Na báze polovodičov, výrazne zníženie jeho odolnosti keď teplota klesne. Na základe týchto údajov môžete merať teplotu zrozumiteľné pre mikrokontroléry.
Hlavný materiál pre termistor (zápor tks*) slúžia ako polykryštalické oxidové polovodiče ( oxidy kovov).
K dispozícii je tiež celý rad termistorov (s kladným pólom). tks* ) – pozistory. Získavajú titán spolu s báriová keramika A vzácna zem kovy. Veľa zvýšiť odolnosť pri zvýšenie teploty. Hlavná aplikácia - stabilizácia teploty tranzistorové zariadenia.
Vynájdený termistor Samuel Rúben (Samuel Ruben ) V 1930 rok.
Termistory sa používajú v mikroelektronike na ovládanie teplota, ťažká priemyslu, mobilné meranie zariadení, hrať ochranná funkcia spínané zdroje z veľkých nabíjacích prúdov kondenzátorov atď.
Veľmi časté na počítačových komponentoch.
Umožňujú vám merať teplotu procesorov, napájacích systémov, čipsetov a ďalších komponentov. Celkom spoľahlivá, aj keď továrenské závady nie sú nezvyčajné, keď sa teplota posunie o niekoľko desiatok stupňov, či dokonca v mínuse.
Existujú aj termistory s vlastnými vstavané kúrenie. Slúžia na manuálne zapnutie ohrevu a vyslanie signálu z rezistora o zmene odporu, resp ovládanie napájania siete (pri odpojení rezistor prestane zahrievať a zmení odpor).
Formuláre A rozmery termistory môžu byť rôzne (disky, guľôčky, valce atď.).
Hlavné rysy polovodičový termistor sú: tks* ,rozsah pracovníkov teploty, maximálne prípustný výkon rozptyl, nominálny odpor.
termistory (väčšina) vytrvalý na rôzne teploty, mechanické, do opotrebovanie z času na čas, a s určitým spracovaním a až agresívne chemické prostredie.
* Teplotný koeficient odporu
Snímač teploty je jedným z najčastejšie používaných zariadení. Jeho hlavným účelom je vnímať teplotu a premieňať ju na signál. Existuje mnoho rôznych typov senzorov. Najbežnejšie z nich sú termočlánok a termistor.
Druhy
Detekcia a meranie teploty je veľmi dôležitá činnosť, má mnoho aplikácií, od jednoduchej domácnosti až po priemyselné. Snímač teploty je zariadenie, ktoré zhromažďuje údaje o teplote a zobrazuje ich vo formáte čitateľnom pre človeka. Trh so snímaním teploty vykazuje neustály rast v dôsledku potrieb výskumu a vývoja v polovodičovom a chemickom priemysle.
Tepelné senzory sú prevažne dvoch typov:
- Kontakt. Ide o termočlánky, plnené systémové teplomery, tepelné snímače a bimetalové teplomery;
- Bezkontaktné senzory. Tieto infračervené zariadenia majú širokú škálu aplikácií v obrannom sektore vďaka ich schopnosti detekovať tepelný výstup optických a infračervených lúčov vyžarovaných kvapalinami a plynmi.
Termočlánok (bimetalové zariadenie) pozostáva z dvoch rôznych druhov drôtov (alebo dokonca skrútených) dohromady. Princíp činnosti termočlánku je založený na skutočnosti, že rýchlosti, pri ktorých sa dva kovy rozťahujú, sa navzájom líšia. Jeden kov sa roztiahne viac ako druhý a začne sa ohýbať okolo kovu, ktorý sa nerozťahuje.
Termistor je druh odporu, ktorého odpor je určený jeho teplotou. Ten sa zvyčajne používa do 100 °C, zatiaľ čo termočlánok je navrhnutý pre vyššie teploty a nie je taký presný. Termočlánkové obvody poskytujú milivoltové výstupy, zatiaľ čo termistorové obvody poskytujú vysokonapäťový výstup.
Dôležité! Hlavnou výhodou termistorov je, že sú lacnejšie ako termočlánky. Dajú sa kúpiť doslova za drobné, navyše sa ľahko používajú.
Princíp fungovania
Termistory sú zvyčajne citlivé a majú rôzny tepelný odpor. V nevyhrievanom vodiči majú atómy, ktoré tvoria materiál, tendenciu usporiadať sa v správnom poradí a vytvárať dlhé rady. Keď sa polovodič zahrieva, zvyšuje sa počet aktívnych nosičov náboja. Čím viac nosičov náboja je k dispozícii, tým je materiál vodivejší.
Krivka odporu a teploty vždy vykazuje nelineárnu charakteristiku. Termistor funguje najlepšie v teplotnom rozsahu -90 až 130 stupňov Celzia.
Dôležité! Princíp činnosti termistora je založený na základnej korelácii medzi kovmi a teplotou. Sú vyrobené z polovodičových zlúčenín, ako sú sulfidy, oxidy, kremičitany, nikel, mangán, železo, meď atď., a dokážu vnímať aj nepatrné zmeny teploty.
