多年來(lái),關(guān)于保險(xiǎn)絲如何工作的理論已被充分記錄,并且通常被很好地理解。但是,采用自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的過(guò)流保護(hù)的實(shí)際過(guò)程仍不清楚,其優(yōu)勢(shì)還有待進(jìn)一步探索。到目前為止,自恢復(fù)保險(xiǎn)絲一直被認(rèn)為是基于聚合物的自恢復(fù)設(shè)備,可以限制電流。
這里討論的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲是基于導(dǎo)電聚合物的產(chǎn)品。所用的聚合物材料含有許多炭黑顆粒,它們起導(dǎo)電介質(zhì)的作用。通過(guò)調(diào)節(jié)混合物中炭黑的量來(lái)調(diào)節(jié)電阻。熱量導(dǎo)致聚合物膨脹,導(dǎo)致黑碳移動(dòng),導(dǎo)致電導(dǎo)率降低或電阻增加。
自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的工作原理是將潛在有害的過(guò)載電流限制在安全范圍內(nèi)。具體地說(shuō),通過(guò)該裝置的過(guò)大電流將導(dǎo)致內(nèi)部熱量(I2R)的增加,這將導(dǎo)致自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的加熱并增加其電阻。在過(guò)熱之前,自復(fù)位保險(xiǎn)絲電阻通常僅占總電路阻抗的一小部分。如下圖所示,聚合物自恢復(fù)熔絲的電阻增加具有非線性特性。這種相對(duì)大的電阻將電路中的電流減小或限制到安全范圍。從低電阻到高電阻的轉(zhuǎn)變點(diǎn)稱為“跳躍點(diǎn)”。
受限電流通過(guò)較高電阻產(chǎn)生的熱量將使自恢復(fù)熔絲的溫度保持在高水平,從而導(dǎo)致高電阻。保持這種熱平衡狀態(tài)直到電路斷電并且自恢復(fù)保險(xiǎn)絲逐漸冷卻并且電阻變小。自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的基本原理是溫度升高會(huì)導(dǎo)致電阻增加,反之亦然。自恢復(fù)保險(xiǎn)絲通過(guò)斷開(kāi)電路的電源實(shí)現(xiàn)自恢復(fù)或恢復(fù)低電阻,從而降低器件的溫度。之后,組件準(zhǔn)備好響應(yīng)未來(lái)的重載。如果消除了過(guò)電流問(wèn)題的根源,則電阻將保持較低。但是,當(dāng)再次發(fā)生過(guò)電流時(shí),器件將再次轉(zhuǎn)換為高電阻狀態(tài)。