Johdatus NTC-termistoriin

Termistoreja käytetään pääasiassa lämpötilan valvontaan, ylikuumenemissuojaukseen jne. Se on lämpötilaherkkä puolijohdevastus, jonka resistanssi muuttuu merkittävästi lämpötilan muutosten myötä. Se käyttää puolijohdemateriaalien lämpöherkkää vaikutusta lämpötilan mittaamiseen ja säätelyyn, ja sitä käytetään laajalti erilaisissa elektronisissa laitteissa ja järjestelmissä. Termistoreilla on etuna pieni koko, nopea vastenopeus ja korkea mittaustarkkuus. Siksi niitä on käytetty laajalti lämpötilan mittauksessa, lämpötilan ohjauksessa, ylivirtasuojauksessa ja muilla aloilla. Tekstisymboleja edustaa yleensä "RT".

Termistorin toimintaperiaate perustuu puolijohdemateriaalien lämpöherkkään vaikutukseen. Lämpötilan muuttuessa puolijohdemateriaalin sisällä olevien kantajien (elektronien ja reikien) pitoisuus ja liiketila muuttuvat, jolloin resistanssiarvo muuttuu. Yleisiä luokituksia ovat PTC ja NTC, ja siellä on myös napsautussuhde:

Positiivinen lämpötilakerroin - PTC-termistori (Positive Temperature Coefficient), termistorin vastus kasvaa lämpötilan noustessa. Sitä käytetään usein ylijännitesuojauksessa, ylivirtasuojauksessa (kuten palautettavat sulakkeet) ja ylikuumenemissuojassa. Se soveltuu erityisesti sovelluksiin, jotka vaativat automaattista tehonsäätöä ja lämpötilanvaihteluiden eliminointia.

Negatiivinen lämpötilakerroin-NTC-termistori (Negatiivinen lämpötilakerroin), termistorin vastus pienenee lämpötilan noustessa. Sitä käytetään usein skenaarioissa, kuten ylijännitesuojassa, lämpötilan kompensoinnissa, lämpötilan mittauksessa ja lämpötilan säädössä, ja se sopii erityisen hyvin tilanteisiin, joissa tarvitaan tarkkaa lämpötilan mittausta.

Kriittisen lämpötilan CTR-termistorilla (Criti Cal Temperature Resistor) on negatiiviset resistanssimutaatioominaisuudet. Tietyssä lämpötilassa vastusarvo pienenee lämpötilan noustessa ja sillä on suuri negatiivinen lämpötilakerroin. Valmistusmateriaali on sekoitettu sintrattu kappale alkuaineiden, kuten vanadiinin, bariumin, strontiumin ja fosforin oksideja. Se on puolilasimainen puolijohde, joten sitä kutsutaan myös lasitermistoriksi. CTR:ää käytetään usein lämpötilansäätöhälytyksiin ja muihin sovelluksiin.

Ero PTC-termistorin ja NTC-termistorin välillä:

PTC-termistorit on yleensä valmistettu platinasta, oksidista, polymeeristä ja muista materiaaleista. Ominaisuudet:

1. Resistanssiominaisuudet: Näissä materiaaleissa tapahtuu faasimuutoksia tietyllä lämpötila-alueella (Curie-lämpötila), mikä johtaa jyrkkään muutokseen vastusarvossa.

2. Ylivirta- ja ylikuumenemissuoja: Sillä on positiivisen lämpötilakertoimen ominaisuudet, eli sen vastus kasvaa lämpötilan noustessa. Tämän ominaisuuden ansiosta PTC-materiaali rajoittaa virran kulkua ja toimii suojaavana roolina lämpötilan noustessa tietylle tasolle.

3. Itsepalautuminen: Kun se jäähtyy tietyn lämpötilan alapuolelle, vastus palaa alemmalle tasolle, jolloin sitä voidaan käyttää useita kertoja.

4. Suuri käyttövirta: Suurin käyttövirta voi olla kymmeniä ampeeria.

NTC-termistoreiden materiaalit sisältävät pääasiassa kahta tai useampaa metallioksidia, kuten mangaania, kuparia, piitä, kobolttia, rautaa, nikkeliä ja sinkkiä. Ominaisuudet:

1. Korkea lämpötilaherkkyys: Näiden materiaalien ominaisvastus ja materiaalivakiot vaihtelevat riippuen niiden koostumussuhteesta, sintrausilmakehästä, sintrauslämpötilasta ja rakenteellisesta tilasta. Tällä materiaalilla on korkea herkkyys ja stabiilisuus, ja sen vastusarvo muuttuu jatkuvasti lämpötilan mukaan.

2. Hyvä vakaus: vastusarvon muutosalue on suhteellisen pieni ja muutostrendi on suhteellisen vakaa. Tämä tarkoittaa, että se voi ylläpitää tarkempaa suorituskykyä pitkiä käyttöaikoja.

3. Nopea lämpövaste: Sillä on nopea lämpövastenopeus ja se voi havaita lämpötilan muutokset lyhyessä ajassa ja heijastaa ne nopeasti vastusarvoon.

NTC-termistoreita käytetään pääasiassa tehotyypin ja lämpötilan mittaustyypeissä.

Tehotyypin NTC-termistorin resistanssiarvo normaalilämpötilassa ja lämpöinertian aiheuttama lämpöviivevaikutus voivat tehokkaasti tukahduttaa huippupiippuvirran (jopa kymmeniin kymmeniin) tehopiirissä (erityisesti korkeajännitteisessä suuren kapasitanssin suodatinpiirissä) käynnistyksen aikana. kertaa tai jopa sata kertaa normaali käyttövirta) ja aaltovirran vaimennustoiminnon suorittamisen jälkeen sen läpi kulkevan virran itsekuumenevasta vaikutuksesta (mukaan lukien aaltovirta ja piirin normaali käyttövirta) , vastuksen lämpötila nousee ja tehotyyppi NTC Termistorin resistanssiarvo putoaa hyvin pienelle tasolle, tuloksena oleva jännitteen pudotus kuluttaa hyvin vähän tehoa, eikä vaikuta normaaliin käyttövirtaan. Yleisesti käytettyjä malleja ovat MF72-sarja.

Lämpötilaa mittaava NTC-termistori on yksi yleisimmin käytetyistä lämpötila-antureista, koska sen resistanssin ja lämpötilan välinen suhde on suurin piirtein eksponentiaalisen funktion lain mukainen ja voi tuottaa vastus-lämpötila-ominaiskäyrän. Muita lämpötila-antureita ovat RTD-vastuslämpötila-anturit, termoparianturit, infrapuna-anturit, integroidut digitaaliset/analogiset IC-lämpötila-anturit jne.