一、什么是PPTC
PPTC 是英文单词的缩写：Polyer Positive Temperature coefficient.中文意思是：高分子聚合物正系数温度电阻，即：高分子正温热敏电阻。与 PTC 相反的产品为 NTC 即：Negative temperature Coefficient 负温系数热敏电阻。元件可帮助防护电路中电流突变及过温的故障。PPTC 热敏电阻可在故障条件下限制危险的大电流通过。但是它不同于只能使用一次就必须更换的传统保险丝，PPTC 热敏电阻在故障排除和电路电源断开之后能够自动复位（也可以称为自恢复保险丝），进而减少了保护、服务和维修费用。
二、PPTC的工作原理
PPTC 电路保护器件是由高分子聚合物掺加导电粒子所制成的。如下图所示，在正常温度下聚合物呈现结晶状并将导体束缚成紧密的导电链，从而构成一个低阻抗的连接。当大电流通过或周围环境温度升高导致器件温度高于动作温度时，聚合物融化体积膨胀造成高分子的架构由晶相转变成非晶相结构，从而使导体变成无规律排列，并导致阻抗迅速提高。
PPTC 器件动作原理是一种能量的平衡，如下图 所示当电流流过PPTC 器件时，由于I2R 的关系会产生热量，而产生的热量部分会散发至环境中，没有散发出去的便会提高PPTC 器件的温度。在下图 的Point1 时温度较低，产生的热量和散发的热量达到平衡，但是当流过的电流较多或是环境温度较高时，会产生较高的热量，而提高PPTC 器件的温度，当电流或环境温度的增加并不显著，PPTC 器件所产生的热量可以散发至环境中而在Point 2 达到平衡。当电流或环境温度再提高时，PPTC 器件会达到一个较高的温度，如图Point 3 所示。若此时电流或环境温度继续增加， 产生的热量便会大于散发出去的，使得PPTC器件温度速增，在此阶段，很小的温度变化就会造成阻值大幅度提高，这现象可由图上的Point 3 及Point4 看出。这时PPTC 器件正处于动作的保护状态，阻抗的增加便限制了电流的通过，而保护设备免于损坏。如上所述PPTC 热敏电阻在环境温度升高时，其阻值亦会随之增加，从而达到Point 4 的高阻抗状态，并不需外加电流，当温度下降后PPTC 就以热敏电阻的特性恢复到低阻抗状态。
三、PPTC的特性参数
1、电阻值范围：R min是指在25℃温度条件下的初始阻值(焊接前)；R1max 是指25℃温度条件下,焊接一小时后的最大阻值；
2、Ihold：静止空气中不触发电阻可通过电路的最高电流；这一块我查阅资料，有的给出的是在20℃，25℃时候的数值。但是也有例外，除了给出常温下的数值，还给出了各个温度段的Ihold值；
比如 LittleFuse家的，就是给出了一个可以随温度变化的表格；我截取了一部分，如下：
比如佰宏家的：
3、Itrip：为静止空气中自恢复保险丝动作时的最小电流（依产品不同温度可从 20°C 到25°C），即室温下的最小故障电流；
4、Ttrip：5倍Ihold时，PPTC由通电至发生保护的间隔时间；
5、Imax：PPTC可以承受的最大电流；
6、Vmax：PPTC可以承受的最大电压；
7、Pdtyp：消耗功率，是指25℃环境温度时PTC聚合物自复保险丝动作状态下的消耗功率；
8、 时间—电流曲线
这个时间与电流特性图表显示了保险丝对不同程度的过流状态的反应速度。所有保险丝具有逆时间/电流特性：随着过流增加，熔断时间减少。简单地说，保险丝熔断得越快，过流问题就越严重。下方图片分别是LittleFuse和 BHFUSE(佰宏)规格书中的时间-电流曲线图；
LittleFuse
BHFUSE(佰宏)
9、PPTC 动作后的阻值恢复特性
PPTC 元件动作以后，即使若干小时后，其电阻依然大于初始电阻。电阻的下降过程会延续一段较长的时间，最终电阻才会接近初始电阻，如图4。然而这段较长的时间可以是几天、几个月、甚至几年。如果为了动作的目的而指望元件的电阻恢复到原来的初始阻值是不实际的。所以选择PPTC 元件时，当考虑工作电流时必须考虑R1max 的值，即动作后恢复1 小时后的最大电阻值。
四、PPTC的选型
根据以上参数的解读，对实际产品使用需求的把握，可以按照以下几个步骤考虑PPTC的选型；
1、确定线路最大工作电压V;
2、确定线路正常工作电流I ;
3、确定PPTC最高使用环境温度Tmax;
4、确定线路需保护的故障电流If ;
5、确定PPTC安装方式及空间大小；
6、根据V值、l值及安装方式选择产品类别， 满足V值＜Vmax ( PPTC最大工作电压）
7、查看Tmax值下该系列产品对应的lhold 值， 满足lhold值≥I值， 即可作为选用型号；
8、比较故障电流If 与PPTC动作电流ltrip 及最大电流Imax，应满足ltrip≤If≤ Imax；
9、测试上述初步符合要求的型号，最终确定一款最优型号。
五、电路设计中PPTC应用的相关注意事项
1、在电源端口，ESD或者TVS二极管等过压防护器件要放在PPTC的后面；原因是TVS短路失效之后，如果置于PPTC前端的话，会造成前级电路发生短路故障。放到PPTC后面可以起到一个防护的作用；
2、注意评估计算在PPTC上面产生的压降；
笔者之前有一个应用，是一个便携可充电的设备。需要使用直流5V给设备进行充电。当时在设计调试的时候一切正常；等在进行小批量验证的过程中，出现了无法充电的问题。排查中发现给到充电管理芯片的电源输入端电压值为4.5V；而该充电管理芯片的输入电压门限是4.6V；经过排查发现，在电源输入端在PPTC端上的压降过大，导致充电管理芯片无法驱动；后面重新进行选型，解决了这一问题；所以PPTC上面的压降也是一个应该关注的参数。但是正如上面PPTC 动作后的阻值恢复特性中描述的，这个阻值不是可以通过查阅规格书就能明确的。所以在开发中，不能忽略R1max这个数值，并且应该通过测试辅以验证；
3、注意PPTC的旁边是否有发热源（功率器件，散热片），需根据时机使用环境的温度，查阅其相关手册，明确PPTC的环境温度与电流的衰减关系，使用最接近的型号；
4、某些产品对PPTC的动作时间会有要求，应该结合实际产品需求，通过实验的方式来选出符合要求的PPTC阻值范围；