Elektrón tlačený aplikovaným elektrickým poľom môže prejsť relatívne veľké vzdialenosti, kým sa zrazí s atómom. Náraz ho spomalí, takže elektrický „odpor“ klesne. Pri vyšších teplotách sa atómy viac pohybujú a keď sa konkrétny atóm trochu odchýli od svojej obvyklej „zaparkovanej“ polohy, je pravdepodobnejšie, že sa zrazí s prechádzajúcim elektrónom. Toto „spomalenie“ sa prejavuje vo forme zvýšenia elektrického odporu.
Pre informáciu. Keď je materiál ochladzovaný, elektróny sa usadzujú na najnižších valenčných obaloch, stávajú sa neexcitovanými, a preto sa pohybujú menej. V tomto prípade odpor voči pohybu elektrónov z jedného potenciálu do druhého klesá. So zvyšujúcou sa teplotou kovu sa zvyšuje odolnosť kovu voči toku elektrónov.
Dizajnové prvky
Termistory sú svojou povahou analógové a delia sa na dva typy:
- kov (pozistory),
- polovodičové (termistory).
pozistory
Ďaleko od akýchkoľvek prúdových vodičov je možné použiť ako materiál pre termistory, pretože na tieto zariadenia sú kladené určité požiadavky. Materiál na ich výrobu musí mať vysoký TCS.
Meď a platina sú vhodné pre takéto požiadavky, okrem ich vysokých nákladov. V praxi sú široko používané medené vzorky TCM termistorov, v ktorých je linearita závislosti odporu od teploty oveľa vyššia. Ich nevýhodou je nízky odpor, rýchla oxidácia. V tomto ohľade sú tepelné odpory na báze medi obmedzené, nie viac ako 180 stupňov.
PTC termistory sú navrhnuté tak, aby obmedzili prúd pri zahrievaní z vyššieho straty výkonu. Preto sú umiestnené v sérii v obvode striedavého prúdu, aby sa znížil prúd. Oni (doslova každý z nich) sa zahrievajú z príliš veľkého prúdu. Tieto zariadenia sa používajú v zariadení na ochranu obvodu, ako je poistka, ako časovač v demagnetizačnom obvode cievok CRT monitora.
Pre informáciu.Čo je to posistor? Zariadenie, ktorého elektrický odpor sa zvyšuje s jeho teplotou, sa nazýva posistor (PTC).
Termistory
Zariadenie so záporným teplotným koeficientom (to znamená, že čím vyššia teplota, tým nižší odpor) sa nazýva NTC termistor.
Pre informáciu. Všetky polovodiče majú pri zvyšovaní alebo znižovaní teploty rôzny odpor. To svedčí o ich precitlivenosti.
NTC termistory sú široko používané ako obmedzovače nábehového prúdu, samonastaviteľné nadprúdové ochrany a samoregulačné vykurovacie články. Zvyčajne sú tieto zariadenia inštalované paralelne v obvode striedavého prúdu.
Možno ich nájsť všade: v autách, lietadlách, klimatizáciách, počítačoch, zdravotníckych zariadeniach, inkubátoroch, fénoch, elektrických zásuvkách, digitálnych termostatoch, prenosných ohrievačoch, chladničkách, sporákoch, sporákoch a všetkých druhoch spotrebičov.
Termistor sa používa v mostíkových obvodoch.
technické údaje
Termistory sa používajú pri nabíjaní batérií. Ich hlavné charakteristiky sú:
- Vysoká citlivosť, teplotný koeficient odporu je 10-100 krát väčší ako kov;
- Široký rozsah prevádzkových teplôt;
- Malá veľkosť;
- Jednoduché použitie, hodnotu odporu je možné zvoliť medzi 0,1 ~ 100 kΩ;
- Dobrá stabilita;
- Silné preťaženie.
Kvalita prístroja sa meria na základe štandardných charakteristík, ako je čas odozvy, presnosť a odolnosť voči zmenám iných fyzikálnych faktorov prostredia. Životnosť a merací rozsah sú niekoľko ďalších dôležitých charakteristík, ktoré je potrebné zvážiť pri zvažovaní použitia.
Oblasť použitia
Termistory nie sú veľmi drahé a môžu byť ľahko dostupné. Poskytujú rýchlu odozvu a sú spoľahlivé pri používaní. Nasledujú príklady použitia zariadení.
Senzor teploty vzduchu
Automobilový tepelný senzor je NTC termistor, ktorý je sám o sebe veľmi presný, keď je správne kalibrovaný. Meradlo sa zvyčajne nachádza za mriežkou chladiča alebo nárazníkom auta a musí byť veľmi presné, pretože sa používa na určenie hraničného bodu pre systémy automatickej klimatizácie. Tie sú nastaviteľné v krokoch po 1 stupni.
Automobilový teplotný senzor
Termistor je zabudovaný vo vinutí motora. Typicky je tento snímač pripojený k teplotnému relé (regulátor) na zabezpečenie „automatickej ochrany pred teplotou“. Keď teplota motora prekročí nastavenú hodnotu nastavenú v relé, motor sa automaticky vypne. Pre menej kritické aplikácie sa používa na spustenie alarmu prehriatia s indikáciou.
požiarny hlásič
Môžete si vytvoriť vlastné hasiace zariadenie. Zostavte obvod z termistora alebo bimetalových pásikov požičaných zo štartéra. Môžete teda vyvolať poplach na základe činnosti domáceho teplotného snímača.
