第3章 敏感电阻器和排阻实用电路

3.1 热敏电阻器实用电路

热敏电阻器是电子电路中用得比较多的敏感类电阻器。

3.1.1 热敏电阻器外形特征和电路符号

普通电阻器的阻值随温度变化的影响很小，但是热敏电阻器却完全不同，它的阻值随温度的变化而变化，是一种用温度控制电阻器阻值的元器件。

1.热敏电阻器外形特征

图3-1是热敏电阻器实物图。从图中可以看出，它有两根引脚，不分正、负，形状似瓷片电容器，这是圆片形热敏电阻器。此外，热敏电阻器还有多种形状，如球形、杆状、管形、圆圈形等。

2.热敏电阻器种类

（1）按温度系数可将热敏电阻器分为正温度系数PTC（Positive Temperature Coefficient）和负温度系数NTC（Negative Temperature Coefficient）两大类。

正温度系数热敏电阻器的阻值随着温度升高而增大，负温度系数热敏电阻器的阻值随着温度升高而降低。

正温度系数热敏电阻器还分为突变型（或称为阶跃型）及缓变型（线性）。其中突变型又细分两类：一是陶瓷PTC热敏电阻器（CPTC），二是有机高分子PTC热敏电阻器（PPTC）。

目前应用最广泛的是负温度系数热敏电阻器，其又可分为测温型、稳压型、普通型。

（2）根据热敏电阻器电阻率随温度变化的特性不同，热敏电阻器分为两种类型：一是PTC和NTC的缓变型，二是剧变型热敏电阻器，即CTR热敏电阻器。

（3）按工作温度范围分类有常温、高温、超低温热敏电阻。

（4）按其受热方式的不同可分为直热式热敏电阻器和旁热式热敏电阻器。

热敏电阻器的标称值是指环境温度为25℃时的电阻值。

3.热敏电阻器电路符号

图3-2所示是热敏电阻器电路符号。敏感电阻器电路符号通常是在电阻器电路符号基础上加上一个箭头和字母，用于与普通电阻器的电路符号进行区分。

3.1.2 PTC热敏电阻器开水自动报警电路

图3-3所示是采用PTC热敏电阻器构成的开水自动报警电路。电路中，R2为PTC热敏电阻器，用于检测开水温度。A1采用二输入四与非门CMOS集成电路C066，它内电路中设有四个与非门，为数字CMOS集成电路。B为蜂鸣器，在得到驱动信号可以发出蜂鸣声。S1为电源开关。

1.集成电路A1基本工作原理

图3-4所示是二输入四与非门CMOS集成电路C066实物图。

集成电路A1的脚为电源引脚，[7]脚为接地引脚。R1、C1和A1内部的两个与非门构成一个1000Hz左右的音频振荡器，其[6]脚为集成电路输出引脚。A1的[13]脚为控制引脚，当它为低电平时集成电路A1内部的振荡器不工作，[6]脚无输出信号。当[13]脚为高电平时，集成电路内电路中的振荡器工作，[6]脚输出信号以驱动蜂鸣器B发出声响。

2.报警电路

R1、RP1和R2构成对直流工作电压+V的分压电路，其分压输出的直流电压加到集成电路A1的控制引脚[13]脚。

接通电源后，S1接通，电路进入工作状态。

当水温较低时，热敏电阻器R2的阻值较小，分压电压输出的直流电压较小，即集成电路A1的[13]脚上直流电压较低，不足以使集成电路A1内部的振荡器工作，此时蜂鸣器B不工作。

当水开了之后，热敏电阻器R2的阻值已增大许多，R1、RP1和RP2分压电路输出的直流电压较大，即集成电路A1的[13]脚上直流电压高于阈值电压，使集成电路A1内部的振荡器工作，此时集成电路A1的[6]脚输出信号，驱动蜂鸣器B发出声响进行报警，表示水已烧开。

调整RP1阻值能改变这一电路的报警温度，RP1阻值大报警温度高；反之则低。

分析热敏电阻器电路时，首先是要搞清楚电路中的热敏电阻器是正温度系数还是负温度系数的，否则整个电路分析都是错误的。

对于温度控制这类电路，电路分析时主要通过假设温度高低不同情况来分析电路的变化情况。电路分析的重点元器件是热敏电阻器，即通过假设热敏电阻器阻值高低变化来分析反应过程。

3.1.3 PTC热敏消磁电阻器电路

彩色电视机中普遍使用PTC热敏电阻器构成的消磁电路，如图3-5所示是其中一种电路。电路中R3是PTC热敏电阻器，L1是消磁线圈，K1是控制消磁电路的继电器，VT1是继电器的驱动三极管，A1是微处理器。

1.消磁电路结构

从电路中可以看出，消磁线圈L1、热敏电阻R3和继电器K1常闭触点开关串联后接在220V交流市电电路中，消磁电路由继电器K1控制着是否投入消磁工作状态。而继电器K1工作状态受VT1驱动管控制，VT1基极通过R1与微处器A1的[24]脚消磁控制端相连，所以驱动管VT1受微处器A1的[24]脚输出的高或低电平控制。

2.开机瞬间的消磁电路消磁过程

开机瞬间，微处理器A1的[24]脚输出一个约4.8V左右高电平信号，通过电阻R1加到VT1基极，VT1基极与地之间接有电容C1。由于电容C1两端电压不能突变，C1内部无电荷，这样VT1基极在开机瞬间仍然为0V，VT1仍然保持截止状态，继电器K1常闭触点开关仍然保持接通，这样消磁线圈L1和热敏电阻R3回路流有交流50Hz消磁电流，开始消磁。

随着消磁电流流过热敏电阻R3，其温度升高，阻值增大，且温度愈高R3阻值愈大，这样使流过消磁线圈L1的电流如图3-6所示，电流幅度从大到小的衰减，完成对显像管开机时的消磁工作。

3.开机后继电器K1动作过程

随着开机后微处理器A1的[24]脚输出高电平信号通过电阻R1对C1充电的进行，由于R1和C1充电时间常数很大，这样VT1基极电压从0V上升的时间较长。当电容C1充电完毕，VT1基极为高电平，使VT1从截止转入导通状态。

VT1导通后，继电器K1动作，从常闭状态转换成常开状态，这时常闭触点开关断开，将消磁电阻R3和消磁线圈L1回路断电，消磁线圈中无电流流过，这时也是消磁完成时刻，完成了消磁电路的切断控制。

之后，电视机正常工作，消磁线圈L1中无电流，只是继电器K1中存在较小的维持电流，从而避免了普通彩色电视机在工作中消磁电阻一直处于微工作状态，这样可以延长PTC电阻R3的使用寿命，减少了无谓的R3功耗，也降低了机内的温升。

4.关机后电路

关机后，微处理器A1的[24]脚变为低电平，电容C1通过VT1发射结及A1内电路进行放电，直至C1内部无电荷，继电器K1恢复常闭触点开关的接通状态，以备下次开机时消磁。