PTC là viết tắt của cụm từ trong tiếng Anh “Positive Temperature Coefficient. PTC thermistor là một loại điện trở nhiệt với đặc điểm là khi nhiệt độ tăng lên, điện trở cũng tăng lên.

Điện trở nhiệt PTC thường được phân loại thành hai nhóm chính dựa trên vật liệu sử dụng, cấu trúc và quy trình sản xuất:

Nhóm 1

Nhóm thứ nhất của điện trở nhiệt PTC sử dụng các vật liệu như bạc và silic làm vật liệu bán dẫn. Nhóm này thường được sử dụng để làm cảm biến nhiệt độ PTC, với đặc điểm chính là tính tuyến tính.

Nhóm 2

Nhóm thứ hai là điện trở nhiệt PTC kiểu chuyển mạch. Loại PTC này phổ biến trong các cảm biến và sản phẩm như lò sưởi PTC. PTC polymer, một loại PTC được làm từ một loại nhựa đặc biệt, cũng thuộc nhóm này và thường được sử dụng để làm cầu chì có thể đặt lại.

Đặc điểm của điện trở nhiệt PTC kiểu chuyển mạch là có đường cong điện trở nhiệt phi tuyến tính cao. Khi PTC kiểu chuyển mạch được làm nóng, ban đầu điện trở sẽ giảm xuống, sau đó tăng đột ngột khi đạt đến một nhiệt độ điểm tới hạn nhất định. Cơ chế này làm công nghệ PTC hữu ích trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Dưới đây là ký hiệu thường được sử dụng cho điện trở nhiệt PTC có hệ số nhiệt độ dương theo tiêu chuẩn của Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế (IEC).

Ký hiệu PTC theo tiêu chuẩn IEC

Điện trở nhiệt PTC thường được sản xuất từ vật liệu gốm đa tinh thể. Loại gốm này thường có điện trở suất cao khi ở trạng thái ban đầu và được làm dẫn bằng cách thêm các chất pha tạp khác. Điện trở nhiệt PTC loại này thường được sử dụng để làm máy sưởi tự điều chỉnh PTC.

Nhiệt độ chuyển tiếp của hầu hết các điện trở nhiệt PTC nằm trong khoảng từ 60°C đến 120°C. Tuy nhiên, có một số loại thiết bị đặc biệt được sản xuất có thể chuyển đổi ở mức thấp nhất từ 0°C lên đến nhiệt độ cao khoảng 200°C.

Các silistor, còn được gọi là điện trở silic hoặc nhiệt silistor, có đặc tính nhiệt độ điện trở tuyến tính với độ dốc tương đối nhỏ trong hầu hết phạm vi hoạt động của chúng. Silistor có thể thể hiện hệ số nhiệt độ âm ở nhiệt độ trên 150°C và hệ số nhiệt độ chịu khoảng từ 0,7% đến 0,8%.

Đặc điểm của điện trở nhiệt PTC

Trong ứng dụng máy sưởi tự điều chỉnh, công nghệ PTC đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp và duy trì nhiệt độ ổn định. Khi có dòng điện chạy qua điện trở nhiệt PTC chuyển mạch, thiết bị sẽ tự động làm ổn định ở một nhiệt độ nhất định. Điều này có nghĩa là nhiệt độ giảm thì điện trở cũng sẽ giảm, cho phép dòng điện chạy qua nhiều hơn để làm nóng thiết bị. Tương tự, nếu nhiệt độ tăng thì điện trở cũng tăng lên, hạn chế dòng điện đi qua thiết bị để làm nguội thiết bị.

Các loại điện trở nhiệt PTC này thường được làm bằng gốm sứ với nhiều hình dạng và kích cỡ đa dạng vì tính linh hoạt trong thiết kế của chúng. Bộ sưởi gốm PTC (PTC heater) là một trong những lựa chọn tuyệt vời để giúp cung cấp nhiệt điện có kiểm soát và để tăng cường truyền nhiệt.