V elektronike musíte vždy niečo merať, napríklad teplotu. Túto úlohu najlepšie zvládne termistor – elektronická súčiastka na báze polovodičov. Prístroj rozpozná zmenu fyzikálnej veličiny a prevedie ju na elektrickú veličinu. Sú akýmsi meradlom stúpajúcej impedancie výstupného signálu. Existujú dva typy zariadení: u pozistorov sa odpor tiež zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou, zatiaľ čo u termistorov sa naopak znižuje. Sú to prvky, ktoré sú opačné v činnosti a identické v princípe fungovania.
Video
V elektronike je vždy čo merať alebo hodnotiť. Napríklad teplota. S touto úlohou sa úspešne vyrovnávajú termistory - elektronické súčiastky na báze polovodičov, ktorých odpor sa mení v závislosti od teploty.
Nebudem tu popisovať teóriu fyzikálnych procesov, ktoré sa vyskytujú v termistoroch, ale priblížim sa k praxi - predstavím čitateľovi označenie termistora na schéme, jeho vzhľad, niektoré odrody a ich vlastnosti.
Na schémach zapojenia je termistor označený takto.
V závislosti od rozsahu a typu termistora sa jeho označenie na schéme môže mierne líšiť. Vždy ho ale spoznáte podľa charakteristického nápisu t alebo t° .
Hlavnou charakteristikou termistora je jeho TCR. TKS je teplotný koeficient odporu. Ukazuje, ako veľmi sa zmení odpor termistora pri zmene teploty o 1°C (1 stupeň Celzia) alebo o 1 stupeň Kelvina.
Termistory majú niekoľko dôležitých parametrov. Nedám ich, toto je samostatný príbeh.
Na fotografii je termistor MMT-4V (4,7 kOhm). Ak ho pripojíte k multimetru a nahrejete napríklad teplovzdušnou pištoľou alebo hrotom spájkovačky, môžete sa postarať o to, aby jeho odpor s rastúcou teplotou klesal.
Termistory sú takmer všade. Niekedy ste prekvapení, že ste si ich predtým nevšimli, nevenovali pozornosť. Poďme sa pozrieť na dosku z nabíjačky IKAR-506 a pokúsime sa ich nájsť.
Tu je prvý termistor. Keďže je v SMD obale a má malé rozmery, je prispájkovaný na malú dosku a inštalovaný na hliníkovom radiátore - riadi teplotu kľúčových tranzistorov.
Po druhé. Toto je takzvaný NTC termistor ( JNR10S080L). O týchto budem hovoriť viac. Slúži na obmedzenie rozbehového prúdu. Je to zábavné. Vyzerá ako termistor, ale slúži ako ochranný prvok.
Z nejakého dôvodu, pokiaľ ide o termistory, si zvyčajne myslia, že slúžia na meranie a reguláciu teploty. Ukazuje sa, že našli uplatnenie ako ochranné zariadenia.
Termistory sú tiež inštalované v zosilňovačoch automobilov. Tu je termistor v zosilňovači Supra SBD-A4240. Tu je zapojený do ochranného obvodu zosilňovača pred prehriatím.
Tu je ďalší príklad. Ide o lítium-iónovú batériu DCB-145 zo skrutkovača DeWalt. Alebo skôr jeho „vnútornosti“. Na reguláciu teploty článkov batérie sa používa merací termistor.
Je takmer neviditeľný. Je vyplnená silikónovým tmelom. Po zložení batérie tento termistor tesne prilieha k jednému z lítium-iónových článkov batérie.
Priame a nepriame vykurovanie.
Podľa spôsobu ohrevu sú termistory rozdelené do dvoch skupín:
priame vykurovanie. To je, keď je termistor ohrievaný vonkajším okolitým vzduchom alebo prúdom, ktorý prúdi priamo cez samotný termistor. Priamo vyhrievané termistory sa zvyčajne používajú buď na meranie teploty, alebo na kompenzáciu teploty. Takéto termistory možno nájsť v teplomeroch, termostatoch, nabíjačkách (napríklad pre lítium-iónové skrutkovacie batérie).
nepriame vykurovanie. To je, keď je termistor ohrievaný blízkym vykurovacím prvkom. Zároveň on a vykurovacie teleso nie sú navzájom elektricky spojené. V tomto prípade je odpor termistora určený ako funkcia prúdu pretekajúceho cez vykurovacie teleso a nie cez termistor. Termistory s nepriamym ohrevom sú kombinované zariadenia.
NTC termistory a pozistory.
Podľa závislosti zmeny odporu od teploty sú termistory rozdelené do dvoch typov:
PTC termistory (aka pozistory).
Pozrime sa, aký je medzi nimi rozdiel.
NTC termistory dostali svoj názov zo skratky NTC - Záporný teplotný koeficient alebo „negatívny koeficient odporu“. Zvláštnosťou týchto termistorov je to pri zahrievaní ich odpor klesá. Mimochodom, takto je na diagrame označený NTC termistor.
Označenie termistora na schéme
Ako vidíte, šípky na označení sú v rôznych smeroch, čo naznačuje hlavnú vlastnosť termistora NTC: teplota sa zvyšuje (šípka nahor), odpor klesá (šípka nadol). A naopak.
