Významně na bázi polovodičů snížení jeho odporu když teplota klesne. Na základě těchto údajů můžete změřte teplotu srozumitelné pro mikrokontroléry.
Hlavní materiál pro termistor (zápor tks* ) slouží jako polykrystalické oxidové polovodiče ( oxidy kovů).
K dispozici je také řada termistorů (s kladným tks* ) – posistory. Získávají titan spolu s baryová keramika A vzácná země kovy. Hodně zvýšit odolnost na zvýšení teploty. Hlavní aplikace - stabilizaci teploty tranzistorová zařízení.
Vynalezen termistor Samuel Ruben (Samuel Ruben ) V 1930 rok.
Termistory se používají v mikroelektronice pro řízení teplota, těžká průmysl, mobilní měření zařízení, provést ochranná funkce spínané zdroje z velkých nabíjecích proudů kondenzátorů atd.
Velmi časté u počítačových komponent.
Umožňují měřit teplotu procesorů, napájecích systémů, čipsetů a dalších komponent. Docela spolehlivý, i když tovární vady nejsou neobvyklé, když se teplota posune o několik desítek stupňů nebo dokonce v červených číslech.
Existují také termistory s vlastními zabudované topení. Slouží k ručnímu zapnutí topení a vyslání signálu z rezistoru o změně odporu, popř ovládání napájení sítě (při odpojení rezistor přestane hřát a změní odpor).
formuláře A rozměry termistory mohou být různé (disky, kuličky, válce atd.).
Hlavní rysy polovodičový termistor jsou: tks* ,rozsah pracovníků teploty, maximálně přípustný výkon rozptyl, jmen odpor.
termistory (většina) vytrvalý na různé teploty, mechanické, do opotřebeníčas od času, a s určitým zpracováním a až agresivní chemická prostředí.
* Teplotní koeficient odporu
Teplotní senzor je jedním z nejčastěji používaných zařízení. Jeho hlavním účelem je vnímat teplotu a převádět ji na signál. Existuje mnoho různých typů senzorů. Nejběžnější z nich jsou termočlánek a termistor.
Druhy
Detekce a měření teploty je velmi důležitá činnost, má mnoho aplikací, od jednoduché domácnosti až po průmyslovou. Teplotní senzor je zařízení, které shromažďuje údaje o teplotě a zobrazuje je ve formátu čitelném pro člověka. Trh se snímáním teploty vykazuje neustálý růst díky potřebám výzkumu a vývoje v polovodičovém a chemickém průmyslu.
Tepelné senzory jsou převážně dvou typů:
- Kontakt. Jedná se o termočlánky, plněné systémové teploměry, teplotní senzory a bimetalové teploměry;
- Bezkontaktní senzory. Tato infračervená zařízení mají širokou škálu aplikací v obranném sektoru díky jejich schopnosti detekovat tepelný výstup optických a infračervených paprsků vyzařovaných kapalinami a plyny.
Termočlánek (bimetalové zařízení) se skládá ze dvou různých druhů drátů (nebo dokonce zkroucených) dohromady. Princip činnosti termočlánku je založen na skutečnosti, že rychlosti, kterými se dva kovy roztahují, se od sebe liší. Jeden kov se roztahuje více než druhý a začíná se ohýbat kolem kovu, který se neroztahuje.
Termistor je druh rezistoru, jehož odpor je určen jeho teplotou. Ten se obvykle používá do 100 °C, zatímco termočlánek je navržen pro vyšší teploty a není tak přesný. Termočlánkové obvody poskytují milivoltové výstupy, zatímco termistorové obvody poskytují vysokonapěťový výstup.
Důležité! Hlavní výhodou termistorů je, že jsou levnější než termočlánky. Dají se koupit doslova za drobné a snadno se používají.
Princip fungování
Termistory jsou obvykle citlivé a mají různý tepelný odpor. V nezahřátém vodiči mají atomy, které tvoří materiál, tendenci se uspořádat ve správném pořadí a vytvořit dlouhé řady. Při zahřívání polovodiče se zvyšuje počet aktivních nosičů náboje. Čím více nosičů náboje je k dispozici, tím je materiál vodivější.
Křivka odporu a teploty vždy vykazuje nelineární charakteristiku. Termistor funguje nejlépe v teplotním rozsahu -90 až 130 stupňů Celsia.
Důležité! Princip činnosti termistoru je založen na základní korelaci mezi kovy a teplotou. Jsou vyrobeny z polovodičových sloučenin, jako jsou sulfidy, oxidy, křemičitany, nikl, mangan, železo, měď atd., a dokážou snímat i nepatrné změny teploty.
