Pełny przewodnik po typach termistorów NTC i PTC, ich parametrach, zasadzie działania i zastosowaniach w obwodach. Obejmuje pomiary temperatury i ograniczanie prądu startowego. Idealne do zastosowania w zasilaniach, sterowaniu temperaturą, elektronice gospodarczej i systemach przemysłowych.
W schematach obwodowych termistory są reprezentowane przez określone symbole, a ich fizyczna forma wygląda tak, jak pokazano na ilustracjach.
1. Klasyfikacja termistorów
Termistor o Dodatnim Współczynniku Temperaturowym (PTC): Opor PTC termistora znacząco rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Ze względu na tę właściwość, termistory PTC są powszechnie używane w zastosowaniach takich jak przerywacze resetujące i elementy grzewcze.
Termistor o Ujemnym Współczynniku Temperaturowym (NTC): Te termistory wykazują szybki spadek oporu wraz ze wzrostem temperatury. Są szeroko stosowane w obwodach kompensacji temperaturowej, systemach sterowania temperaturą oraz tłumieniu prądów impulsowych.
Poniższy wykres porównuje krzywe oporu-temperatura termistorów NTC i PTC.
2. Kluczowe Parametry Termistorów
Nominalny Opór Zero-Mocy R<sub>25</sub> (Ω)
Zgodnie z definicją w krajowych standardach, jest to wartość oporu zmierzona przy 25°C w warunkach braku zastosowanej mocy. Ta wartość nazywana jest również nominalnym oporem i jest powszechnie używana podczas określania oporu termistora NTC.
Stała Termiczna B (K)
Wartość B kwantyfikuje wrażliwość termistora na temperaturę i jest obliczana jako stosunek logarytmu naturalnego oporu przy dwóch temperaturach do różnicy odwrotności tych temperatur. Po zdefiniowaniu pozostaje ona stała. Typowe wartości B dla termistorów NTC mieszczą się w zakresie od 2000K do 6000K. Wyższe wartości wskazują na większą wrażliwość oporu na zmiany temperatury.
Współczynnik dyssypacji (δ)
Ten współczynnik reprezentuje stosunek zmiany wydzielonej mocy do wynikowej zmiany temperatury ciała termistora w określonych warunkach środowiskowych.
Czasowy parametr termiczny (T)
W warunkach zerowej mocy, to czas potrzebny dla termistora, aby osiągnąć 63,2% całkowitej zmiany temperatury po nagłej zmianie temperatury. Ten parametr jest bezpośrednio proporcjonalny do pojemności cieplnej termistora i odwrotnie proporcjonalny do jego współczynnika dyssypacji.
Moc znamionowa (P)
To maksymalna ciągła moc, którą termistor może dyspersjonować w określonych warunkach bez przekroczenia przez temperaturę jego ciała określonej maksymalnej temperatury pracy.
Maksymalna Temperatura Pracy (Tmax)
Najwyższa temperatura, przy której termistor może działać ciągle bez utraty jakości pod względem zdefiniowanych parametrów technicznych.
3. Praktyczne Zastosowania Obwodowe
Termistory NTC są powszechnie używane w dwóch głównych kategoriach zastosowań: pomiar temperatury i ochrona mocy.
Przykład 1: Obwód próbkowania temperatury
Przykład 2: Tłumienie prądu startowego
Termistory NTC są często umieszczane na etapie wejścia zasilania, jak pokazano na pozycjach RT1 do RT4 w schemacie obwodu. Dla urządzeń obsługujących zarówno wejścia 110Vac, jak i 220Vac, należy umieścić dwa termistory NTC na pozycjach R1 i R2, aby zapewnić spójną ochronę przed przepięciami. W systemach jednotonowych (220Vac) wystarczy jeden termistor NTC na pozycji R3 lub R1.
Zasada działania:
Po włączeniu, kondensatory masowe w zasilaczu powodują dużą przypływową prądnicę. Termistor NTC o wysokim początkowym oporze (przy temperaturze pokojowej) może skutecznie ograniczyć ten prąd. Gdy płynie prąd, termistor szybko się nagrzewa i jego opór spada w milisekundach do kilku omów lub mniej. Ten spadek ma minimalny wpływ na prąd operacyjny, a zużycie mocy jest niewielkie.
W porównaniu do stałych rezystorów, ten sposób redukuje zużycie mocy o dziesiątki do setek razy, co czyni go szczególnie odpowiednim dla aplikacji oszczędzających energię i o wysokiej wydajności, takich jak zasilacze przemiennikowe.
Po wyłączeniu zasilania termistor stopniowo ochładza się, a jego opór wraca do początkowej wartości przy zerowej mocy. Po ponownym włączeniu zasilania cykl tłumienia jest powtarzany.
EN