V praxi sa s NTC termistorom môžete stretnúť v akomkoľvek spínanom zdroji. Napríklad taký termistor nájdeme v napájacom zdroji počítača. NTC termistor sme už videli na doske IKAR, len tam bol šedo-zelený.
Táto fotografia zobrazuje termistor EPCOS NTC. Používa sa na obmedzenie štartovacieho prúdu.
Pre termistory NTC sa spravidla uvádza jeho odpor pri 25 ° C (pre tento termistor je to 8 ohmov) a maximálny prevádzkový prúd. Zvyčajne je to niekoľko ampérov.
Tento NTC termistor je inštalovaný v sérii, na vstupe sieťového napätia 220V. Pozrite sa na schému.
Keďže je zapojený do série so záťažou, preteká ním všetok spotrebovaný prúd. Termistor NTC obmedzuje nábehový prúd, ktorý vzniká v dôsledku nabíjania elektrolytických kondenzátorov (v diagrame C1). Náraz nabíjacieho prúdu môže viesť k poruche diód v usmerňovači (diódový mostík na VD1 - VD4).
Pri každom zapnutí napájacieho zdroja sa kondenzátor začne nabíjať a cez NTC termistor začne pretekať prúd. V tomto prípade je odpor NTC termistora veľký, pretože sa ešte nestihol zahriať. Prúd pretekajúci cez termistor NTC ho zahrieva. Potom sa odpor termistora zníži a prakticky nezasahuje do toku prúdu spotrebovaného zariadením. Vďaka NTC termistoru je tak možné zabezpečiť "plynulý štart" elektrického spotrebiča a chrániť usmerňovacie diódy pred poruchou.
Je jasné, že kým je spínaný zdroj zapnutý, NTC termistor je v „zahriatom“ stave.
Ak v obvode zlyhajú niektoré prvky, spotreba prúdu sa zvyčajne prudko zvýši. V tomto prípade nie je nezvyčajné, že termistor NTC slúži ako druh prídavnej poistky a tiež zlyhá v dôsledku prekročenia maximálneho prevádzkového prúdu.
Porucha kľúčových tranzistorov v napájaní nabíjačky viedla k prekročeniu maximálneho prevádzkového prúdu tohto termistora (max 4A) a došlo k jeho vyhoreniu.
Pozistory. PTC termistory.
termistory, ktorého odpor sa zahrievaním zvyšuje sa nazývajú pozistory. Sú to PTC termistory (PTC - Pozitívny teplotný koeficient "Pozitívny faktor ťahu").
Stojí za zmienku, že pozistory sú menej používané ako termistory NTC.
Je ľahké nájsť posistory na doske akéhokoľvek farebného CRT televízora (s kineskopom). Tam je inštalovaný v demagnetizačnom okruhu. V prírode existujú ako dvojvýstupové pozistory, tak aj trojvýstupové.
Na fotografii je predstaviteľ dvojpinového pozistora, ktorý sa používa v demagnetizačnom obvode kineskopu.
Vo vnútri puzdra, medzi pružinovými vodičmi, je nainštalované pracovné teleso pozistora. V skutočnosti ide o samotný posistor. Navonok to vyzerá ako tableta s kontaktnou vrstvou nastriekanou po stranách.
Ako som už povedal, pozistory slúžia na odmagnetizovanie kineskopu, respektíve jeho masky. Vplyvom magnetického poľa Zeme alebo vplyvom vonkajších magnetov je maska zmagnetizovaná a farebný obraz na obrazovke kineskopu je skreslený, objavujú sa škvrny.
Pravdepodobne si každý pamätá charakteristický zvuk "bdzin" pri zapnutí televízora - to je moment, keď funguje demagnetizačná slučka.
Okrem dvojvýstupových pozistorov sú široko používané trojvýstupové pozistory. Ako tieto.
Ich rozdiel oproti dvojvýstupovým je v tom, že pozostávajú z dvoch „tabletových“ pozistorov, ktoré sú inštalované v jednom kryte. Vzhľadovo sú tieto „tablety“ úplne rovnaké. Ale nie je. Okrem toho, že jedna tableta je o niečo menšia ako druhá, odlišná je aj ich odolnosť v studenom stave (pri izbovej teplote). Jedna pilulka má odpor približne 1,3 ~ 3,6 kΩ, zatiaľ čo druhá má odpor iba 18 ~ 24 ohmov.
Trojkolíkové pozistory sa tiež používajú v demagnetizačnom obvode kineskopu, ako dvojkolíkové, ale iba obvod na ich zaradenie je mierne odlišný. Ak náhle zlyhá posistor, a to sa stáva pomerne často, na televíznej obrazovke sa objavia škvrny s neprirodzeným farebným zobrazením.
A kondenzátory. Nie sú označené, čo sťažuje ich identifikáciu. Vo vzhľade sú SMD termistory veľmi podobné keramickým SMD kondenzátorom.
Vstavané termistory.
V elektronike sa aktívne používajú aj vstavané termistory. Ak máte spájkovaciu stanicu s reguláciou teploty hrotu, potom je vo vykurovacom telese zabudovaný tenkovrstvový termistor. Termistory sú tiež zabudované do sušiča teplovzdušných spájkovacích staníc, ale tam je to samostatný prvok.