Elektron tlačený aplikovaným elektrickým polem může urazit relativně dlouhé vzdálenosti, než se srazí s atomem. Srážka jej zpomalí, takže elektrický „odpor“ klesne. Při vyšších teplotách se atomy více pohybují, a když se konkrétní atom poněkud vychýlí ze své obvyklé „zaparkované“ polohy, je pravděpodobnější, že se srazí s procházejícím elektronem. Toto „zpomalení“ se projevuje v podobě zvýšení elektrického odporu.
Pro informaci. Když je materiál ochlazen, elektrony se usazují na nejnižších valenčních obalech, stávají se nevybuzenými a v důsledku toho se pohybují méně. V tomto případě klesá odpor vůči pohybu elektronů z jednoho potenciálu do druhého. S rostoucí teplotou kovu se zvyšuje odpor kovu vůči toku elektronů.
Designové vlastnosti
Termistory jsou ze své podstaty analogové a dělí se na dva typy:
- kov (posistory),
- polovodičové (termistory).
posistory
Jako materiál pro termistory nelze použít žádné proudové vodiče, protože na tato zařízení jsou kladeny určité požadavky. Materiál pro jejich výrobu musí mít vysokou TCS.
Měď a platina jsou pro takové požadavky vhodné, nehledě na jejich vysokou cenu. V praxi se hojně používají měděné vzorky termistorů TCM, u kterých je linearita závislosti odporu na teplotě mnohem vyšší. Jejich nevýhodou je nízký měrný odpor, rychlá oxidace. V tomto ohledu mají tepelné odpory na bázi mědi omezené použití, ne více než 180 stupňů.
PTC termistory jsou navrženy tak, aby omezovaly proud při zahřátí z vyššího ztrátového výkonu. Proto jsou umístěny v sérii v obvodu střídavého proudu, aby se snížil proud. Oni (doslova každý z nich) se zahřívají příliš velkým proudem. Tato zařízení se používají v zařízení na ochranu obvodu, jako je pojistka, jako časovač v demagnetizačním obvodu cívek CRT monitoru.
Pro informaci. Co je to posistor? Zařízení, jehož elektrický odpor roste s jeho teplotou, se nazývá posistor (PTC).
Termistory
Zařízení se záporným teplotním koeficientem (to znamená, že čím vyšší teplota, tím nižší odpor) se nazývá NTC termistor.
Pro informaci. Všechny polovodiče mají proměnlivý odpor, jak se teplota zvyšuje nebo snižuje. To svědčí o jejich přecitlivělosti.
NTC termistory jsou široce používány jako omezovače náběhového proudu, samonastavitelné nadproudové ochrany a samoregulační topné články. Obvykle jsou tato zařízení instalována paralelně v obvodu střídavého proudu.
Najdeme je všude: v autech, letadlech, klimatizacích, počítačích, lékařském vybavení, inkubátorech, fénech, elektrických zásuvkách, digitálních termostatech, přenosných ohřívačích, ledničkách, sporákech, sporákech a všech druzích spotřebičů.
Termistor se používá v můstkových obvodech.
Specifikace
Termistory se používají při nabíjení baterií. Jejich hlavní vlastnosti jsou:
- Vysoká citlivost, teplotní koeficient odporu je 10-100krát vyšší než u kovu;
- Široký rozsah provozních teplot;
- Malá velikost;
- Snadné použití, hodnotu odporu lze zvolit mezi 0,1~100kΩ;
- dobrá stabilita;
- Silné přetížení.
Kvalita přístroje se měří pomocí standardních charakteristik, jako je doba odezvy, přesnost a odolnost vůči změnám jiných fyzikálních faktorů prostředí. Životnost a rozsah měření jsou několik dalších důležitých charakteristik, které je třeba vzít v úvahu při zvažování použití.
Oblast použití
Termistory nejsou příliš drahé a mohou být snadno dostupné. Poskytují rychlou odezvu a jejich použití je spolehlivé. Následují příklady toho, jak lze zařízení používat.
Čidlo teploty vzduchu
Automobilový tepelný senzor je NTC termistor, který je sám o sobě velmi přesný, když je správně kalibrován. Měřidlo je obvykle umístěno za mřížkou nebo nárazníkem automobilu a musí být velmi přesné, protože se používá k určení mezního bodu pro systémy automatické klimatizace. Ty jsou nastavitelné v krocích po 1 stupni.
Automobilový teplotní senzor
Termistor je zabudován ve vinutí motoru. Obvykle je tento snímač připojen k teplotnímu relé (regulátoru) pro zajištění "Automatické teplotní ochrany". Když teplota motoru překročí nastavenou hodnotu nastavenou v relé, motor se automaticky vypne. Pro méně kritické aplikace se používá ke spuštění alarmu přehřátí s indikací.
požární hlásič
Můžete si vyrobit vlastní hasicí zařízení. Sestavte obvod z termistoru nebo bimetalových pásků vypůjčených ze startéru. Můžete tak vyvolat poplach na základě činnosti podomácku vyrobeného teplotního čidla.
