一、热敏电阻的基础概念

1. 什么是热敏电阻？

热敏电阻是一种对温度敏感的电阻器，其电阻值随温度变化而发生明显变化。主要应用在温度检测、电路保护等场合。

2. 分类方式

二、NTC热敏电阻原理与特性

1. 工作原理

NTC热敏电阻多由锰、钴、镍等金属氧化物烧结而成，其导电性受温度影响较大：

温度↑ → 自由电子↑ → 导电性↑ → 电阻↓

该行为近似呈指数关系，可通过以下公式描述：

R(T) = R₀ × e^(B × (1/T - 1/T₀))
其中：

• R(T) 为当前温度下电阻

• R₀ 为参考温度（通常为25°C）下的电阻

• B 为材料常数

• T 为热力学温度（K）

2. 特性总结

• 高灵敏度：阻值变化率高；

• 响应快：适用于动态温度检测；

• 低成本、小尺寸；

• 阻值范围广（1Ω ~ 数百kΩ）；

• 存在非线性误差，需配合校准或查表处理；

三、PTC热敏电阻原理与特性

1. 工作原理

PTC热敏电阻的电阻值随着温度上升而升高，尤其在某一临界温度（Curie点）后，电阻急剧上升。

温度↑ → 晶体结构畸变 → 电阻↑

主要材料为钛酸钡（BaTiO₃）基陶瓷。

2. 特性总结

• 自限流能力：电阻升高自动减少电流；

• 适合作保护器件：防过流、防过热；

• 有明显“跳变点”（通常为60°C~150°C）；

• 多次使用后特性稳定，寿命长；

四、NTC/PTC热敏电阻的实际应用案例

1. NTC在温度检测中的应用

✅ 应用场景：

• 电池温度检测（锂电、镍氢电池）

• CPU、功放模块热保护

• 3D打印机热端温度控制

✅ 实例说明：

在笔记本电池管理系统（BMS）中，NTC贴片热敏电阻（如10kΩ@25°C）通过分压方式与MCU相连，实时监测电池温度，超过阈值即停止充电/放电。

✅ 推荐型号：

• Murata NCP15/21系列

• TDK NTCG系列

• EPCOS B57891系列

2. NTC在电源浪涌抑制中的应用

✅ 应用场景：

• 开关电源的启动浪涌抑制

• 电机启动限流

• 大电容预充电

✅ 原理说明：

启动瞬间NTC阻值高，限制浪涌电流；工作一段时间后温度升高→电阻下降→基本不影响电路正常运行。

✅ 实例说明：

在AC-DC适配器输入端加入5D-11 NTC电阻，可将浪涌电流从60A压降至10A以下，保护整流桥和滤波电容。

3. PTC在过流保护中的应用

✅ 应用场景：

• 电机过热保护

• USB、I/O端口电流保护

• 小家电故障保护

✅ 实例说明：

PTC器件串联在负载电路中，当电流超过设定值导致温度升高→电阻骤升→限流至毫安级，起到“自复位保险丝”的作用。

✅ 常见型号：

• Littelfuse PolySwitch 系列

• Bourns MF-R 系列

• TE Circuit Protection RXE 系列

4. PTC在加热元件中的应用

✅ 应用场景：

• 恒温加热器

• 除雾加热膜（汽车后窗）

• 除湿器等智能加热控制

✅ 原理说明：

PTC自身发热→温度升高→电阻增大→自限温功能，无需外部控制电路，节能且安全。

五、热敏电阻的选型建议

1. 明确用途：测温？限流？保护？

• 若需精准测温，选NTC热敏电阻

• 若需自限流、自复位功能，选PTC热敏电阻

2. 关注参数：

六、热敏电阻的注意事项与布线建议

1. 避免自发热干扰测温：NTC贴片应远离功耗器件；

2. 确保热耦合紧密：与被测器件之间应有良好热传导（如涂导热胶）；

3. 电源浪涌使用NTC需考虑散热：长时间高电流可能造成烧毁；

4. PTC使用时需留有升温空间：避免过度紧凑，影响自恢复功能；

5. 与MCU ADC接口搭配需计算分压，确保ADC工作范围内有足够分辨率。