Je potrebné poznamenať, že v elektronike sa spolu s termistormi aktívne používajú tepelné poistky a tepelné relé (napríklad typ KSD), ktoré sa dajú ľahko zistiť aj v elektronických zariadeniach.
Teraz, keď sme sa stretli s termistormi, je čas.
NTC a PTC termistory
V súčasnosti priemysel vyrába obrovský sortiment termistorov, pozistorov a NTC termistorov. Každý jednotlivý model alebo séria je vyrobená pre prevádzku v určitých podmienkach, sú na ne kladené určité požiadavky.
Preto jednoduchý výpočet parametrov pozistorov a NTC termistorov bude málo užitočný. Pôjdeme trochu inou cestou.
Zakaždým, keď sa vám dostane do rúk termistor s ľahko čitateľnými značkami, musíte nájsť referenčný list alebo technický list pre tento model termistora.
Kto nevie, čo je datasheet, odporúčam pozrieť si túto stránku. Stručne povedané, údajový list obsahuje informácie o všetkých hlavných parametroch tohto komponentu. Tento dokument obsahuje všetko, čo potrebujete vedieť na použitie konkrétneho elektronického komponentu.
Mám tento termistor. Pozrite sa na fotografiu. Najprv som o ňom nič nevedel. Informácií bolo minimum. Súdiac podľa označenia, ide o PTC termistor, teda posistor. Na ňom a je napísané - PTC. Nasleduje označenie C975.
Spočiatku sa môže zdať, že je nepravdepodobné, že bude možné nájsť aspoň nejaké informácie o tomto posistore. Ale nevešajte nos! Otvoríme prehliadač, zadáme do Google frázu, ako je táto: "posistor c975", "ptc c975", "ptc c975 datasheet", "ptc c975 datasheet", "pozitor c975 datasheet". Potom zostáva len nájsť katalógový list pre tento posistor. Technické listy sa spravidla vydávajú ako súbor pdf.
Z nájdeného údajového listu na PTC C975 Zistil som nasledovné. Vyrába ho EPCOS. Celý názov B59975C0160A070(Séria B599*5). Tento PTC termistor sa používa na obmedzenie prúdu v prípade skratu a preťaženia. Tie. je to druh poistky.
Dám tabuľku s hlavnými technickými charakteristikami pre sériu B599 * 5, ako aj krátke dekódovanie všetkého, čo znamenajú všetky tieto čísla a písmená.
Teraz upriamme svoju pozornosť na elektrické charakteristiky konkrétneho produktu, v našom prípade je to pozistor PTC C975 (plné označenie B59975C0160A070). Pozrite si nasledujúcu tabuľku.
ja R- Menovitý prúd (mA). Menovitý prúd. Toto je prúd, ktorý tento posistor vydrží dlho. Nazval by som to aj pracovný, normálny prúd. Pre termistor C975 je menovitý prúd niečo vyše pol ampéra, konkrétne 550 mA (0,55A).
JE- Spínací prúd (mA). Spínací prúd. Ide o množstvo prúdu pretekajúceho cez posistor, pri ktorom začne prudko narastať jeho odpor. Ak teda cez pozistor C975 začne pretekať prúd väčší ako 1100 mA (1,1 A), potom začne plniť svoju ochrannú funkciu, alebo skôr začne obmedzovať prúd, ktorý ním preteká v dôsledku zvýšenia odpor. Spínací prúd ( JE) a referenčná teplota ( T ref) sú zapojené, keďže spínací prúd spôsobí zahriatie termistora a jeho teplota dosiahne úroveň T ref, pri ktorej sa zvyšuje odpor termistora.
ja Smax - maximálny spínací prúd (A). Maximálny spínací prúd. Ako môžete vidieť z tabuľky, pre túto hodnotu je uvedená aj hodnota napätia na pozistore - V = Vmax. Nie je to náhoda. Faktom je, že každý posistor môže absorbovať určité množstvo energie. Ak prekročí povolenú hodnotu, zlyhá.
Preto je napätie uvedené aj pre maximálny spínací prúd. V tomto prípade sa rovná 20 voltom. Vynásobením 3 ampérov 20 voltmi dostaneme výkon 60 wattov. Práve túto silu dokáže náš posistor absorbovať pri obmedzovaní prúdu.
Ir- zvyškový prúd (mA). zvyškový prúd. Ide o zvyškový prúd, ktorý preteká pozistorem, po jeho pôsobení začal obmedzovať prúd (napríklad pri preťažení). Zvyškový prúd udržuje termistor teplý, takže je v „horúcom“ stave a pôsobí ako prúdový obmedzovač, kým sa neodstráni príčina preťaženia. Ako vidíte, v tabuľke je uvedená hodnota tohto prúdu pre rôzne napätia na pozistore. Jeden pre maximum ( V = Vmax), ďalšie pre nominálne ( V=VR). Nie je ťažké uhádnuť, že vynásobením obmedzujúceho prúdu napätím získame výkon, ktorý je potrebný na udržanie ohrevu tezerátora v spustenom stave. pre termistor PTC C975 tento výkon je 1,62~1,7W.
Čo sa stalo R R A Rmin Nasledujúca tabuľka nám pomôže pochopiť.
