Номиналы терморезисторов: конструкция, виды, технические параметры, обозначение на схемах

• Температурный диапазон
  • При выборе датчика температуры в первую очередь следует учитывать температурный диапазон применения.
  • Поскольку термисторы NTC хорошо работают в рабочем диапазоне от -50°C до 250°C, они хорошо подходят для широкого спектра применений в различных отраслях промышленности.
• Точность
  • Из основных типов датчиков термистор NTC способен достигать наивысшей точности в диапазоне от -50°C до 150°C и до 250°C для термисторов в стеклянном корпусе.
  • Диапазон точности от 0,05°C до 1,00°C.
• Стабильность
  • Стабильность важна в приложениях, где целью является долгосрочная работа. Датчики температуры могут дрейфовать со временем, в зависимости от их материалов, конструкции и упаковки.
  • Терморезистор NTC с эпоксидным покрытием может изменяться на 0,2°C в год, в то время как герметично закрытый терморезистор изменяется только на 0,02°C в год.
• Упаковка
  • Требования к упаковке определяются средой, в которой будет использоваться датчик.
  Термисторы
  • NTC могут быть изготовлены по индивидуальному заказу и помещены в различные корпуса в зависимости от требований применения. Они также могут быть покрыты эпоксидной смолой или покрыты стеклом для дополнительной защиты.
• Помехоустойчивость
  • Термисторы NTC обладают отличной устойчивостью к электрическим помехам и сопротивлению проводов.

Дополнительные сведения

• Термисторы NTC обладают особыми электрическими свойствами:
  • Текущая характеристика
  • Вольт-амперная характеристика
  • Характеристика сопротивление-температура
• Тип и размер продукта
  • Пользователь термистора обычно знает, что ему нужно с точки зрения размера, теплового отклика, временного отклика и других физических характеристик, которые входят в конфигурацию термистора. Должно быть легко сузить выбор термисторов NTC даже при отсутствии данных, но необходимо провести тщательный анализ предполагаемого применения термистора.
• Кривые сопротивление-температура
  • Листы технических данных Ametherm содержат таблицу или матрицу отношений сопротивления в зависимости от температуры для каждого из их термисторов NTC. Коэффициенты α и β также предусмотрены для конкретных уравнений, чтобы помочь пользователю или разработчику перевести допустимое сопротивление в термины точности температуры, а также рассчитать температурный коэффициент для каждой кривой.
  • Существует довольно широкий спектр материалов, которые можно использовать для изготовления термисторов, но существуют ограничения, связанные с размерами, диапазоном рабочих температур и температур хранения, а также значениями номинального сопротивления.
• Номинальное значение сопротивления
  • Следующим фактором, который следует учитывать, является необходимость сопоставления кривых или точек приложения. Это позволит рассчитать необходимое номинальное значение сопротивления при заданной температуре.
    Ametherm предлагает полный диапазон значений номинального сопротивления для своих термисторов NTC. Стандартная эталонная температура составляет 25°C, но покупатели и дизайнеры могут запросить другую температуру.
  • Предостережение: если желаемое сопротивление недоступно в сочетании типа продукта и компонента материала, необходимо принять решение о том, какая характеристика имеет приоритет: тип/размер продукта, предпочтительный материал или коэффициент сопротивления.
• Допуск сопротивления
  • При просмотре спецификаций продукции Ametherm предоставляет стандартные допуски. Например, дисковые или чиповые термисторы обычно имеют распределение сопротивления при нулевой мощности от ± 1% до ± 20%.
  • Чтобы сэкономить на затратах, Ametherm рекомендует максимально широкий допуск, соответствующий предполагаемому использованию.

