diào)節(jié)的作用 ， 從另一方面來講 ， 也可以理解為室溫越大 ， PTC輸出功率越大 ， 加溫也就越迅速 。隨著室溫升高 ， PTC輸出功率逐步下降 ， 升溫效果也就越趨緩慢 。功率密度大也是PTC暖風機的顯著特片之一 。PTC暖風機采用強制對流方式加熱室溫 ， 因為強制對流空氣的傳熱系數(shù)是自然對流的幾十倍 ， 所以傳遞同樣熱量所需的換熱面積就可以小到幾十分之一 ， 一個100—120W的PTC組件可以作到24×15×2.2mm3這樣小的體積 ， 這正是同等功率情況下 ， PTC暖風機可以做得小巧輕便的關(guān)鍵所在 ， 它的體積和重量可以小到同功率電熱油汀的五分之一左右 。老化衰減是衡量PTC暖風機質(zhì)量的最主要參數(shù)之一 ， PTC元件使用的前400個小時老化速度最快 ， 而后日趨平緩 ， 在連續(xù)工作1000個小時后 ， 好的PTC元件輸出功率約衰減10%左右 ， 其后趨于平穩(wěn) ， 這對PTC暖風機的加熱功能影響不大 。影響PTC老化衰減的因素很多 ， 居里點偏高是其主要原因 ， 居里點越高老化越快 ， 部份雜牌廠家為節(jié)約成本和片面追求高功率 ， 往往選用TC≥260℃的PTC元件制作發(fā)熱器使用初期似乎沒有問題 ， 但隨著時間的推移 ， 老化衰減則很明顯 。
恒溫加熱PTC熱敏電阻具有恒溫發(fā)熱特性,其原理是PTC熱敏電阻加電后自熱升溫使阻值進入躍變區(qū),恒溫加熱PTC熱敏電阻表面溫度將保持恒定值,該溫度只與PTC熱敏電阻的居里溫度和外加電壓有關(guān),而與環(huán)境溫度基本無關(guān) 。

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