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　　電子電器設備特別是大功率的電子設備，在開機時會不可避免地產生一個數十倍甚至百倍于正常工作電流的尖峰浪涌電流，每當這種電流出現的時候，往往會將電路中的一些器件燒毀。輕則，會造成電子設備的失效；重則，會造成整個電路和設備的損壞，產生不可彌補的損失。為了避免在開機的瞬間產生的浪涌電流對電子設備造成的危害，人們研究出許多針對浪涌電流保護的方法。

　　在電源回路中使用功率型NTC熱敏電阻器元件，是抑制開機浪涌電流保護電子設備免遭破壞的最為有效、最為經濟、最為簡便的措施。在電子設備的電源回路中，串接一個或數個功率型NTC熱敏電阻器，利用功率型熱敏電阻器獨特的阻流特性：熱敏電阻體在常溫下高電阻值和熱慣性引起的熱延時效應，能有效地抑制開機時電源電路（特別是高壓大電容濾波電路）中的尖峰浪涌電流，并且在完成抑制浪涌電流作用后，由于通過其電流（包括浪涌電流和電路正常工作電流）的持續作用下的自熱效應，引起電阻體溫升，熱敏電阻器的電阻值將下降到非常小的程度，產生的壓降低，所消耗的功率可以忽略不計，不會對正常的工作電流造成影響。圖1給出了有無功率型NTC熱敏電阻器抑制浪涌電流電路時浪涌電流的波形。

                       圖1  浪涌電流的波形

　　由于功率型NTC熱敏電阻器用作浪涌電流抑制器件具有線路簡單、通流能力大、自身功耗小、可靠性高、成本低等優點，因而被廣泛應用于轉換電源、開關電源、UPS電源、電加熱器、電子節能燈、電子鎮流器等各種電子裝置電源電路的浪涌電流保護中以及各類顯像管、顯示器、白熾燈及其它照明燈具的燈絲保護中。

　　根據不同電路的應用要求，應選擇不同規格的功率型NTC熱敏電阻器，選用方法是：用戶根據電路設計中允許的最大浪涌電流和正常工作電流值，以及生產廠商提供的NTC熱敏電阻器最大工作電流Imax、常溫標稱阻值R25、V-I曲線和R-T曲線等主要參數，就可以很方便地確定需選用的功率熱敏電阻型號。如圖2所示的電路中，如果輸出功率為P0，轉換效率為η，線路輸入電壓為E，整流輸出電壓為E1，允許最大浪涌電流為IS，則可估算出RT的標稱阻值R25及工作電流I的大小，其計算公式為：

R25 = •E / IS      　        ( 1 )
I =P0 / E1•η               ( 2 )

　　實際選用時，只要保證所選功率型NTC熱敏電阻器的標稱阻值略大于其計算值、功率型熱敏電阻的最大工作電流大于其計算出來的工作電流I即可。

圖2  NTC熱敏電阻器應用圖

　　功率型NTC熱敏電阻器作為一種電源回路保護器件，往往使用在高溫大電流場合，其性能的好壞又直接影響到整機的壽命和性能，所以高性能功率型NTC熱敏電阻器是人們追求的目標。高性能功率型NTC熱敏電阻器具有材料常數（B值）大，殘余電阻小、承受電流大、工作能力強、性能可靠、壽命長等特點。

（1） 材料常數（B值）大、殘余電阻小

　　材料常數（B值）是熱敏電阻器的熱敏指數，它被定義為兩個溫度下零功率電阻值的自然對數之差與這兩個溫度倒數之差的比值。即：

B = In RT1／RT2／(1／T1－1／T2)

　　圖3所示，兩個阻值R25相同的熱敏電阻器，一個B值為B1，另一個B值為B2，且B1>B2。熱敏電阻器工作時，熱敏電阻器會在通過的電流作用下處于熱平衡狀態，B1的熱敏電阻器的殘余電阻要比B2的熱敏電阻器小，所以大B值的熱敏電阻器要比小B值的熱敏電阻器，反應的速度要快，消耗的功率也要小，因此具有更強的抑制浪涌電流能力。

　　圖3、不同B值熱敏電阻器阻值對比圖

　　（2）承受電流大、工作能力強

功率型熱敏電阻器的最大穩態電流，是指允許施加在功率型熱敏電阻器上的最大連續電流，它是表現功率型熱敏電阻器承受電流和工作能力的重要指標。功率型熱敏電阻器承受電流能力的關鍵因素是其陶瓷體芯片，這與陶瓷材質的均勻性和致密性有著直接的關系。在相同的體積下所能承受的電流越大，或所承受的電流相同而體積越小，表明產品的性能越優良。元件的設計及生產工藝，特別是材料配方、燒結方式、封裝形式等，對功率型熱敏電阻器承受大電流的能力有著至關重要的影響。

