PTC热敏电阻与水泥电阻 对比说明

摘要

本报告旨在客观分析在充电桩AC-DC电源模块输入级浪涌抑制电路中，以正温度系数热敏电阻替代传统水泥电阻方案的技术特点、应用现状与未来趋势。报告基于公开的元器件特性、行业设计方案及实际产品拆解案例，从技术原理、性能、成本、可靠性及系统影响等多维度进行对比，为相关设计与选型提供参考。

1.引言：充电桩电源的浪涌抑制需求

在充电桩，尤其是直流快充桩的核心——大功率AC-DC电源模块中，输入端通常并联有大型高压电解电容以稳定母线电压。模块上电瞬间，电容器近似短路，会产生持续时间极短但峰值极高的浪涌电流。此电流可能损坏整流桥、触发前端空开保护，影响电网质量及设备寿命。因此，必须在输入回路中设置浪涌抑制电路，其核心任务是“抑制瞬时冲击，而后尽可能不影响正常通路”。

目前业界主流方案有二：
1.固定电阻+继电器方案：采用水泥电阻作为限流元件。

2.智能电阻+继电器方案：采用PTC热敏电阻作为限流元件。

两种方案均通过继电器在启动完成后短路限流元件，以消除其稳态功耗。本报告将深入探讨以方案2替代方案1的可行性与价值。

技术方案深度对比

2.1 水泥电阻方案：经典与稳定
工作原理：利用水泥电阻固定不变的阻值，在开机瞬间串联于主回路，物理性限制浪涌电流峰值。电容充电完成后，继电器吸合，将其完全旁路。

核心特性：如图1所示，其在整个工作过程中阻值无变化，功能单一且确定。

典型应用案例：在10kW充电模块的拆解中，清晰可见其采用了两组串联的绕线式功率电阻（功能同水泥电阻） 与某发继电器61F的组合。这体现了在成本敏感、设计成熟的大功率工业产品中，该方案因其极高的确定性而被广泛采用。

2.2 PTC热敏电阻方案：智能与集成

工作原理：利用PTC元件正温度系数特性。常温下呈现一定阻值（如10-50Ω），可抑制浪涌。若通过电流超过其“不动作电流”阈值或因异常持续发热，其阻值将发生非线性剧增（可跃升数个数量级），从而大幅限制电流。

核心特性：如图1所示，其阻值随自身温度/电流变化，具备自感知、自适应的能力。

典型应用趋势：在追求高可靠性、智能化保护的场景中，该方案日益受到青睐。例如，在G1236钛金服务器电源中，明确采用了正温度热敏电阻MZ21系列PTC与继电器的组合。这表明在高端、高功率密度电源领域，PTC方案已被验证并应用。

2.3 核心性能参数对比

结论与如何选择

没有绝对的“好用”，只有 “更适合”。

1、方案是经典、经济、可靠的选择，适合成本敏感、保护电路完善、追求元件极致稳定的大批量工业产品。

2、方案是更智能、更集成的选择，适合对系统级安全有更高要求、愿意为额外保护功能支付一定成本的高端或高可靠性电源产品。

对于你的设计选型建议：

如果成本是首要因素，且你的电源已有完善的过流、短路保护电路，选择“水泥电阻+继电器” 方案是稳妥可靠的。

如果你希望简化保护电路、提升系统自恢复能力，特别是在难以预测的复杂负载或电网环境中，那么“PTC+继电器” 方案提供的双重保护功能将更具价值。