V elektronice musíte vždy něco měřit, například teplotu. Tuto úlohu nejlépe zvládne termistor – elektronická součástka na bázi polovodičů. Přístroj detekuje změnu fyzikální veličiny a převádí ji na elektrickou veličinu. Jsou jakýmsi měřítkem stoupající impedance výstupního signálu. Existují dva typy zařízení: u pozistorů se odpor také zvyšuje s rostoucí teplotou, zatímco u termistorů naopak klesá. Jedná se o prvky, které jsou opačné v činnosti a identické v principu fungování.
Video
V elektronice je vždy co měřit nebo hodnotit. Například teplota. S tímto úkolem se úspěšně vyrovnávají termistory - elektronické součástky na bázi polovodičů, jejichž odpor se mění v závislosti na teplotě.
Zde nebudu popisovat teorii fyzikálních procesů, které se vyskytují v termistorech, ale přiblížím se praxi - seznámím čtenáře s označením termistoru na schématu, jeho vzhledem, některými odrůdami a jejich vlastnostmi.
Na schématech zapojení je termistor označen takto.
V závislosti na rozsahu a typu termistoru se jeho označení na schématu může mírně lišit. Vždy ho ale poznáte podle charakteristického nápisu t nebo t° .
Hlavní charakteristikou termistoru je jeho TCR. TKS je teplotní koeficient odporu. Ukazuje, jak moc se změní odpor termistoru při změně teploty o 1 °C (1 stupeň Celsia) nebo o 1 stupeň Kelvina.
Termistory mají několik důležitých parametrů. Nedám je, to je samostatný příběh.
Na fotografii je termistor MMT-4V (4,7 kOhm). Pokud jej připojíte k multimetru a nahřejete například horkovzdušnou pistolí nebo hrotem páječky, můžete se postarat o to, aby jeho odpor s rostoucí teplotou klesal.
Termistory jsou téměř všude. Někdy se divíte, že jste si jich předtím nevšimli, nevěnovali tomu pozornost. Pojďme se podívat na desku z nabíječky IKAR-506 a zkusíme je najít.
Zde je první termistor. Jelikož je v SMD pouzdře a má malé rozměry, je připájen na malou desku a instalován na hliníkový radiátor - řídí teplotu klíčových tranzistorů.
Druhý. Jedná se o takzvaný NTC termistor ( JNR10S080L). O těchto budu mluvit více. Slouží k omezení rozběhového proudu. Je to legrační. Vypadá jako termistor, ale slouží jako ochranný prvek.
Z nějakého důvodu, pokud jde o termistory, si obvykle myslí, že slouží k měření a řízení teploty. Ukazuje se, že našly uplatnění jako ochranná zařízení.
Termistory jsou také instalovány v zesilovačích automobilů. Zde je termistor v zesilovači Supra SBD-A4240. Zde je zapojen do ochranného obvodu zesilovače před přehřátím.
Zde je další příklad. Jedná se o lithium-iontovou baterii DCB-145 ze šroubováku DeWalt. Nebo spíše jeho „vnitřnosti“. Pro regulaci teploty článků baterie se používá měřicí termistor.
Není to skoro vidět. Je vyplněna silikonovým tmelem. Po sestavení baterie tento termistor těsně přiléhá k jednomu z Li-ion článků baterie.
Přímé a nepřímé vytápění.
Podle způsobu ohřevu se termistory dělí do dvou skupin:
přímé vytápění. To je, když je termistor ohříván vnějším okolním vzduchem nebo proudem, který protéká přímo samotným termistorem. Přímo vyhřívané termistory se obvykle používají buď pro měření teploty, nebo pro teplotní kompenzaci. Takové termistory najdeme v teploměrech, termostatech, nabíječkách (například pro Li-ion šroubovací baterie).
nepřímé vytápění. To je, když je termistor ohříván blízkým topným článkem. Přitom on a topné těleso nejsou vzájemně elektricky propojeny. V tomto případě je odpor termistoru určen jako funkce proudu protékajícího topným tělesem a nikoli termistorem. Termistory s nepřímým ohřevem jsou kombinovaná zařízení.
NTC termistory a pozistory.
Podle závislosti změny odporu na teplotě se termistory dělí na dva typy:
PTC termistory (aka posistory).
Podívejme se, jaký je mezi nimi rozdíl.
NTC termistory dostaly své jméno ze zkratky NTC - Záporný teplotní koeficient nebo "negativní koeficient odporu". Zvláštností těchto termistorů je to při zahřátí jejich odpor klesá. Mimochodem, takto je na schématu označen NTC termistor.
Označení termistoru na schématu
Jak vidíte, šipky na označení jsou v různých směrech, což naznačuje hlavní vlastnost termistoru NTC: teplota se zvyšuje (šipka nahoru), odpor klesá (šipka dolů). A naopak.