Типы термисторов NTC

• Диск и чип: Они поставляются в конфигурации с покрытием или без него, с оголенными или лужеными медными выводами. Существуют термисторы для широкого диапазона значений сопротивления, подходящие для
  в любой ситуации.
• Эпоксидная смола: Эпоксидная смола, покрытая окунанием и припаянная между проводами в оболочке из тефлона/ПВХ. Их небольшие размеры обеспечивают легкую установку, и они могут быть согласованы по точкам или кривым.
• Со стеклянным корпусом: Отличный выбор при работе в экстремальных условиях окружающей среды и когда стабильность имеет первостепенное значение. Конфигурации включают
  Термисторы с радиальными или осевыми выводами.
• Датчики в сборе: Доступны в различных корпусах
  в зависимости от требований применения.
• Поверхностный монтаж: Варианты конфигурации включают объемную, ленту и катушку, двустороннюю и обертывание с наконечниками из палладиевого серебра. Изготовленные из никелевого барьера, эти термисторы отлично работают в прецизионных цепях.

 Расчеты, которые могут вам понадобиться

• α – постоянная (%/°C)
  Температурный коэффициент сопротивления представляет собой отношение при заданной температуре, T, скорости изменения сопротивления нулевой мощности с температурой к сопротивлению нулевой мощности термистора.
  
• β – постоянная (°K)
  Постоянная материала термистора NTC является мерой его сопротивления при одной температуре по сравнению с его сопротивлением при другой температуре. Эталонные температуры, используемые в следующей формуле для термисторов Atherm, составляют 298,15°К и 348,15°К.
  

Вы можете рассчитать сопротивление термисторов NTC при заданной температуре, используя коэффициент бета, как показано выше, но есть еще более точный способ сделать это с помощью уравнения Стейнхарта и Харта.

Диапазон температур термистора NTC можно измерить с помощью моста Уитстона.

Дополнительные ресурсы

• Что такое термистор NTC
  Резюме: Объясняет, что такое термистор NTC и его возможности в качестве датчика температуры. Описаны термисторы и датчики NTC компании Ametherm, а также использованная терминология.
• Термисторы NTC — измерение температуры с помощью моста Уитстона
  Резюме: Мост Уитстона — это один из самых простых способов измерения температуры, который объясняет, как она рассчитывается, на конкретном примере с определенными переменными. Также представлена ​​диаграмма зависимости температуры от напряжения.
• Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом – вычисление значения бета для термисторов с отрицательным температурным коэффициентом
  Резюме: Объясняется, почему значение бета, хотя и часто используется, не так точно, как использование уравнения Стейнхарта и Харта. Уравнение Стейнхарта и Харта использует три температуры в заданном диапазоне.
Термисторы NTC
• – Уравнение Стейнхарта и Харта
  Резюме: Это уравнение, возможно, лучше всего использовать при определении соотношения сопротивления и температуры термисторов NTC и сборок датчиков NTC, учитывая, что уравнение использует три температуры. В этой статье рассказывается, какое уравнение использовать в вашем конкретном приложении.

Как выбрать правильный тип термистора NTC для ограничения пускового тока для емкостных приложений?

Мэтт Кухадар является ключевым членом команды Ametherm. Мэтт Кухадар оказывал поддержку клиентам компании в качестве инженера по применению и продажам в течение последних двух лет. Он имеет степень бакалавра наук. в области машиностроения Ближневосточного технического университета.

Q: Как выбрать правильный тип термистора NTC для ограничения пускового тока для емкостных приложений?

A: Пусковой ток относится к максимальному мгновенному входному току, потребляемому при подаче питания на блок питания электронной системы. Система постоянного тока имеет входной конденсатор, а система ввода переменного тока имеет входной выпрямитель и конденсатор, которые могут иметь высокий пусковой ток при включении связанного с ними оборудования. Если не принять меры для минимизации этого пускового тока, он может повредить силовые устройства и сократить срок службы оборудования. Безопасным и экономичным способом снижения пускового тока является использование ограничителя пускового тока (ограничителя перенапряжения), который представляет собой термистор особого типа с отрицательным температурным коэффициентом (NTC).

