如何测量PTC加热元器件的输入功率

如何测量PTC加热元器件的输入功率？

PTC有什么特别之处？
PTC是Positive Temperature Coefficient 的简写，是一种常用的加热元器件，由于热阻小，换热效率高，比传统加热丝使用寿命长、更**可靠等特点，在电器中应用广泛。比如空调，热风机，烘干机，直发器等多种电器都使用了PTC加热元器件。

PTC主要由正温度系数的电阻组成。这些电阻为热敏电阻，当温度在某个特定的范围内上升时，它们的电阻会随温度的上升而呈急剧的非线性上升。由于这种特殊的物理特性，PTC加热元器件在工作的过程中，电流会随着阻值的变化而变化。而它的加热功率会随着加热时间的变化而变化：刚开始通电时，初始功率会比较小，然后加热功率逐渐增加到*大冲击功率，随后功率下降，*后达到稳定功率；但是当散热条件发生改变时，PTC的功率和温度会重新调整，以达到新的平衡。所以使用PTC加热元器件的电器，在其运行的过程中，输入功率和电流不是稳定的，随着PTC加热元器件阻值的变化，输入功率和电流也会改变。因此，我们需要有规范来指引研发工程师和测量工程师去正确地测量输入功率和电流。

PTC加热元器件工作过程中的电流，电压，功率波形示意图
IEC60335-1规范中的相关细则
国际电工委员会编写的IEC60335-1规范的第10章输入功率和电流中，对于PTC加热器具的输入功率和电流的测量，给出了相关的测量要求和方法。*新版本的规范对于输入功率和电流，不再是简单地用代表性期间的功率或者电流的积分平均值来定义。它定义了代表性期间的10%规则，这个规则要求我们把代表性期间的有功功率或者电流有效值按照从大到小降序排列，取10%位置的值。而且需要我们用*大值、算术平均值与10%规则得出的值对比，然后根据比较结果确定选用哪一个值来定义输入功率或电流。具体分析流程图如下：

输入功率和电流判定流程图
通过流程图我们可以看到，输入功率和电流究竟使用代表性期间的*大值、算术平均值还是10%规则确定的值，既需要看设备运行状况，还需要对这几个数值进行比较。所以，准确测量出这几个数值非常重要。

如何准确测量出用于比较的几个数值？
对于使用PTC加热元器件的电器，输入功率和电流在运行期间会变化，所以，我们需要记录代表性期间的输入功率或者电流有效值，用以判断用电器是否会有稳定的状态。总的来说，只要我们把整个代表性期间的数据都记录下来，就能根据这些数据得出*大值、算术平均值和10%规则确定的值，然后根据流程图确定使用哪个值作为输入功率或电流。
下图是PTC直发器用20ms的数据更新周期，采样30分钟得到的测量数据，然后根据10%规则得到的功率曲线图。通过测量数据和曲线，我们可以得到*大值、算术平均值和10%规则定义的值。然后通过比较大小可以获得输入功率。

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