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一、最透彻的分析!NTC热敏电阻与浪涌电流，热启动不会失效?

前一段时间我研究了下开关电源，当时有两个问题也是没搞明白。问题关于NTC热敏电阻与浪涌电流。

1、为啥小功率电源的NTC不用加继电器，而大功率要加继电器？仅仅是因为降低功耗提高效率吗？

2、小功率电源NTC不用考虑热启动吗？

NTC是负温度系数的热敏电阻，就是温度越高，阻值越低。NTC放在电路中，作用就是限制开机时候的浪涌电流。开机之前，滤波电容是没有电的，电容两端电压为0V。开机的瞬间，电容2端的电压不能突变，还是0V，相当于短路，同时二极管导通压降也很小，所以压降主要落在了NTC上面。如果回路中没有NTC，那么这个电流是非常大的，或者NTC阻值很小，电流也会很大。在线路上面串联一个NTC热敏电阻，在开机之前，热敏电阻温度比较低，所以电阻比较大，可以很好限制开机时的浪涌电流。开机之后，热敏电阻温度起来了，阻值比较低，也不至于产生过大的损耗。

那为什么要抑制浪涌电流呢？因为开机时，这个大的电流会流过二极管，如果电流过大的话，二极管可能会损坏。当然，我这里说的75℃只是举个例子，实际温度可高可低，我只是为了说明，温度高了，热敏电阻阻值会降低不少。

大功率电源与小功率电源在电路上到底有区别呢？最大的区别是，功率大的电源，整流桥后面的电容容量更大，电容容量更大会有什么不同呢？第一是，容量更大，那么电容的ESR会更小。第二是，容量更大，那么电容充电到相同的电压，电流相同的情况下，充电的时间更长。不过，功率小，我们会选用电流更小的二极管，二极管的IFSM也会更低，我们本就需要将浪涌电流限制到更低的水平。

这时候我想起来了二极管的IFSM这个参数。IFSM的值是在某一测试条件下的值。它指的是，给二极管通过半个正弦波的电流，允许通过的电流最大值就是IFSM值。当然也指明了这个正弦波的频率是50hz或者是60hz，对应的半波时间就是10ms和8.3ms。假如是热启动，原本5Ω的NTC阻值变为1.5Ω，电解电容容量为120uF，ESR为R2=2.65Ω，当在市电正弦波为波峰时上电，LTspice仿真电路电路如下图。输入电压与二极管D1的电流波形如下图，可以看到，二极管的最高电流与前面的计算基本是一致的，373V/(1.5+2.65)=89.87A。但是电流的波形根本就不是IFSM的那种正弦波测试波形，而是很快下降的，并且持续的时间大概是1.5ms，比8.3ms与10ms小不少。

电容越小，是不是越可以通过更高的尖峰电流呢？那有没有参数衡量能超过IFSM多少呢？还真有，就是I2t。但不是每个整流二极管都会标这个参数。我找到了一个更为详细的二极管的手册，D75JFT80V。可看到，它有2个IFSM参数。10ms(对应50Hz)时IFSM=400A，1ms时IFSM=1265A。也就是说如果浪涌电流是只持续1ms的正弦波形，那么可以扛住1265A，这是8.3ms的400A的3倍多。从以上可以看出，如果通过电流的时间短，那么二极管可以通过最大电流峰值是可以更高的。这个D75JFT80V也给出了不同时间允许的电流曲线。

二、ntc热敏电阻怎么测量好坏ntc热敏电阻坏了什么现象

ntc热敏电阻是一种负温度系数的电阻，其电阻值随温度升高而降低。由于其高灵敏度和快速响应温度变化的特点，ntc热敏电阻被广泛应用于开关电源、模块电源、温度传感器、电子镇流器等设备中。

要测量ntc热敏电阻的好坏，可以从以下几个方面入手。首先，选择合适的欧姆挡位，通过万用表测量热敏电阻的阻值。其次，对比标称阻值，若实际阻值与标称值相差过大，则表明该电阻性能不佳或已损坏。再者，用手捏住热敏电阻，观察万用表读数的变化，ntc热敏电阻在温度升高时，阻值会逐渐减小，而其他类型的热敏电阻则可能表现出不同的变化。

此外，还可以通过加热的方式进行测试。在测量时，如果环境温度接近人体温度，可以使用电烙铁靠近或紧贴热敏电阻进行加热，观察阻值是否稳定。

当ntc热敏电阻出现故障时，会表现出一些明显的现象。一种情况是ntc热敏电阻发生短路。在电路运行过程中，若电流过高或功率过大，会导致热敏电阻温度过高，从而被烧毁，引起短路或开路。