V praxi se s NTC termistorem můžete setkat v jakémkoli spínaném zdroji. Například takový termistor najdeme v počítačovém napájení. NTC termistor jsme již viděli na desce IKAR, jen tam byl šedozelený.
Tato fotografie ukazuje termistor EPCOS NTC. Slouží k omezení rozběhového proudu.
U termistorů NTC je zpravidla uveden jeho odpor při 25 ° C (u tohoto termistoru je to 8 ohmů) a maximální provozní proud. Obvykle je to několik ampérů.
Tento NTC termistor je instalován v sérii, na vstupu síťového napětí 220V. Podívejte se na schéma.
Protože je zapojen do série se zátěží, protéká jím veškerý spotřebovaný proud. NTC termistor omezuje zapínací proud, ke kterému dochází v důsledku nabití elektrolytických kondenzátorů (v diagramu C1). Náraz nabíjecího proudu může vést k poruše diod v usměrňovači (diodový můstek na VD1 - VD4).
Při každém zapnutí napájení se kondenzátor začne nabíjet a NTC termistorem začne protékat proud. V tomto případě je odpor NTC termistoru velký, protože ještě neměl čas se zahřát. Proud procházející termistorem NTC jej zahřívá. Poté se odpor termistoru sníží a prakticky nezasahuje do toku proudu spotřebovaného zařízením. Díky NTC termistoru je tak možné zajistit "plynulý start" elektrického spotřebiče a chránit usměrňovací diody před průrazem.
Je jasné, že při zapnutém spínaném zdroji je NTC termistor ve stavu "zahřátý".
Pokud v obvodu selžou některé prvky, pak se spotřeba proudu obvykle prudce zvýší. V tomto případě není neobvyklé, že termistor NTC slouží jako jakási přídavná pojistka a také selže kvůli překročení maximálního provozního proudu.
Výpadek klíčových tranzistorů v napájení nabíječe vedl k překročení maximálního pracovního proudu tohoto termistoru (max 4A) a došlo k jeho spálení.
Pozistory. PTC termistory.
termistory, jehož odpor se zahříváním zvyšuje se nazývají posistory. Jsou to PTC termistory (PTC - Kladný teplotní koeficient "Pozitivní faktor odporu").
Stojí za zmínku, že posistory se používají méně než termistory NTC.
Na desce jakékoli barevné CRT TV (s kineskopem) je snadné najít posistory. Tam je instalován v demagnetizačním okruhu. V přírodě existují jak dvouvýstupové pozistory, tak třívýstupové.
Na fotografii je zástupce dvoupinového pozistoru, který se používá v demagnetizačním obvodu kineskopu.
Uvnitř pouzdra, mezi vodiči pružiny, je instalováno pracovní těleso pozistoru. Ve skutečnosti se jedná o samotný posistor. Navenek to vypadá jako tableta s kontaktní vrstvou nastříkanou po stranách.
Jak jsem řekl, posistory slouží k demagnetizaci kineskopu, respektive jeho masky. Vlivem magnetického pole Země nebo vlivem vnějších magnetů je maska zmagnetizována a barevný obraz na obrazovce kineskopu je zkreslený, objevují se skvrny.
Asi každý si pamatuje charakteristický zvuk "bdzin" při zapnutí televizoru - to je okamžik, kdy funguje demagnetizační smyčka.
Kromě dvouvýstupových pozistorů jsou široce používány třívýstupové pozistory. Jako tyhle.
Jejich rozdíl od dvouvýstupových je v tom, že se skládají ze dvou „tabletových“ pozistorů, které jsou instalovány v jednom pouzdře. Vzhledově jsou tyto "tablety" úplně stejné. Ale není. Kromě toho, že jedna tableta je o něco menší než druhá, liší se i jejich odolnost ve studeném stavu (při pokojové teplotě). Jedna pilulka má odpor asi 1,3 ~ 3,6 kΩ, zatímco druhá má odpor pouze 18 ~ 24 ohmů.
V obvodu demagnetizace kineskopu se používají také tříkolíkové pozistory, jako dvoukolíkové, ale pouze obvod pro jejich zařazení je mírně odlišný. Pokud náhle selže posistor, a to se stává poměrně často, objeví se na televizní obrazovce skvrny s nepřirozeným barevným zobrazením.
A kondenzátory. Nejsou označeny, což ztěžuje jejich identifikaci. SMD termistory jsou svým vzhledem velmi podobné keramickým SMD kondenzátorům.
Vestavěné termistory.
V elektronice se aktivně používají také vestavěné termistory. Pokud máte pájecí stanici s regulací teploty hrotu, pak je v topném tělese zabudován tenkovrstvý termistor. Také termistory jsou zabudovány do sušičky horkovzdušných pájecích stanic, ale tam je to samostatný prvek.