Máy sưởi tự điều chỉnh

Trong việc đảm bảo an toàn cho các mạch và thiết bị, công nghệ điện trở nhiệt PTC chuyển mạch có vai trò quan trọng. Các điện trở này thường được sử dụng như một loại bộ hạn chế quá tải hoặc cầu chì có khả năng tự động đặt lại trong các mạch khác nhau. Điện trở nhiệt PTC chuyển mạch hoạt động tương tự như một loại cầu chì có khả năng tự động đặt lại. Thông thường, chúng là các điện trở nhiệt loại PTC polymer và thường được gọi với nhiều tên như polyfuse, polyswitch và multifuse.

Bảo vệ quá tải bằng PTC

Thời gian trễ trong mạch có thể được đạt được bằng cách sử dụng thời gian cần thiết để điện trở nhiệt PTC đạt đủ nhiệt độ, sau đó nó sẽ chuyển từ trạng thái có điện trở thấp sang trạng thái có điện trở cao, và ngược lại. Thời gian trễ này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích thước, nhiệt độ môi trường và điện áp được kết nối, cũng như loại mạch mà nó được sử dụng.

Một ví dụ cụ thể cho việc sử dụng thời gian trễ này cho các điện trở nhiệt PTC là trong đèn huỳnh quang. Khi nguồn điện được kích hoạt lần đầu vào đèn, điện trở nhiệt PTC sẽ ở trạng thái lạnh (nhiệt độ phòng). Điện áp đèn ban đầu thấp hơn điện áp đánh lửa và dòng điện chạy qua mạch sẽ làm nóng các điện cực và PTC đồng thời. Khi đạt đến nhiệt độ Curie (CT – Curie Temperature), PTC sẽ chuyển trạng thái và điện áp trên đèn sẽ vượt qua điện áp đánh lửa, khiến đèn huỳnh quang bắt đầu hoạt động bình thường.

Đèn huỳnh quang là ví dụ cho việc sử dụng thời gian trễ cho điện trở nhiệt PTC

Máy sấy quần áo sử dụng bộ phận làm nóng không khí PTC để duy trì nhiệt độ ổn định bên trong thùng sấy mà không cần hệ thống kiểm soát nhiệt độ phức tạp. Nhờ công nghệ PTC này, quần áo trong máy sấy có thể được khử trùng và thùng sấy khô, đảm bảo quần áo luôn được giữ sạch sẽ.

Bộ phận làm nóng PTC có hiệu suất làm nóng cao, giúp tiết kiệm điện năng và có độ bền cao. Nó cũng được thiết kế với các tính năng bảo vệ an toàn, tự động duy trì nhiệt độ ổn định, giúp máy sấy hoạt động an toàn và đáng tin cậy. Công suất của bộ phận làm nóng PTC trong máy sấy thường nằm trong khoảng từ 500 đến 2000W, với công suất hiệu quả thường là 1000W. Điều này giúp đảm bảo máy sấy hoạt động hiệu quả mà không tạo ra tốn nhiều năng lượng và chi phí điện năng cao.

Công nghệ PTC còn được ứng dụng trong máy sấy

Công nghệ sấy PTC tiên tiến giúp bề mặt vải luôn mềm mại và mịn màng hơn so với các loại máy sấy thông thường khác. Điều này là nhờ vào khả năng duy trì và cố định nhiệt độ sấy, đảm bảo rằng quần áo luôn được bảo vệ và không bị hỏng do nhiệt độ quá cao.

Bảo vệ sợi vải mềm mịn

Công nghệ PTC có hiệu suất làm nóng cao, giúp máy sấy, máy rửa bát  hoạt động hiệu quả về năng lượng. Điều này giúp giảm tiêu thụ điện năng và tiết kiệm chi phí hoạt động, đồng thời giảm tác động đến môi trường.

Máy sấy quần áo sử dụng công nghệ PTC thường hoạt động một cách yên tĩnh hơn so với các máy sấy truyền thống. Việc không gây ồn ào khi vận hành làm cho quá trình sấy quần áo trở nên thoải mái và không làm phiền trong gia đình.

Bằng việc sử dụng công nghệ sấy PTC, thiết bị không chỉ tiết kiệm thời gian và tiền bạc mà còn đảm bảo rằng quần áo luôn được giữ gìn và trông thật tươi mới. Với những ưu điểm và ứng dụng đa dạng, công nghệ PTC thực sự đã đem lại lợi ích lớn cho cuộc sống hàng ngày.