　　（3）可靠性高、壽命長

　　可靠性是熱敏電阻器質量的一個重要指標，可靠性高、壽命長是高性能功率型NTC熱敏電阻器的顯著標志。阻值漂移變大是功率型熱敏電阻器的基本失效模式。熱敏電阻器在電路實際使用時，往往由于可靠性差，阻值漂移變大后，根據焦耳定律所示，即

Q  =  I2•R

　　在相同的通過電流下，由于阻值變大，將產生更多的熱量，使熱敏電阻器的溫度比正常狀態下高出許多，并且將產生惡性循環使熱敏電阻器過早失效，從而影響整個電源回路的可靠性。可見，功率型NTC熱敏電阻器的高可靠性、長壽功率型NTC熱敏電阻器作為一種特殊陶瓷敏感元件，其性能的優劣與元件的設計及生產工藝有著直接的關系。下面就簡單介紹一下我公司為了制造出高性能的功率型NTC熱敏電阻器，所采用的生產工藝及技術手段。

　　（1）高性能NTC瓷料配方設計技術。適宜作高性能功率型NTC熱敏電阻器的瓷料應具備：①高B值低阻值且阻值和B值受配方和燒成工藝正常波動的影響小；②在制造NTC的全過程中不會發生變態，工藝寬容度高；③耐電流沖擊力強，穩定度高；④在高溫大電流狀況下，有較高的機械強度。為達到以上目的，我公司瓷料配方的設計采用了八元系過渡金屬氧化物和滲雜元素，實驗的基本方法是優選法和正交試驗法。通過實驗數據的大量積累，初步建立了各種材料特性參數的數據庫，再由計算機分析計算，進行模擬實驗，從而制定出預期性能的材料配方及工藝條件。最后，通過實際的工藝操作對結果進行反復修正，直到選擇出符合以上要求的基本配方體系。這樣就大大減少了過去在配方設計上的盲目性，縮短了配方的研制周期。由于建立了各種材料的特性參數數據庫，采用了計算機輔助設計和模擬實驗方法，也為以后瓷料配方的設計提供了全新的研究方向和科研手段。通過以上方法，我公司已成功地研制出高性能和較低成本的功率型NTC熱敏電阻器的系列化配方體系，并已經投入使用。

　　（2）瓷料粉體制備技術。我公司已采用較攪拌球磨更為先進的微米級機械混合球磨技術制備陶瓷粉體的新工藝，該工藝主要特點如下：（1）球磨機的研磨盤采用三偏心結構，按一定順序排列，研磨介質分布均勻，研磨效率高，產品細度可以達到微米級或亞微米級，完全滿足產品性能的需要；（2）分離系統采用間隙分離器，過流面積大，分離效果好；（3）帶強制冷卻液的雙端面機械密封組件，密封效果好，運行可靠；（4）研磨筒內裝有研磨介質，磨細后的粉料經動態分離器排出后又自動返回循環筒，可以單臺連續或多臺串聯連續進行多次循環研磨。結果證明：采取上述工藝方法制備的陶瓷粉體具有粒度小、純度高、合成溫度低、晶體均勻、一致性好且粉體不易受到污染，生產工藝過程大大減化，生產周期大大縮短，制粉成本也大大降低，取得了優良的效果。

　　（3）電阻芯片燒結技術。由于材料電導率隨氧分壓的不同而不同，燒結氣氛控制對電阻芯片的一致性、穩定性、減少內部缺陷，起到至關重要的作用。我公司在燒結過程由計算機自動控制的基礎上，采用氣氛控制燒結新工藝，并通過先預燒，再燒結，復式燒結等技術，達到了電阻芯片的最佳燒結效果。分析表明這種燒結方法電阻芯片的體顯微結構呈現晶料細小、均勻、氣孔少且分布均勻的特點，芯片的致密度、內部缺陷、阻值、B值的穩定性、合格率，一致性等很多問題都得到了解決。

　　（4）產品無鉛電極技術。在熱敏電阻器中，電極起著極為重要的作用。對電極的要求是具有良好的導電性能、歐姆接觸性能、附著力牢固、耐高溫、耐腐蝕、耐氧化等。但是無鉛銀漿制備大功率NTC熱敏電阻電極存在缺陷：①電極層的附著力不夠、易脫落，器件的廢品率較高；②銀離子遷移將可能影響熱敏電阻性能的長期穩定性，難以制造高穩定性的熱敏電阻元件。針對以上問題，我公司對功率型熱敏電阻器的電極制備展開了研究。在電極制成產品后，對電極的性能進行以下各種試驗和測試：①附著力試驗；②電學特性試驗，如電導率、電接觸特性（歐姆性）；③溫度老化試驗：在高溫環境下電極老化對元件性能的影響；④電極接觸的顯微觀察分析。通過改進焊接工藝，并和有關合作單位對電極材料進行聯合攻關，我公司已完成了有鉛電極到無鉛電極的替代。