Je třeba poznamenat, že v elektronice se spolu s termistory aktivně používají tepelné pojistky a tepelná relé (například typ KSD), které lze také snadno detekovat v elektronických zařízeních.
Nyní, když jsme se setkali s termistory, je čas.
NTC a PTC termistory
V současné době průmysl vyrábí širokou škálu termistorů, pozistorů a NTC termistorů. Každý jednotlivý model nebo řada je vyrobena pro provoz v určitých podmínkách, jsou na ně kladeny určité požadavky.
Jednoduchý výčet parametrů pozistorů a NTC termistorů proto bude málo platný. Půjdeme trochu jinou cestou.
Pokaždé, když se vám dostane do rukou termistor se snadno čitelnými značkami, musíte najít referenční list nebo datový list pro tento model termistoru.
Kdo neví, co je to datasheet, doporučuji podívat se na tuto stránku. Stručně řečeno, datový list obsahuje informace o všech hlavních parametrech této komponenty. Tento dokument uvádí vše, co potřebujete vědět pro použití konkrétní elektronické součásti.
Mám tento termistor. Podívejte se na fotku. Zpočátku jsem o něm nic nevěděl. Informací bylo minimum. Soudě podle označení se jedná o PTC termistor, tedy posistor. Na něm a je napsáno - PTC. Následuje označení C975.
Zpočátku se může zdát, že je nepravděpodobné, že se o tomto posistoru podaří najít alespoň nějaké informace. Ale nevěšte nos! Otevřeme prohlížeč, vložíme do Google frázi jako je tato: "posistor c975", "ptc c975", "ptc c975 datasheet", "ptc c975 datasheet", "pozitor c975 datasheet". Pak už zbývá jen najít datasheet pro tento posistor. Datasheety jsou zpravidla vydávány jako soubor pdf.
Z nalezeného datasheetu na PTC C975 Zjistil jsem následující. Vyrábí ho EPCOS. Celý název B59975C0160A070(Řada B599*5). Tento PTC termistor se používá k omezení proudu v případě zkratu a přetížení. Tito. je to druh pojistky.
Dám tabulku s hlavními technickými charakteristikami pro řadu B599 * 5 a také krátké dekódování všeho, co všechna tato čísla a písmena znamenají.
Nyní se zaměřme na elektrické vlastnosti konkrétního produktu, v našem případě je to posistor PTC C975 (plné označení B59975C0160A070). Podívejte se na následující tabulku.
já R- Jmenovitý proud (mA). Jmenovitý proud. To je proud, který tento posistor vydrží dlouhou dobu. Nazval bych to také pracovní, normální proud. U termistoru C975 je jmenovitý proud něco málo přes půl ampéru, konkrétně 550 mA (0,55A).
JE- Spínací proud (mA). Spínací proud. To je množství proudu procházejícího posistorem, při kterém začne prudce narůstat jeho odpor. Pokud tedy pozistorem C975 začne protékat proud větší než 1100 mA (1,1A), pak začne plnit svou ochrannou funkci, respektive začne omezovat proud, který jím protéká z důvodu zvýšení odpor. Spínací proud ( JE) a referenční teplota ( T ref) jsou zapojeny, protože spínací proud způsobí zahřátí termistoru a jeho teplota dosáhne úrovně T ref, při kterém se zvyšuje odpor termistoru.
já Smax - maximální spínací proud (A). Maximální spínací proud. Jak můžete vidět z tabulky, pro tuto hodnotu je také uvedena hodnota napětí na pozistoru - V=Vmax. To není náhoda. Faktem je, že každý posistor může absorbovat určité množství energie. Pokud překročí povolenou hodnotu, selže.
Proto je napětí indikováno i pro maximální spínací proud. V tomto případě se rovná 20 voltům. Vynásobením 3 ampérů 20 volty získáme výkon 60 wattů. Právě tento výkon může náš posistor absorbovat při omezování proudu.
Ir- reziduální proud (mA). reziduální proud. Jedná se o zbytkový proud, který protéká posistorem, po jeho působení začal proud omezovat (např. při přetížení). Zbytkový proud udržuje termistor teplý, takže je v „horkém“ stavu a působí jako proudový omezovač, dokud není odstraněna příčina přetížení. Jak vidíte, v tabulce je uvedena hodnota tohoto proudu pro různá napětí na pozistoru. Jeden za maximum ( V=Vmax), další pro nominální ( V=VR). Není těžké uhodnout, že vynásobením omezovacího proudu napětím získáme výkon, který je potřeba k udržení zahřívání tezerátoru ve spuštěném stavu. pro termistor PTC C975 tento výkon je 1,62~1,7W.
Co se stalo R R A Rmin Následující tabulka nám pomůže pochopit.
