多年來,關(guān)于保險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)保險絲的過流保護(hù)的實際過程仍不清楚,其優(yōu)勢還有待進(jìn)一步探索。到目前為止,自恢復(fù)保險絲一直被認(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。通過調(diào)節(jié)混合物中炭黑的量來調(diào)節(jié)電阻。熱量導(dǎo)致聚合物膨脹,導(dǎo)致黑碳移動,導(dǎo)致電導(dǎo)率降低或電阻增加。
自恢復(fù)保險絲的工作原理是將潛在有害的過載電流限制在安全范圍內(nèi)。具體地說,通過該裝置的過大電流將導(dǎo)致內(nèi)部熱量(I2R)的增加,這將導(dǎo)致自恢復(fù)保險絲的加熱并增加其電阻。在過熱之前,自復(fù)位保險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)變點稱為“跳躍點”。
受限電流通過較高電阻產(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)保險絲逐漸冷卻并且電阻變小。自恢復(fù)保險絲的基本原理是溫度升高會導(dǎo)致電阻增加,反之亦然。自恢復(fù)保險絲通過斷開電路的電源實現(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)未來的重載。如果消除了過電流問題的根源,則電阻將保持較低。但是,當(dāng)再次發(fā)生過電流時,器件將再次轉(zhuǎn)換為高電阻狀態(tài)。