　　（5）產品的穩定性技術。產品的穩定性是產品性能的一個重要方面。穩定技術中對產品的穩定化處理，就是通過有效手段，消除工藝過程中因高溫和機械加工的應力作用和在阻體內形成的非平衡缺陷，加速穩定化過程。以改變在產品生產過程中，產品中粒子遷移跟不上溫度變化速率，使產品中組分呈不均勻分布，性能不穩定的現象。我公司通過對產品阻值與時間變化的熱老化曲線進行研究和實驗，確定了產品生產過程中的穩定性處理規范，確保了產品的高穩定性。

　　（6）規模化大生產技術。

　　（一）我公司與協作單位共同合作，研制成功具有國際領先水平的功率型NTC熱敏電阻器自動化生產線。該生產線具有：（a）自動化程度高，采用PLC作為控制系統，大量運用光電傳感器作為檢測手段及觸摸界面，實現全自動化生產；(b)操作界面人性化、生產效率高，該設備集引線成型、芯片插入、無鉛焊接的點焊技術、涂裝、自動測試、包裝功能為一體，大大提高生產效率；(c)制程工藝條件控制精準，采用先進機械設計，保證制品尺寸精度，關鍵工藝溫度采用智能PID調節控制，保證工藝條件的穩定。

　　(二)自主研發成功了熱敏電阻器電流自動沖擊儀。該儀器是一種模擬實際使用狀況通過電容充電對熱敏電阻進行大電流沖擊的測試儀器，采用了PLC可編程控制器，可進行自動化電流沖擊。當熱敏電阻在工藝生產中存在基體結構缺陷時，導致產品耐電流能力小于最大設計值時，通過測試儀可對產品進行篩選。我公司研制的大電流沖擊測試儀，其最大特點是快速高效，沖擊電流、沖擊時間、沖擊間隔可以精確控制，適用于長時間連續操作。該儀器已獲得了國家專利。

　　我公司功率型NTC熱敏電阻器自動化大規模生產技術的應用，不僅大大提高了產品的一致性和穩定性，減少了人為因素對產品性能的影響，有效地提高了產品的質量，而且還大大提高了生產工效，使生產成本得到有效地控制。

　　廣泛采用的新工藝、新技術，大大縮小了我公司同國外先進技術水平的差距，為高性能大功率NTC熱敏電阻器的大批量生產奠定了堅實的基礎。

　　我公司功率型NTC熱敏電阻器2004年被評為高新技術產品，公司也于2005年被認定為高新技術企業，公司還參與了政府的多項科技創新基金項目以及國家火炬計劃等。以上述技術為基礎研發的MF51E型熱敏電阻器，還獲得2007年度國家科技部創新基金的無償資助。公司擁有技術、工藝、設備、制造、產品等一系列國家專利。多種型號的NTC熱敏電阻器產品被認定為高新技術產品。

　　先進的產品設計、持續的科技攻關、嚴格的質量管控、科學的績效考評和成本核定、自動化的規模化大生產，是我公司能夠始終保持很強的競爭力，向客戶提供優質低價高性能的產品，在國內外眾多同類企業中脫穎而出的法寶。

　　我公司從2002年成立至今近6年時間，功率型NTC熱敏電阻的生產能力，從每月100萬只發展到4000萬只，已成為國內最大的功率型NTC熱敏電阻器的專業制造商。目前我公司生產的功率型NTC熱敏電阻器，價格僅為國內外資和合資企業的50~80%，而技術性能、技術指標則完全達到國外先進產品的水平，遠遠高于國內同類產品，是迄今為止唯一通過UL認證和CQC認證的國內品牌。

　　最近，我公司的高性能超大功率NTC熱敏電阻器已研制成功并批量投產，它將滿足超大電流電路中抑制浪涌電流的需要，從而提高超大功率電源電路的可靠性。我們愿意通過各種途徑和方式，實現和保持與客戶的密切溝通和交流，生產出用戶滿意的產品，滿足用戶更高更新的需求，為廣大用戶更好地做好配套服務，為促進整個電源行業的發展，為提升整個行業的技術水平，做出應有的貢獻！ 

                                            2007.10