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PTC

大抵の PTC の温度特性は、 NTC の多くがそうであるように滑らかなものではなく、 むしろ素子の温度がある値を超えると急激に抵抗が増加するようなものとなる。 PTC の多くはある程度の電力を扱えるように設計されており、 単に温度を検出するのみではなく、電力を直接制御するような使い方が可能である。

PTC の主な用途は、次のようなものである：

• 過熱保護 ―― PTC を過熱保護の対象 (モーター、トランス、電力素子など) と熱的に結合させておき、 それらの温度が異常に上昇した時の PTC の抵抗の増加によって電流を抑制／遮断させる。 (温度ヒューズの代替)

• 過電流保護 ―― PTC に流れる電流が大きくなるとジュール熱によってその温度が上昇することから、 その電流がある限度を超えた時の PTC の抵抗の増加によって電流を抑制／遮断させる。 (ヒューズの代替)

• 加熱用 ―― PTC に充分な電力を供給すると その PTC の特性によって定まる温度で平衡が保たれるようになることから、 無制御で一定の温度を保たせることができる。

実際の応用では、単一の PTC に 過電流保護と過熱保護の双方の機能を果たさせようとすることもある。 例えば、負荷への電流を適切な PTC を通して供給するようにしておき、 その PTC を負荷と熱的に結合しておけば、 過電流と過熱のいずれが発生した場合でもその PTC の抵抗は増加し、 負荷への電流を遮断することになる。 このような使い方は、 バッテリー・パックなどの保護のためにも用いることができる。

例えば PolySwitch^TM のような、 特に過電流保護用として設計されている PTC の特性は、 抵抗 ― 温度特性ではなく (あるいはそれと共に)、 ヒューズと同様にその電流に対する応答によって示される。 通常は、ホールド電流 (低抵抗状態が保証される電流の上限)、 トリップ電流 (高抵抗状態への移行が保証される電流の下限)、 電流 ― トリップ時間特性 (ある電流を流した時にどの程度の時間で高抵抗状態に移行するか)、 そしてそれらの温度特性 (周囲温度が高くなるとこれらの電流は低下する) などが入手できる筈である。

PTC を過電流保護に用いた場合、過電流によって PTC がトリップすると、 その温度を維持するだけの僅かな電流が流れた状態で安定する。 普通の使い方では、 この状態のままで負荷を軽くしても PTC は高抵抗の状態を維持する (電源電圧のほとんどが PTC に印加された状態となっているため 負荷を軽くしてもその温度が低下しない) が、 一度完全に電流を切って PTC が冷えるまで待てば通常の状態に復帰する。 この特性から、この種の PTC は「リセッタブル・ヒューズ (resettable fuse)」 などと称されることもある。 それが可能な場合には、 適切な PTC をヒューズの代わりに使用する (これは安全に関係する用途では常に認められるとは限らない ―― 該当する安全規格やコンポーネント認証を確認し、また慎重に検討すること) ことにより、作動後の素子の交換を必要としない過電流保護を実現できる。

by Tom Sato, 2002-06-01