Rmin - Minimálny odpor (Ohm). Minimálny odpor. Najmenšia hodnota odporu termistora. Minimálny odpor, ktorý zodpovedá minimálnej teplote, po ktorej začína rozsah PTC. Ak si podrobne preštudujete grafy pre pozistory, všimnete si, že až do hodnoty T Rmin odpor pozistora naopak klesá. Teda posistor pri teplotách pod T Rmin sa správa ako "veľmi zlý" NTC termistor a jeho odpor (mierne) klesá so stúpajúcou teplotou.
R R - Menovitá odolnosť (Ohm). Menovitá odolnosť. Toto je odpor pozistora pri vopred dohodnutej teplote. Zvyčajne toto 25 °C(menej často 20 °C). Zjednodušene povedané, ide o odpor termistora pri izbovej teplote, ktorý ľahko zmeriame akýmkoľvek multimetrom.
Schválenia - v doslovnom preklade ide o schválenie. To znamená, že to schvaľuje taká a taká organizácia, ktorá sa zaoberá kontrolou kvality atď. Nijak zvlášť to nezaujíma.
objednávací kód - sériové číslo. Tu je to myslím jasné. Úplné označenie produktu. V našom prípade je to B59975C0160A070.
Z datasheetu k pozistoru PTC C975 som sa dozvedel, že sa dá použiť ako resetovateľná poistka. Napríklad v elektronickom zariadení, ktoré pri napájacom napätí 12V v prevádzkovom režime spotrebuje nie viac ako 0,5A prúdu.
Teraz si povieme niečo o parametroch NTC termistorov. Pripomínam, že NTC termistor má záporný TCR. Na rozdiel od pozistorov pri zahrievaní odpor NTC termistora prudko klesá.
Na sklade som mal niekoľko NTC termistorov. V podstate boli inštalované v napájacích zdrojoch a všetkých druhoch pohonných jednotiek. Ich účelom je obmedziť rozbehový prúd. Rozhodol som sa pre tento termistor. Poďme zistiť jeho parametre.
Na puzdre je uvedené iba nasledujúce označenie: 16D-9 F1. Po krátkom hľadaní na internete sa mi podarilo nájsť datasheet k celej sérii NTC termistorov MF72. Konkrétne ide o náš prípad MF72-16D9. Táto séria termistorov sa používa na obmedzenie nábehového prúdu. Nižšie uvedený graf ukazuje, ako NTC termistor funguje.
V počiatočnom momente, keď je zariadenie zapnuté (napríklad spínaný zdroj notebooku, adaptér, počítačový zdroj, nabíjačka), je odpor NTC termistora vysoký a absorbuje prúdový impulz. Ďalej sa zahrieva a jeho odpor niekoľkokrát klesá.
Kým zariadenie pracuje a spotrebúva prúd, termistor je v zahriatom stave a jeho odpor je nízky.
V tomto režime nemá termistor prakticky žiadny odpor voči prúdu, ktorý ním prechádza. Akonáhle je spotrebič odpojený od zdroja energie, termistor vychladne a jeho odpor sa opäť zvýši.
Pozrime sa na parametre a hlavné charakteristiky NTC termistora MF72-16D9. Pozrime sa na tabuľku.
R25- Menovitý odpor termistora pri 25°C (Ohm). Odolnosť termistora pri teplote okolia 25°C. Tento odpor sa dá ľahko merať pomocou multimetra. Pre termistor MF72-16D9 je to 16 ohmov. v skutočnosti R25- je to isté ako R R(Menovitý odpor) pre termistor.
Max. Ustálený prúd - Maximálny prúd termistora (A). Maximálny možný prúd cez termistor, ktorý môže dlhodobo odolávať. Ak sa prekročí maximálny prúd, potom dôjde k lavínovému poklesu odporu.
Približne. R z Max. prúd- Odpor termistora pri maximálnom prúde (Ohm). Približná hodnota odporu NTC termistora pri maximálnom prietoku prúdu. Pre termistor MF72-16D9 NTC je tento odpor 0,802 Ohm. To je takmer 20-krát menej ako odpor nášho termistora pri 25°C (keď je termistor „studený“ a nie je zaťažený pretekajúcim prúdom).
Dissip. Coef. - Faktor energetickej citlivosti (mW/°C). Aby sa vnútorná teplota termistora zmenila o 1°C, musí odobrať nejaký výkon. Tento parameter ukazuje pomer absorbovaného výkonu (v mW) k zmene teploty termistora. Pre náš termistor MF72-16D9 je tento parameter 11 miliwattov/1°C.
Dovoľte mi pripomenúť, že keď sa NTC termistor zahrieva, jeho odpor klesá. Na jeho zohriatie sa spotrebuje prúd, ktorý ním preteká. Preto bude termistor absorbovať energiu. Absorbovaný výkon vedie k zahrievaniu termistora a to zase vedie k zníženiu odporu NTC termistora 10 až 50 krát.
Tepelná časová konštanta - Konštantný čas chladenia (S). Čas potrebný na zmenu teploty nezaťaženého termistora o 63,2 % teplotného rozdielu medzi samotným termistorom a prostredím. Zjednodušene povedané, ide o čas, počas ktorého stihne NTC termistor vychladnúť po tom, čo ním prestane prechádzať prúd. Napríklad, keď je napájanie odpojené od elektrickej siete.
