電場解析 PTCレジンヒータの解析
概要
PTC樹脂は、温度が上昇するに伴って電気抵抗が増大する性質（温度依存性を持っています。この性質を利用しているヒータの解析を行いました。このヒータは、温度が上昇するとPTC樹脂の固有抵抗が増大して電流を制限するので、ある温度以上にはならないという特長を持っています。
右図のヒータの電極端子に100[V]の電圧を印加した場合の、電流分布解析を行います。
左のグラフは、PTC樹脂の電気伝導率の温度依存を示しています。温度上昇に伴って抵抗が上がることを示しています。
本解析では、20[℃]、60[℃]、100[℃]の3ケースについて解析を行います。
解析モデルは３次元モデルで解析を行います。解析モジュールはPHOTO-VOLTを使用します。
右図のヒータの電極端子に100[V]の電圧を印加した場合の、電流分布解析を行います。
左のグラフは、PTC樹脂の電気伝導率の温度依存を示しています。温度上昇に伴って抵抗が上がることを示しています。
本解析では、20[℃]、60[℃]、100[℃]の3ケースについて解析を行います。
解析モデルは３次元モデルで解析を行います。解析モジュールはPHOTO-VOLTを使用します。
解析結果
右の図は、温度が６０度になった時点での電場コンタ図です。
その時の電流密度ベクトルは下のようになっています。
左は発熱密度の分布をアニメーション表示しています。
温度と発熱の関係をグラフ化すると次のようになりました。
参考文献
最新有限要素法による電気・電子機器のCAE
伊藤昭吉、河瀬順洋共著
森北出版株式会社