Rmin - Minimální odpor (Ohm). Minimální odpor. Nejmenší hodnota odporu termistoru. Minimální odpor, který odpovídá minimální teplotě, po které začíná rozsah PTC. Pokud si podrobně prostudujete grafy pro pozistory, všimnete si, že až do hodnoty T Rmin odpor pozistoru naopak klesá. Tedy posistor při teplotách pod T Rmin se chová jako "velmi špatný" NTC termistor a jeho odpor (nepatrně) klesá s rostoucí teplotou.
R R - Jmenovitý odpor (Ohm). Jmenovitý odpor. To je odpor pozistoru při nějaké předem dohodnuté teplotě. Obvykle toto 25 °С(méně často 20°С). Zjednodušeně řečeno se jedná o odpor termistoru při pokojové teplotě, který snadno změříme jakýmkoliv multimetrem.
Schválení - v doslovném překladu jde o schválení. To znamená, že to schvaluje taková a taková organizace, která se zabývá kontrolou kvality atd. Nijak zvlášť to nezajímá.
objednací kód - sériové číslo. Tady je to myslím jasné. Úplné označení produktu. V našem případě je to B59975C0160A070.
Z datasheetu k pozistoru PTC C975 jsem se dozvěděl, že jej lze použít jako resetovatelnou pojistku. Například v elektronickém zařízení, které při napájecím napětí 12V v provozním režimu nespotřebovává více než 0,5A proudu.
Nyní si povíme něco o parametrech NTC termistorů. Připomínám, že NTC termistor má záporný TCR. Na rozdíl od pozistorů při zahřátí odpor NTC termistoru prudce klesá.
Na skladě jsem měl několik NTC termistorů. V zásadě byly instalovány do napájecích zdrojů a všech druhů pohonných jednotek. Jejich účelem je omezit rozběhový proud. Rozhodl jsem se pro tento termistor. Pojďme zjistit jeho parametry.
Na pouzdru je uvedeno pouze následující označení: 16D-9 F1. Po krátkém hledání na internetu se mi podařilo najít datasheet k celé řadě NTC termistorů MF72. Konkrétně naše instance je MF72-16D9. Tato řada termistorů se používá k omezení zapínacího proudu. Níže uvedený graf ukazuje, jak NTC termistor funguje.
V počátečním okamžiku zapnutí zařízení (například spínaný zdroj notebooku, adaptér, počítačový zdroj, nabíječka) je odpor NTC termistoru vysoký a absorbuje proudový impuls. Dále se zahřívá a jeho odpor několikrát klesá.
Zatímco zařízení pracuje a spotřebovává proud, je termistor ve vyhřívaném stavu a jeho odpor je nízký.
V tomto režimu nemá termistor prakticky žádný odpor vůči proudu, který jím protéká. Jakmile je spotřebič odpojen od zdroje energie, termistor vychladne a jeho odpor se opět zvýší.
Podívejme se na parametry a hlavní charakteristiky NTC termistoru MF72-16D9. Podívejme se na tabulku.
R25- Jmenovitý odpor termistoru při 25°C (Ohm). Odolnost termistoru při okolní teplotě 25°C. Tento odpor lze snadno změřit multimetrem. Pro termistor MF72-16D9 je to 16 ohmů. Ve skutečnosti R25- je stejné jako R R(Jmenovitý odpor) pro termistor.
Max. Ustálený proud - Maximální proud termistoru (A). Maximální možný proud přes termistor, který vydrží po dlouhou dobu. Pokud dojde k překročení maximálního proudu, dojde k lavinovitému poklesu odporu.
Cca. R z Max. aktuální- Odpor termistoru při maximálním proudu (Ohm). Přibližná hodnota odporu termistoru NTC při maximálním průtoku proudu. U termistoru MF72-16D9 NTC je tento odpor 0,802 Ohm. To je téměř 20x méně než odpor našeho termistoru při 25°C (když je termistor „studený“ a nezatížený protékajícím proudem).
Dissip. Coef. - Faktor energetické citlivosti (mW/°C). Aby se vnitřní teplota termistoru změnila o 1°C, musí absorbovat nějaký výkon. Tento parametr ukazuje poměr absorbovaného výkonu (v mW) ke změně teploty termistoru. Pro náš termistor MF72-16D9 je tento parametr 11 miliwattů/1°C.
Dovolte mi, abych vám připomněl, že když je termistor NTC zahřátý, jeho odpor klesá. K jeho zahřátí se spotřebovává proud, který jím protéká. Proto bude termistor absorbovat energii. Absorbovaný výkon vede k zahřívání termistoru a to zase vede ke snížení odporu termistoru NTC 10 až 50krát.
Tepelná časová konstanta - Konstantní doba chlazení (S). Doba, za kterou se teplota nezatíženého termistoru změní o 63,2 % teplotního rozdílu mezi samotným termistorem a okolním prostředím. Zjednodušeně řečeno je to doba, za kterou stihne NTC termistor vychladnout poté, co jím přestane protékat proud. Například při odpojení napájení od sítě.
