图片来源：Kemet
作者 | Randall Scasny
热敏开关有助于减轻电子产品的破坏，防止工况恶化。本文重点先容了用热敏开关掌握热量积聚的3种方法。
发热是电子设备的紧张问题，尤其是在工业自动化或机器人等高功率运用中。过热不仅会缩短电子设备的寿命，还会迅速导致部件破坏、失火、爆炸，乃至导致运行职员受伤。
热敏开关可减轻电子产品中的热损伤。它们可以检测非常温度，并在任何破坏发生之前割断系统。与热熔丝不同（热熔丝是一种耗材，在熔断后必须改换），热敏开关在冷却后即可复位。但在我们证明热敏开关如何办理电子领域的现实寻衅之前，工程师们必须理解它们是如何事情的。
热敏开关是一种机电式温度掌握装置，在特定温度下可以断开电气连接。热敏开关常日是可重复利用的，可防止涌现须要用户纠正的情形。
热敏开关可以利用多种技能实现，包括双金属开关、热簧片开关、水银开关、具有不同温度系数的杆和管开关以及气动开关。下面列出了利用不同类型的热敏开关来掌握热量积聚的3种方法。
01
热敏电阻和微掌握器
热敏电阻是一种电阻，其阻值随温度变革而变革。热敏电阻对温度颠簸敏感，可以精确丈量温度。热敏电阻可用于电路保护（电涌保护）、油温丈量和汽车冷却液等运用。
工程师在设计产品时，应考虑热敏电阻的两个参数：负温度系数（NTC）和正温度系数（PTC）。NTC热敏电阻阻值随着温度升高而降落；相反，PTC热敏电阻阻值随着温度的升高而增加。
热敏电阻中的阻值变革，可以用惠斯通电桥或分压器电路转换为电旗子暗记。分压器将热敏电阻的阻值转换为电旗子暗记。当温度变革时，电旗子暗记随之变革，其值可由微掌握器的仿照输入读取，并显示在LCD屏幕上。
02
双金属开关
双金属开关由两个具有不同热性能的金属条组成，常日是黄铜与钢或铜与钢的组合。这些金属条带沿其长度粘合在一起，要么通过铆钉、要么通过熔合连接。该构造的形状可以是扁平条带或同心线圈。
随着温度的升高，两种金属以不同的速率膨胀，使带材波折。双金属开关的特性可用于转换电路或温度计，个中指针指示表盘上的温度。双金属开关常日用于恒温器、温度计、时钟机构和热机等。
钢的热膨胀系数为每摄氏度百万分之十二（12 ppm/℃）。铜的系数为16.6ppm/℃，黄铜的系数为18.7ppm/℃。当加热由钢和铜、或钢和黄铜构成的金属条时，带材将向钢波折，由于钢是热膨胀系数较小的金属。
03
簧片开关
簧片开关是一种磁反应开关，包含两块小的铁镍（Fe-Ni）合金板。如图1所示，簧片开关可以封装在充满惰性气体的玻璃管内，从而降落簧片开关的金属疲倦风险并延长其寿命。封闭式簧片开关具有防尘、防潮、防爆和耐堕落等特性。
▲图1：簧片开关构造。
簧片开关在磁场存在时打开和关闭。对付用作热敏开关的簧片开关，必须与温度变革能产生磁场的材料结合利用。
法国物理学家皮埃尔·居里创造的居里点，是某些磁体失落去磁性的温度。当用作热簧片开关时，工程师创造添加定量的掺杂剂，可以有效地掌握材料的居里点。
工程师可以选择两类热簧片开关：断开类型（break-type）和接通类型（make-type）。两者都由热铁氧体、簧片开关和永磁体组成。在温度变革时，热铁氧体的磁特性会发生变革，簧片开关可以据此打开或关闭。
图2显示了一个断开型开关，它是常闭的。如果事情温度未超过触发温度，开关保持闭合（ON）。当温度升高到即是或高于触发温度时，则打开（OFF）。
▲图2：断开型热簧片开关。
图3展示了一个接通型开关。当事情温度低于触发温度时，接通型开关打开（OFF）。当事情温度高于触发温度时，开关闭合（ON）。
▲图3：接通型的Thermorite开关。
该图还解释了接通型开关的运行机理。低于居里点的温度时，热铁氧体产生环形磁场。该磁场在簧片开关内的触点中，感应出N极和S极，并产生磁吸引力，使触点尖端打仗，使开关处于闭合或接通状态。
当热铁氧体的温度达到居里点时，它失落去磁通量，变成非磁性。由于不再存在磁吸引力，触点尖端断开，使开关处于断开状态。
接通型和断开型开关的差异在于：在两段热铁氧体之间增加了间隙垫片。如果温度不超过触发温度，则会产生磁场，将簧片开关中的触点分开。当温度达到触发点时，它变为非磁性。永久磁铁在簧片开关的触点中感应出N极和S极，产生磁吸引力，使触点的尖端打仗，从而关闭开关（ON）。
04
热敏开关为制造商带来的好处
过热对电子部件的寿命构成严重威胁，如果不加以掌握，可能会侵害运行职员。热敏开关在温度监测中起着关键浸染，当系统的事情温度超过安全水平时，热敏开关可以关闭系统。
在设计电子产品时，工程师应仔细考虑运行哀求以确定适宜的热敏开关办理方案，该办理方案该当更大略，节省更多本钱，最主要的是具有更高的可靠性。
关键观点：
热敏开关是一种机电式温度掌握装置，可在规定温度下割断电气连接。
热敏开关具有更高的精度和整体鲁棒性，以及更好的相应韶光和相对较低的滞后性。
在预防性掩护中，用户可以利用浩瀚工具，热敏开关是个中之一。
思考一下：
热敏开关为制造企业带来哪些好处？