Пусковой ток возникает в момент нажатия выключателя питания. Это происходит потому, что конденсатор входного фильтра действует как короткое замыкание, а его минимальное эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и линейное сопротивление составляют всего несколько миллиом, что может привести к высокому пусковому току.

Четыре фактора могут влиять на пусковой ток:

1. Энергия пускового тока
2. Минимальное сопротивление, необходимое для термистора NTC (при t = 0)
3. Установившийся ток
4. Температура окружающей среды

Мы представим детали этих четырех предметов. Сначала мы рассмотрим энергию пускового тока, вызванного входными конденсаторами, выраженную как:

(Уравнение 1)

Где:
E = энергия пускового тока
C = значение емкости (Ф)
V _PEAK = результирующее пиковое напряжение

Минимальное сопротивление, необходимое для термистора NTC, будет варьироваться от одного приложения к другому, в зависимости от сетевого напряжения, пикового пускового тока и желаемого ограничения пускового тока из-за номиналов предохранителей и автоматических выключателей. Как показывает опыт, если максимально допустимый пусковой ток неизвестен, либо технические характеристики диодного моста, либо показания пускового тока на осциллографе определяют минимальное сопротивление, необходимое для термистора NTC. Как правило, приемлема одна треть наблюдаемого пускового тока по показаниям осциллографа.

Например:

(Уравнение 2 )

Где:
R _MIN = Минимальное сопротивление, требуемое термистором NTC при t = 0 и температуре = 25 ºC
I _LIMIT = Требуемый предел пускового тока
Рабочий ток должен быть равен или ниже номинального тока в установившемся режиме термистора NTC.

Максимальный установившийся ток можно найти по формуле:

(уравнение 3 )

Где:
I _MAX = максимальный установившийся ток
Выходная мощность = Выходная мощность трансформатора
КПД = КПД трансформатора
Входное напряжение = минимальное входное напряжение

В некоторых приложениях термистор NTC шунтируется с помощью реле времени после пускового тока. Несмотря на то, что термистор отключен во время работы, лучше всего выбрать термистор, который может выдерживать установившийся ток в случае отказа реле.

Температура окружающей среды определяет необходимость:

• Снижение номинального сопротивления
• Снижение номинального тока в установившемся режиме

Номинальное сопротивление термистора NTC составляет 25 ºC, поэтому при температуре окружающей среды выше 25 ºC потребуется снижение номинального сопротивления, поскольку сопротивление термистора будет ниже. Кривые Ametherm (сопротивление/время) R/T определяют, насколько необходимо снижение номинальных характеристик.

Рис. 1. Кривая снижения номинального тока в установившемся режиме

График , рис. 1 , используется для снижения номинального тока в установившемся режиме.
Пример :
Для иллюстрации предположим следующие значения:
Напряжение сети = 110 В
Установившийся ток = 10 А
Емкость = 5000 мкФ
Диапазон температуры окружающей среды = 10 ºC — 35 ºC
Требуемый предел пускового тока = 30 A
Для расчета пикового напряжения (VPEAK) мы должны принять во внимание флуктуации линии (±10 %). Пусковой ток:

73,18 Дж должен безопасно поглощаться термистором NTC.

2. Используйте уравнение (2) для определения минимального сопротивления, необходимого для термистора NTC:

R _МИН = 171,1 В / 30 А

5,70 Ом требуется от термистора NTC при 25 ºC.

3. Установившийся ток:

10 А.
Ametherm SL22 5R012 является правильным выбором для температуры окружающей среды 25 ºC.
Номинал:

• 5 Ом при 25 ºC
• 100 Дж
• Максимальный ток в установившемся режиме 12 А
• Признан UL (№ файла UL: E209153)
• CSA распознан (файл CSA №: CA110861)
• Соответствует RoHS

Снижение номинального тока в установившемся режиме не требуется, поскольку диапазон рабочих температур не ниже 0 ºC и не выше 65 ºC ( Рис.