Max. Zatěžovací kapacita v µF - Maximální vybíjecí kapacita . Testovací charakteristika. Označuje kapacitu, která může být vybita do termistoru NTC přes zakončovací odpor v testovacím obvodu, aniž by došlo k jeho poškození. Kapacita se udává v mikrofaradech a pro konkrétní napětí (120 a 220 voltů střídavý proud (VAC)).
Tolerance R 25 - Tolerance . Tolerance odporu termistoru při 25°C. V opačném případě se jedná o odchylku od jmenovitého odporu R25. Obvykle je tolerance ±10 - 20%.
To jsou všechny hlavní parametry termistorů. Samozřejmě existují i další parametry, které lze nalézt v datasheetech, ale většinou se snadno spočítají z hlavních parametrů.
Doufám, že nyní, když potkáte pro vás neznámou elektronickou součástku (ne nutně termistor), bude pro vás snadné zjistit její hlavní vlastnosti, parametry a účel.
Slovo "termistor" je samovysvětlující: TEPELNÝ ODPOR je zařízení, jehož odpor se mění s teplotou.
Termistory jsou vysoce nelineární zařízení a často mají širokou škálu parametrů. Proto mnoho, i zkušených inženýrů a návrhářů obvodů, pociťuje při práci s těmito zařízeními nepříjemnosti. Když se však s těmito zařízeními blíže seznámíte, uvidíte, že termistory jsou vlastně docela jednoduchá zařízení.
Nejprve je třeba říci, že ne všechna zařízení, která mění odpor s teplotou, se nazývají termistory. Například, odporové teploměry, které jsou vyrobeny z malých cívek krouceného drátu nebo z naprašovaných kovových filmů. Jejich parametry jsou sice závislé na teplotě, ale nefungují jako termistory. Obvykle se termín "termistor" používá ve vztahu k teplotně citlivým polovodič zařízení.
Existují dvě hlavní třídy termistorů: NTC (Temperature Coefficient of Resistance) a PTC.
Vyrábějí se dva zásadně odlišné typy PTC termistorů. Některé jsou vyrobeny jako NTC termistory, zatímco jiné jsou vyrobeny z křemíku. PTC termistory budou stručně popsány se zaměřením na běžnější NTC termistory. Pokud tedy neexistují žádné speciální pokyny, budeme hovořit o termistorech NTC.
NTC termistory jsou vysoce citlivá, nelineární zařízení s úzkým rozsahem, jejichž odpor klesá s rostoucí teplotou. Obrázek 1 ukazuje křivku znázorňující změnu odporu s teplotou a je typický teplotní závislost odporu. Citlivost je přibližně 4-5 %/° C. Existuje široký rozsah hodnot odporu a změna odporu může dosáhnout mnoha ohmů a dokonce kiloohmů na stupeň.
R R oObr. 1 NTC termistory jsou velmi citlivé a do značné míry
Stupně jsou nelineární. R o může být v ohmech, kiloohmech nebo megoohmech:
1-poměr odporu R/R o; 2 - teplota v o C
Termistory jsou v podstatě polovodičová keramika. Vyrábějí se z prášků oxidů kovů (obvykle oxidy niklu a manganu), někdy s přídavkem malého množství jiných oxidů. Práškové oxidy se smíchají s vodou a různými pojivy za vzniku těsta, které se tvaruje a vypaluje při teplotách přesahujících 1000 °C.Navaří se vodivý kovový povlak (obvykle stříbrný) a připojí se vodiče. Hotový termistor je obvykle potažen epoxidem nebo sklem nebo je zapouzdřen v nějakém jiném obalu.
Z Obr. 2 je vidět, že existuje mnoho typů termistorů.
Termistory jsou ve formě kotoučů a podložek o průměru 2,5 až přibližně 25,5 mm, ve formě tyčí různých velikostí.
Některé termistory jsou nejprve vyrobeny do velkých desek a poté rozřezány na čtverce. Velmi malé perličkové termistory jsou vyrobeny přímým vypálením kapky těsta na dvou vývodech z žárovzdorné titanové slitiny a poté ponořením termistoru do skla, aby se vytvořil povlak.
Typické parametry
Říci "typické parametry" není úplně správné, protože pro termistory existuje jen několik typických parametrů. Existuje stejně velký počet specifikací pro širokou škálu typů termistorů, velikostí, tvarů, jmenovitých hodnot a tolerancí. Navíc termistory od různých výrobců často nejsou zaměnitelné.
