PTC发热体热仿真分析与老化测试

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PTC(Positive Temperature Coefficient)陶瓷发热体是具有正温度系数的热敏陶瓷材料。这种材料加热时无明火、不易氧化且发热恒定,因此被广泛用于汽车、通信和家电等行业。PTC陶瓷发热体在使用的过程中会出现功率衰减、启动时间变长等问题。本文以低压PTC陶瓷发热体为研究对象,搭建一套老化测试系统,通过建模、仿真和实际测试结合的方式开展对低压发热体的研究,主要内容如下:(1)搭建老化测试系统,测试发热体的温度、电压、电流、电阻、功率等参数。硬件主体包括计算机、可编程电源、温控表、夹具和单片机系统(集成在夹具下层板)。上位机软件和下位机程序分别使用Qt5和keil u Vision5编写。(2)建模和热力学仿真。使用3D绘图软件Solid Works Premium 2016对PTC陶瓷发热体进行物理建模,根据模型间的位置关系完成单片、双片、环状三种不同加热方式的装配体。使用Simulation组件完成装配体热力学稳态仿真。分析加热同一物体时不同排列方式下温度场的分布情况以及单个发热体的加热效率。(3)老化测试和温度验证。使用ZWX-BC PTCR RT测试系统获取发热体的阻温特性曲线,利用曲线拟合电阻和温度的函数关系,验证通过拟合函数反馈的温度和实际测量温度的偏差。使用老化测试系统完成电流/电阻/功率/温度-电压、电阻/功率/温度-时间以及老化特性等测试任务。根据测试数据,总结PTC发热体的老化规律。
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