另一种现象是ntc热敏电阻开裂。当电流突然加载时，可能会导致热敏电阻瞬间承受巨大能量，如果产品在生产过程中存在瑕疵，热敏电阻就可能无法承受，从而损坏。通常情况下，热敏电阻会表现出较高的阻值或直接开裂。

热敏电阻在电路中的作用

2021-10-14 16:38·衡丽电子开关电源在开机时，由于电容电压不能突变，因此会产生一个很大的充电电流。这个电流就是我们常说的输入浪涌电流，它是在对滤波电容进行初始充电时产生的。这个浪涌电流虽然时间很短，但如果不加以抑制，会减短输入电容和整流桥的寿命，还可能造成输入电源电压的降低，让使用同一输入电源的其他动力设备瞬间掉电，对临近设备的正常工作产生干扰。

浪涌电流的抑制方法很多，一般中小功率电源中采用电阻限流的办法抑制开机浪涌电流。我们以热敏电阻NTC为例，讲述热敏电阻在电路中的作用。

什么是热敏电阻？

热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。

NTC热敏电阻，如图1所示，即负温度系数热敏电阻，其特性是电阻值随着温度的升高而呈非线性的下降。NTC在应用上一般分为测温热敏电阻和功率型热敏电阻，用于抑制浪涌的NTC热敏电阻指的就是功率型热敏电阻器。

图1

在常温时，NTC热敏电阻具有较高的电阻值，即标称零功率电阻值。当开关电源开机后，NTC热敏电阻会迅速发热、温度升高，其电阻值会在毫秒级的时间内迅速下降到一个很小的级别，一般只有零点几欧到几欧的大小，相对于传统的固定阻值限流电阻而言，这意味着电阻上的功耗因为阻值的下降随之下降了几十到上百倍，因此这种设计非常适合对转换效率和节能有较高要求的开关电源产品。断电后，NTC热敏电阻随着自身的冷却，电阻值会逐渐恢复到标称零功率电阻值，恢复时间需要几十秒到几分钟不等。下一次启动时，又按上述过程循环。

热敏电阻在电路中有什么作用？

（1）测温

作为测量温度的热敏电阻传感器一般结构较简单，价格较低廉。没有外面保护层的热敏电阻只能应用在干燥的地方；密封的热敏电阻不怕湿气的侵蚀、可以使用在较恶劣的环境下。由于热敏电阻传感器的阻值较大，故其连接导线的电阻和接触电阻可以忽略，因此热敏电阻传感器可以在长达几千米的远距离测量温度中应用，测量电路多采用桥路。

（2）温度补偿

热敏电阻传感器可在一定的温度范围内对某些元器件温度进行补偿。例如，动圈式仪表表头中的动圈由铜线绕制而成，温度升高，电阻增大，引起温度的误差。因而可以在动圈的回路中将负温度系数的热敏电阻与锰铜丝电阻并联后再与被补偿元器件串联，从而抵消由于温度变化所产生的误差。

（3）过热保护

过热保护分直接保护和间接保护。对小电流场合，可把热敏电阻传感器直接串入负载中，防止过热损坏以保护器件，对大电流场合，可用于对继电器、晶体管电路等的保护。

图2

（4）液面测量

给NTC热敏电阻传感器施加一定的加热电流，它的表面温度将高于周围的空气温度，此时它的阻值较小。当液面高于它的安装高度时，液体将带走它的热量，使之温度下降、阻值升高。判断它的阻值变化，就可以知道液面是否低于设定值。汽车油箱中的油位报警传感器就是利用以上原理制作的。

怎么知道热敏电阻坏了？

万用表选择合适的电阻档位，两表笔分别接触热敏电阻的两端，用手捏住热敏电阻加热或者其他方法加热它，如果阻值呈现线性变化，变化特性如图3所示，则证明是好的，如果没有变化，说明已经失效。

图3

热敏电阻烧坏一般有以下几种原因：

1、热敏电阻的瞬间电流过大，击穿电阻线圈；

2、热敏电阻的电阻丝绝缘保护磨损形成线圈间短路；

3、线路电压不稳定、起伏大，瞬间电压超出热敏电阻的安全指标。

上面三点只是一般问题的原因，具体情况还是要看使用环境等各项因素。

最后建议在热敏电阻选型上，要根据最大额定电压和滤波电容值选定产品系列，根据产品允许的最大启动电流值和长时间加载在NTC热敏电阻上的工作电流来选择NTC热敏电阻的阻值，同时要考虑工作环境的温度，适当进行降额设计。

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