Una guía completa sobre los tipos de termistores NTC y PTC, sus parámetros, principios de funcionamiento y aplicaciones en circuitos. Cubre el diseño de detección de temperatura y limitación de corriente inicial. Ideal para su uso en fuentes de alimentación, control de temperatura, electrodomésticos y sistemas industriales.
En los diagramas de circuitos, los termistores se representan con símbolos específicos, y su forma física aparece como se muestra en las ilustraciones.
1. Clasificación de Termistores
Termistor de Coeficiente de Temperatura Positivo (PTC): La resistencia de un termistor PTC aumenta significativamente a medida que sube la temperatura. Debido a esta propiedad, los termistores PTC se utilizan comúnmente en aplicaciones como fusibles reestablecibles y elementos de calefacción.
Termistor de Coeficiente de Temperatura Negativo (NTC): Estos termistores presentan una disminución rápida de la resistencia con el aumento de la temperatura. Se emplean ampliamente en circuitos de compensación de temperatura, sistemas de control térmico y supresión de corriente de pico.
El gráfico de abajo compara las curvas de resistencia-temperatura de los termistores NTC y PTC.
2. Parámetros Clave de los Termistores
Resistencia Zero-Potencia Nominal R<sub>25</sub> (Ω)
Como se define en los estándares nacionales, este es el valor de la resistencia medido a 25°C en ausencia de cualquier potencia aplicada. Este valor también se conoce como la resistencia nominal y es comúnmente mencionado al especificar la resistencia de un termistor NTC.
Constante Térmica B (K)
El valor B cuantifica la sensibilidad del termistor a la temperatura y se calcula como la razón del logaritmo natural de la resistencia a dos temperaturas con respecto a la diferencia de los inversos de esas temperaturas. Una vez definido, permanece fijo. Los valores B típicos para termistores NTC varían entre 2000K y 6000K. Valores más altos indican una mayor sensibilidad de la resistencia a los cambios de temperatura.
Factor de Disipación (δ)
Este factor representa la relación entre el cambio en la potencia disipada y el cambio resultante en la temperatura del cuerpo del termistor bajo condiciones ambientales especificadas.
Constante de Tiempo Térmica (T)
Bajo condiciones de cero potencia, es el tiempo requerido para que el termistor alcance el 63,2% del cambio total de temperatura después de una variación súbita de temperatura. Esta constante es directamente proporcional a la capacidad térmica del termistor e inversamente proporcional a su factor de disipación.
Potencia Nominal (P)
Esta es la potencia continua máxima que el termistor puede disipar bajo condiciones definidas sin que la temperatura de su cuerpo supere el límite máximo de operación especificado.
Temperatura Máxima de Operación (Tmax)
La temperatura más alta a la cual el termistor puede operar continuamente sin degradación del rendimiento bajo parámetros técnicos definidos.
3. Aplicaciones Prácticas de Circuitos
Los termistores NTC se utilizan comúnmente en dos categorías principales de aplicaciones: sensado de temperatura y protección contra sobrecorriente.
Ejemplo 1: Circuito de Muestreo de Temperatura
Ejemplo 2: Supresión de Corriente de Encendido
Los termistores NTC a menudo se colocan en la etapa de entrada de alimentación, como se muestra en las posiciones RT1 a RT4 en el diagrama del circuito. Para dispositivos que admiten entradas tanto de 110Vac como de 220Vac, deben colocarse dos termistores NTC en las posiciones R1 y R2 para garantizar una protección contra sobretensiones consistente. En sistemas de voltaje único (220Vac), un termistor NTC en R3 o R1 es suficiente.
Principio de funcionamiento:
Al encenderse, los condensadores bulk en la fuente de alimentación generan una gran corriente de encendido. Un termistor NTC con una alta resistencia inicial (a temperatura ambiente) puede limitar eficazmente esta corriente. A medida que fluye la corriente, el termistor se calienta rápidamente y su resistencia disminuye a unos pocos ohmios o menos en cuestión de milisegundos. Esta disminución tiene un efecto mínimo sobre la corriente operativa, y su consumo de energía es despreciable.
En comparación con los resistores fijos, este enfoque reduce la disipación de potencia en decenas a cientos de veces, lo que lo hace especialmente adecuado para aplicaciones eficientes en energía y de alto rendimiento, como fuentes de alimentación conmutadas.
Después de apagar la energía, el termistor se enfria gradualmente y su resistencia vuelve al valor inicial sin potencia. Cuando se vuelve a aplicar la energía, se repite el mismo ciclo de supresión.
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