过流保护片（高分子PTC，PPTC)同温控开关（双金属片保护器）的区别
一．保护原理
过流保护片（高分子PTC,也叫高分子可恢复保险丝），是一种具有正温度系数特性的导电高分子材料 高分子PTC热敏电阻是由填充炭黑颗粒的聚合物材料制成。这种材料具有一定导电能力，因而能够通过额定的电流。如果通过热敏电阻的电流过高，它的发热功率大于散热功率，此时热敏电阻的温度将开始不断升高，同时热敏电阻中的聚合物基体开始膨胀，这使炭黑颗粒分离，并导致电阻上升，从而非常有效地降低了电路中的电流。这时电路中仍有很小的电流通过，这个电流使热敏电阻维持足够温度从而保持在高电阻状态。当故障排除之后，高分子PTC热敏电阻很快冷却并将回复到原来的低电阻状态，这样又象一只新的热敏电阻一样可以重新工作了。
温控开关（双金属热保护器）是由导热金属外壳、焊有银合金触点的双金属元件等元件组成。电流通过有阻抗的双金属元件，遇非正常工作时，随电流增大或周围温度升高至设定温度值时，双金属元件迅速动作，打开触点，切断电路。当装置冷却到安全工作温度时，触点自动闭合，恢复正常工作状态
二．从保护原理来看，过流保护片是因为通过的电流使PTC元件自身发热从而对整机进行保护，所以它对电流保护更敏感．而热保护器的双金属片自身有感温功能，在通过的电流没有太大改变，而环境温度急剧升高时，也能对整机进行保护，所以双金属热保护器对温度保护更敏感．因此在很多客户在要求比较高的情况下，通常会采用双金属和高分子双重保护，前者针对过热，过温保护，后者进行过流保护．
三．从保护原理来看，我们也会发现高分子PTC在保护电路状态并没有完全切断电路，因为高分子PTC受热后，电阻会变得无穷大，但仍然有残余电流存在，在要求较高或者电路比较精密的情况下，对电路其他元件会带来损伤．而双金属热保护器在保护时是完全切断电路，没有任何残余电流；
四．从材质上来看，高分子PTC的材质是有机物质，在环境恶劣，经常受大电流冲击，或者长时间使其在电阻无穷大的保护保护状态，有机材质容易失效，甚至燃烧，从而起不到保护作用．而双金属热保护器是金属结构，受外界环境影响小，性能更稳定，更可靠．这也是为什么许多关注质量的厂家选择成本更高的双金属保护热保护器的原因.
热双金属在温控器,温控开关中的实际应用
摘要：介绍了机械式温控器中的核心元件———热双金属的主要生产厂家，原材料及生产方式，工作原理及在热保护器、温控器、过载保护器中的实际应用。
关键词：热双金属；热保护器；温控器；温度开关；过载保护器；恒温器应用
自1858年英国Wilson公司用黄铜和钢制成热双
金属并取得专利以来，热双金属的生产和应用已有一百多年的历史。由于热双金属具有稳定可靠灵敏的记忆合金的特性，在我国温控开关，热保护器等控温器行业中更大量应用，现将热双金属的生产厂家、工作原理等及在热保护器，温控开关中的应用的一些实践经验简介如下：
1 热双金属简介
1.1 主要生产厂家
目前世界上生产热双金属的主要生产厂家仍集中在欧美和日本，我国近几年来在热双金属的研究和生产上也有较大的发展，其中我们搜集到的代表性企业列在表1。 表1
1.2 热双金属片原材料及生产方式简介
1.2.1 原材料的成分
各厂家的热双金属原材料基本相同，基体均为铁质和铜质合金，加入镍锰等元素改变其膨胀系数，产生高膨胀侧和低膨胀侧合金，再复合组成。有时为了改变材料的电阻率，会加入中间合金。高膨胀侧（主动层）：镍铬合金、镍锰合金、铜锌合金。
如：Mn72Ni10Cu18、Ni22Cr3、Ni20Mn6等。
低膨胀侧（被动层）：镍合金、铬合金。
如：Ni36、Ni45、Crl7等。
中间层：铜、镍、低碳钢
高膨胀侧和低膨胀侧的合金成分配比不同，厚度不同，加上中间层金属的调节，可得
到近百种热双金属材料（具体的材料及性能可查阅各热双金属厂家说明书）。
1.2.2 生产方式
热双金属的生产方式经历了由熔合法、接合法、块状轧制复合法到连续固相复合法的发展阶段。现国内外较先进的厂家均使用连续固相复合法。其工艺流程为：原材料-清洗-复合-退火-精轧-蚀印-分条-平整-精整-包装，连续固相复合法又分为室温固相复合法和连续热复合法。其生产的优缺点见表2。表2