Max. Záťažová kapacita v µF - Maximálna vybíjacia kapacita . Testovacia charakteristika. Označuje kapacitu, ktorá môže byť vybitá do termistora NTC cez zakončovací odpor v testovacom obvode bez jeho poškodenia. Kapacita sa udáva v mikrofaradoch a pre špecifické napätie (120 a 220 voltov striedavý prúd (VAC)).
Tolerancia R 25 - Tolerancia . Tolerancia odporu termistora pri 25°C. V opačnom prípade ide o odchýlku od nominálneho odporu R25. Zvyčajne je tolerancia ±10 - 20%.
To sú všetky hlavné parametre termistorov. Samozrejme, existujú aj ďalšie parametre, ktoré možno nájsť v datasheetoch, ale zvyčajne sa dajú ľahko vypočítať z hlavných parametrov.
Dúfam, že teraz, keď stretnete pre vás neznámu elektronickú súčiastku (nie nevyhnutne termistor), bude pre vás ľahké zistiť jej hlavné charakteristiky, parametre a účel.
Slovo "termistor" je samozrejmé: TEPELNÝ ODPOR je zariadenie, ktorého odpor sa mení s teplotou.
Termistory sú vysoko nelineárne zariadenia a často majú široký rozsah parametrov. Preto mnohí, dokonca aj skúsení inžinieri a dizajnéri obvodov, zažívajú pri práci s týmito zariadeniami nepríjemnosti. Keď sa však s týmito zariadeniami viac zoznámite, uvidíte, že termistory sú v skutočnosti celkom jednoduché zariadenia.
Po prvé, treba povedať, že nie všetky zariadenia, ktoré menia odpor s teplotou, sa nazývajú termistory. Napríklad, odporové teplomery, ktoré sú vyrobené z malých zvitkov točeného drôtu alebo z naprašovaných kovových filmov. Ich parametre síce závisia od teploty, no nefungujú ako termistory. Termín "termistor" sa zvyčajne používa vo vzťahu k teplotne citlivým polovodič zariadení.
Existujú dve hlavné triedy termistorov: NTC (Temperature Coefficient of Resistance) a PTC.
Vyrábajú sa dva zásadne odlišné typy PTC termistorov. Niektoré sú vyrobené ako NTC termistory, zatiaľ čo iné sú vyrobené z kremíka. Stručne budú opísané termistory PTC so zameraním na bežnejšie termistory NTC. Ak teda neexistujú žiadne špeciálne pokyny, budeme hovoriť o termistoroch NTC.
NTC termistory sú vysoko citlivé, nelineárne zariadenia s úzkym rozsahom, ktorých odpor klesá so zvyšujúcou sa teplotou. Obrázok 1 znázorňuje krivku znázorňujúcu zmenu odporu s teplotou a je typický teplotná závislosť odporu. Citlivosť je približne 4-5% / ° C. Existuje široký rozsah hodnôt odporu a zmena odporu môže dosiahnuť mnoho ohmov a dokonca aj kiloohmov na stupeň.
R R oObr.1 NTC termistory sú veľmi citlivé a do značnej miery
Stupne sú nelineárne. R o môže byť v ohmoch, kiloohmoch alebo megoohmoch:
1-pomer odporu R/R o; 2 - teplota v o C
Termistory sú v podstate polovodičová keramika. Vyrábajú sa z práškov oxidov kovov (zvyčajne oxidov niklu a mangánu), niekedy s prídavkom malého množstva iných oxidov. Práškové oxidy sa zmiešajú s vodou a rôznymi spojivami za vzniku cesta, ktoré sa tvaruje a vypaľuje pri teplotách nad 1000 °C.Navarí sa vodivý kovový povlak (zvyčajne strieborný) a pripojí sa vodiče. Hotový termistor je zvyčajne potiahnutý epoxidom alebo sklom, prípadne je obalený v inom obale.
Z obr. 2 je vidieť, že existuje veľa typov termistorov.
Termistory sú vo forme kotúčov a podložiek s priemerom od 2,5 do približne 25,5 mm, vo forme tyčí rôznych veľkostí.
Niektoré termistory sú najskôr vyrobené do veľkých dosiek a potom rozrezané na štvorce. Veľmi malé guľôčkové termistory sa vyrábajú priamym vypálením kvapky cesta na dva vodiče zo žiaruvzdornej titánovej zliatiny a potom ponorením termistora do skla, aby sa vytvoril povlak.
Typické parametre
Povedať "typické parametre" nie je úplne správne, pretože existuje len niekoľko typických parametrov pre termistory. Existuje rovnako veľký počet špecifikácií pre širokú škálu typov termistorov, veľkostí, tvarov, menovitých hodnôt a tolerancií. Navyše termistory od rôznych výrobcov často nie sú zameniteľné.