Termistory si můžete koupit s odpory (při 25 o C - teplota, při které se obvykle určuje odpor termistoru) od jednoho ohmu do deseti megohmů i více. Odpor závisí na velikosti a tvaru termistoru, u každého konkrétního typu se však hodnoty odporu mohou lišit o 5-6 řádů, čehož se dosáhne pouhou změnou směsi oxidů. Při výměně směsi se mění i forma teplotní závislosti odporu (křivka R-T) a mění se i stabilita při vysokých teplotách. Naštěstí termistory s dostatečně vysokým odporem pro použití při vysokých teplotách bývají také stabilnější.Levné termistory mají obvykle poměrně velké tolerance parametrů. Například přípustné hodnoty odporu při 25 °C se pohybují v rozmezí od ± 20 % do ± 5 %. Při vyšších či nižších teplotách se rozptyl parametrů ještě zvětšuje. Pro typický termistor s citlivostí 4 % na stupeň Celsia se odpovídající naměřené teplotní tolerance mění přibližně od ± 5° do ± 1,25° C při 25° C. Vysoce přesné termistory budou diskutovány dále v tomto článku.
Dříve bylo řečeno, že termistory jsou zařízení s úzkým dosahem. To je třeba objasnit: většina termistorů pracuje v rozsahu -80 °C až 150 °C a existují zařízení (obvykle potažená sklem), která pracují při 400 °C a vyšších teplotách. Pro praktické účely však větší citlivost termistorů omezuje jejich užitečný teplotní rozsah. Odpor typického termistoru se může změnit faktorem 10 000 nebo 20 000 při teplotách od -80 ° C do + 150 ° C. Lze si představit obtížnost návrhu obvodu, který dokáže měřit přesně na obou koncích tohoto rozsahu (pokud není rozsah se používá přepínání). Odpor termistoru, dimenzovaný na nula stupňů, nepřekročí několik ohmů
Většina termistorů používá k vnitřnímu připojení vodičů pájení. Je zřejmé, že takový termistor nelze použít k měření teplot nad bodem tání pájky. I bez pájení se epoxidový povlak termistorů zachová pouze při teplotě nejvýše 200 °C. Pro vyšší teploty je nutné použít termistory potažené sklem s navařenými nebo přitavenými vývody.
Požadavky na stabilitu také omezují použití termistorů při vysokých teplotách. Struktura termistorů se při vystavení vysokým teplotám začíná měnit a rychlost a povaha změny je do značné míry určena směsí oxidů a způsobem výroby termistoru. Určitý drift termistorů s epoxidovým povlakem začíná při teplotách nad 100 °C nebo tak. Pokud je takový termistor nepřetržitě provozován při 150 °C, pak lze drift měřit o několik stupňů za rok. Nízkoodporové termistory (například ne více než 1000 ohmů při 25 ° C) jsou často ještě horší - lze je vidět, jak driftují při provozu při teplotě asi 70 ° C. A při 100 ° C se stávají nespolehlivé.
Nenákladná zařízení s velkými tolerancemi jsou vyráběna s menší pozorností k detailům a mohou poskytovat ještě horší výsledky. Na druhou stranu některé správně navržené termistory potažené sklem mají vynikající stabilitu i při vyšších teplotách. Perličkové termistory se skleněným povlakem mají velmi dobrou stabilitu, stejně jako nedávno představené diskové termistory se skleněným povlakem. Je třeba si uvědomit, že drift závisí jak na teplotě, tak na čase. Tak je například obecně možné použít termistor s epoxidovým povlakem pro krátkodobé zahřátí na 150 °C bez výrazného driftu.
Při použití termistorů je třeba vzít v úvahu jmenovitou hodnotu konstantní ztráta výkonu. Například malý termistor s epoxidovým povlakem má konstantu rozptylu jeden miliwatt na stupeň Celsia v klidném vzduchu. Jinými slovy, jeden miliwatt výkonu v termistoru zvýší jeho vnitřní teplotu o jeden stupeň Celsia a dva miliwatty o dva stupně a tak dále. Přivedení napětí jednoho voltu na jeden kiloohmový termistor se ztrátovou konstantou jeden miliwatt na stupeň Celsia má za následek chybu měření jeden stupeň Celsia. Termistory rozptýlí více energie, pokud jsou ponořeny do kapaliny. Stejný malý epoxidem potažený termistor zmíněný výše rozptyluje 8 mW/°C v dobře promíchaném oleji. Velké termistory mají lepší konstantní rozptyl než malá zařízení. Například termistor ve formě kotouče nebo podložky může ve vzduchu rozptýlit 20 nebo 30 mW / o C. Je třeba si uvědomit, že stejně jako se s teplotou mění odpor termistoru, mění se i jeho rozptýlený výkon.
Termistorové rovnice
Neexistuje žádná přesná rovnice, která by popisovala chování termistoru, pouze přibližné. Zvažte dvě široce používané přibližné rovnice.
První přibližná rovnice, exponenciální, je zcela vyhovující pro omezené teplotní rozsahy, zejména při použití termistorů s nízkou přesností.