1.3 工作原理
当温度变化时，因为双金属高膨胀侧的
膨胀系数远远高于低膨胀侧的膨胀系数，故产生弯曲，我们就利用这种弯曲工作。用图1示意之。
图1
2 热双金属在热保护器、温控器、温控开关。过载保护器中的应用分析
在热保护器、温控器、过载保护器，温控开关中，首先将热双金属带材冲裁落料成片状，而后预先成型成碟型。此时的碟型热双金属片已有固定的动作、复位温度。单片动作温度一般在50~180℃左右，复位温度一般在0~150℃左右。再装入热保护器中，并形成一定的机械预应力，使热保护器终动作温度分布在A+5℃（AE50~160，每5℃为一档）。
热保护器，温控开关及双金属接入电路有四种形式，如图2所示。前三种结构为热双金属直接通过电流，第四种结构为热双金属不直接通过电流，仅为接受电热丝等产生的热而突跳。
A-碟型热双金属B-电热丝C-簧片 图2
2.1 选用过程
（1）设计选用热双金属时应考虑的范围：
工作温度范围热敏元件承受大温度所需动作产生的力和转矩元件动作极限的高温和低温点元件加静载空间容积元件承受电流
（2）应考虑的双金属主要参数有：
比弯曲 弹性模量 硬度 尺寸精度 电阻率 使用温度范围
（3）选用的方法
在双金属的几个参数中，在不同的条件下重点各不相同，首先要根据自己的实际使用要求和各热双金属厂的产品说明书，选择合适使用温度范围的双金属（一般来说，家用电器控温器，温控开关一般均在200℃内工作，热双金属可在370~540℃内正常工作，完全能胜任
之。）。而后考虑双金属应产生的动作的力及转矩，选择合适的比弯曲和弹性模量。再选
择适合各自的成型工艺及设备的热双金属的尺寸、硬度、弹性模量。再根据保护器电流时
间要求及热容腔的效应，选择合适的电阻率。比弯曲则一般来说，大的比小的能产生更大
的推力和位移。
2.2 双金属电阻率、形状的影响
设计热保护器时，核心技术为壳体（即热容腔）、电热丝和双金属三者之间的匹配。这
是一组相互矛盾的统一体，他们三者之中任意变化，匹配合理，则可以确定一种热保护器，温控开关的参数。一般来说，由于模具及生产成本的原因，每一间生产热保护器的公司均只有1~3种壳体，而电热丝也受大允许电流条件的约束而只能在一个有限的范围之内变化。当电热丝和壳体已不能再做调整时，变换双金属材料或形状则会起到非常好的效果。如在图2的①~③结构中，双金属通过电流时发热，双金属的电流热效应公式为：
根据此公式可以计算双金属的电阻值变化对热能贡献的大小。选择电阻高的双金属会产生更多的热，使热保护器的动作时间变短，小动作电流变小。选择电阻低的双金属则相反。
双金属的电阻受电阻率高低、形状的大小及厚度影响。
其中电阻率影响为明显，如以EMS公司的双金属中选几个典型列于表3。表3
从表3可见，电阻率从15~850均有，其热效应差50多倍。对保护器的动作时间和动作电流的作用是相当明显的。
2.3 双金属弹性模量、比弯曲的影响在图2的结构④中，因为双金属不通过电流，所以电阻率此时已不重要。此时要求双金属能产生较大的推力和位移以顶起双金属片上的簧片。而根据以下公式：
从公式可见，K值越大，则双金属产生的推力和位移均加大，增大厚度h可以加大推力，但却使位移缩小。所以在此结构中，华恒欣科技?选择大比弯曲值的双金属，使产品设计达到了佳效果。
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热保护器有什么用途？
热保护器有什么用途？
热保护器系列产品是一种用双金属片作为感温元件的温控器，电器正常工作时，双金属片处于自由状态，触点处于闭合/断开状态，当温度升高至动作温度值时，双金属元件受热产生内应力而迅速动作，打开/闭合触点,切断/接通电路，从而起到热保护作用。当渐度降到重定温度是触点自动闭合/断开，恢复正常工作状态。
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