Een compleet overzicht van NTC- en PTC-thermistor typen, parameters, werking en circuittoepassingen. Behandelt temperatuursensoren en ontwerp voor beperking van inrush-stromen. Ideaal voor gebruik in voedingen, temperatuurbeheer, huishoudelijke apparaten en industriële systemen.
In schakelingen worden thermistors voorgesteld door specifieke symbolen, en hun fysieke vorm verschijnt zoals weergegeven in de illustraties.
1. Classificatie van Thermistors
Thermistor met Positieve Temperatuurcoëfficiënt (PTC): De weerstand van een PTC-thermistor neemt aanzienlijk toe naarmate de temperatuur stijgt. Door deze eigenschap worden PTC-thermistors vaak gebruikt in toepassingen zoals herstelbare fusen en verwarmingselementen.
Thermistor met Negatieve Temperatuurcoëfficiënt (NTC): Deze thermistors tonen een snel dalende weerstand bij toenemende temperatuur. Ze worden breed ingezet in temperatuurschadelijkingschakelingen, thermische besturingssystemen en onderdrukking van piekstroom.
De grafiek hieronder vergelijkt de weerstand-temperatuurkurven van NTC en PTC thermistors.
2. Belangrijkste parameters van thermistors
Gekoppelde nulvermogenweerstand R<sub>25</sub> (Ω)
Volgens nationale normen is dit de weerstandswaarde gemeten bij 25°C in afwezigheid van toegepast vermogen. Deze waarde wordt ook wel de nominale weerstand genoemd en wordt vaak gebruikt bij het specificeren van de weerstand van een NTC thermistor.
Thermische B constante (K)
De B-waarde quantifyceert de gevoeligheid van de thermistor voor temperatuur en wordt berekend als het verhoudingstal van de natuurlijke logaritme van de weerstand bij twee temperaturen tot het verschil van de omgekeerden van die temperaturen. Zodra deze gedefinieerd is, blijft hij vast. Typische B-waarden voor NTC-thermistors lopen van 2000K tot 6000K. Hogere waarden duiden op een grotere weerstandssensitiviteit voor temperatuurveranderingen.
Verdampingsfactor (δ)
Deze factor staat voor het verhoudingstal van de verandering in dissipeerd vermogen tot de resulterende verandering in de kern temperatuur van de thermistor onder gespecificeerde milieuvoorwaarden.
Thermische Tijdconstante (T)
Bij nulpowercondities, is het de tijd die nodig is voor de thermistor om 63,2% van de totale temperatuursverandering te bereiken na een plotselinge temperatuurverandering. Deze constante is recht evenredig met de thermische capaciteit van de thermistor en omgekeerd evenredig met zijn verdampingsfactor.
Gerateerde vermogen (P)
Dit is het maximale continue vermogen dat de thermistor onder gedefinieerde voorwaarden kan dissiperen zonder dat de lichaamstemperatuur de gespecificeerde maximale werktemperatuur overschrijdt.
Maximale werktemperatuur (Tmax)
De hoogste temperatuur waarop de thermistor continu kan werken zonder prestatievermindering onder gedefinieerde technische parameters.
3. Praktische circuittoepassingen
NTC thermistors worden vaak gebruikt in twee belangrijke toepassingscategorieën: temperatuursensing en krachtbescherming.
Voorbeeld 1: Temperatuurmonsterschakeling
Voorbeeld 2: Inrush-stroomdemping
NTC thermistors worden vaak geplaatst in de voedingstoelatingsfase, zoals weergegeven in posities RT1 tot RT4 in het schakeldiagram. Voor apparaten die zowel 110Vac als 220Vac invoer ondersteunen, moeten twee NTC thermistors worden geplaatst op posities R1 en R2 om een consistente overspanningsbescherming te waarborgen. In single-spanningssystemen (220Vac) is één NTC thermistor op ofwel R3 of R1 voldoende.
Werking:
Bij het aanzetten worden bulk condensatoren in de voeding gevoed met een grote inrush stroom. Een NTC thermistor met een hoge initiële weerstand (bij kamertemperatuur) kan deze stroom effectief beperken. Wanneer er stroom doorheen vloeit, verwarmt de thermistor snel en daalt zijn weerstand binnen enkele milliseconden naar een paar ohm of minder. Deze daling heeft nauwelijks invloed op de operationele stroom, en het verbruik van elektriciteit is miniem.
In vergelijking met vaste weerstanden verminderd deze methode de energieopname met tientallen tot honderden malen, wat het bijzonder geschikt maakt voor energiezuinige en hoogwaardige toepassingen zoals schakelvoedingen.
Na het uitzetten koelt de thermistor geleidelijk af en keert zijn weerstand terug naar de initiële nulvermogenwaarde. Bij herhaald aanzetten wordt dezelfde onderdrukkingscyclus opnieuw uitgevoerd.
EN