Môžete si kúpiť termistory s odpormi (pri 25 o C - teplota, pri ktorej sa zvyčajne určuje odpor termistora) od jedného ohmu do desať megaohmov alebo viac. Odpor závisí od veľkosti a tvaru termistora, avšak pre každý konkrétny typ sa hodnoty odporu môžu líšiť o 5-6 rádov, čo sa dosiahne jednoduchou zmenou zmesi oxidov. Pri výmene zmesi sa mení aj forma teplotnej závislosti odporu (krivka R-T) a mení sa aj stabilita pri vysokých teplotách. Našťastie termistory s dostatočne vysokým odporom na použitie pri vysokých teplotách majú tendenciu byť stabilnejšie.Lacné termistory majú zvyčajne pomerne veľké tolerancie parametrov. Napríklad prípustné hodnoty odporu pri 25 ° C sa pohybujú v rozmedzí od ± 20 % do ± 5 %. Pri vyšších alebo nižších teplotách sa rozptyl parametrov ešte zväčšuje. Pre typický termistor s citlivosťou 4 % na stupeň Celzia sa zodpovedajúce tolerancie meranej teploty menia od približne ± 5° do ± 1,25° C pri 25° C. Vysoko presné termistory budú diskutované neskôr v tomto článku.
Predtým sa hovorilo, že termistory sú zariadenia s úzkym dosahom. Toto je potrebné objasniť: väčšina termistorov pracuje v rozsahu -80 °C až 150 °C a existujú zariadenia (zvyčajne potiahnuté sklom), ktoré pracujú pri teplotách 400 °C a vyšších. Z praktických dôvodov však väčšia citlivosť termistorov obmedzuje ich užitočný teplotný rozsah. Odpor typického termistora sa môže meniť faktorom 10 000 alebo 20 000 pri teplotách od -80 ° C do + 150 ° C. Možno si predstaviť ťažkosti pri navrhovaní obvodu, ktorý dokáže merať presne na oboch koncoch tohto rozsahu (pokiaľ rozsah používa sa prepínanie). Odpor termistora s hodnotou nula stupňov neprekročí niekoľko ohmov
Väčšina termistorov používa spájkovanie na vnútorné pripojenie vodičov. Je zrejmé, že takýto termistor nemožno použiť na meranie teplôt nad bodom topenia spájky. Aj bez spájkovania sa epoxidový povlak termistorov zachová len pri teplote maximálne 200 °C. Pre vyššie teploty je potrebné použiť termistory potiahnuté sklom so zváranými alebo tavenými vývodmi.
Požiadavky na stabilitu tiež obmedzujú použitie termistorov pri vysokých teplotách. Štruktúra termistorov sa pri vystavení vysokým teplotám začína meniť a rýchlosť a povaha tejto zmeny je do značnej miery určená zmesou oxidov a spôsobom výroby termistora. Určitý posun termistorov s epoxidovým povlakom začína pri teplotách nad 100 °C alebo tak. Ak je takýto termistor nepretržite prevádzkovaný pri 150 °C, potom je možné zmerať drift o niekoľko stupňov za rok. Termistory s nízkym odporom (napríklad nie viac ako 1 000 ohmov pri 25 ° C) sú často ešte horšie - pri prevádzke približne 70 ° C je možné pozorovať ich unášanie a pri 100 ° C sa stávajú nespoľahlivými.
Lacné zariadenia s veľkými toleranciami sa vyrábajú s menšou pozornosťou k detailom a môžu priniesť ešte horšie výsledky. Na druhej strane, niektoré správne navrhnuté termistory so skleneným povrchom majú vynikajúcu stabilitu aj pri vyšších teplotách. Guľôčkové termistory so skleneným povlakom majú veľmi dobrú stabilitu, rovnako ako nedávno predstavené kotúčové termistory so skleneným povlakom. Malo by sa pamätať na to, že drift závisí od teploty a času. Tak je napríklad všeobecne možné použiť termistor s epoxidovým povlakom na krátkodobé zahriatie na 150 °C bez výrazného driftu.
Pri použití termistorov je potrebné vziať do úvahy nominálnu hodnotu konštantný stratový výkon. Napríklad malý termistor s epoxidovým povlakom má v nehybnom vzduchu konštantu rozptylu jeden miliwatt na stupeň Celzia. Inými slovami, jeden miliwatt výkonu v termistore zvýši jeho vnútornú teplotu o jeden stupeň Celzia a dva miliwatty o dva stupne atď. Privedením napätia jedného voltu na jeden kiloohmový termistor so stratovou konštantou jeden miliwatt na stupeň Celzia vedie k chybe merania jeden stupeň Celzia. Termistory rozptyľujú viac energie, ak sú ponorené do kvapaliny. Rovnaký malý epoxidom potiahnutý termistor uvedený vyššie rozptýli 8 mW/°C, keď je v dobre premiešanom oleji. Veľké termistory majú lepší konštantný rozptyl ako malé zariadenia. Napríklad termistor vo forme kotúča alebo podložky dokáže rozptýliť vzduchom 20 alebo 30 mW / o C. Treba mať na pamäti, že tak ako sa s teplotou mení odpor termistora, mení sa aj jeho rozptýlený výkon.
Termistorové rovnice
Neexistuje žiadna presná rovnica na opis správania termistora, iba približné. Zvážte dve široko používané približné rovnice.
Prvá približná rovnica, exponenciálna, je celkom uspokojivá pre obmedzené teplotné rozsahy, najmä pri použití termistorov s nízkou presnosťou.
