Εισαγωγή στο θερμίστορ NTC

Τα θερμίστορ χρησιμοποιούνται κυρίως για παρακολούθηση θερμοκρασίας, προστασία από υπερθέρμανση κ.λπ. Είναι μια ευαίσθητη στη θερμοκρασία αντίσταση ημιαγωγών της οποίας η αντίσταση αλλάζει σημαντικά με τις αλλαγές της θερμοκρασίας. Χρησιμοποιεί τη θερμοευαίσθητη επίδραση υλικών ημιαγωγών για τη μέτρηση και τον έλεγχο της θερμοκρασίας και χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες ηλεκτρονικές συσκευές και συστήματα. Τα θερμίστορ έχουν τα πλεονεκτήματα του μικρού μεγέθους, της γρήγορης ταχύτητας απόκρισης και της υψηλής ακρίβειας μέτρησης. Ως εκ τούτου, έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στη μέτρηση θερμοκρασίας, τον έλεγχο θερμοκρασίας, την προστασία από υπερένταση και άλλα πεδία. Τα σύμβολα κειμένου αντιπροσωπεύονται γενικά με "RT".

Η αρχή λειτουργίας του θερμίστορ βασίζεται στη θερμοευαίσθητη επίδραση των ημιαγωγών υλικών. Όταν η θερμοκρασία αλλάζει, η συγκέντρωση και η κατάσταση κίνησης των φορέων (ηλεκτρόνια και οπές) μέσα στο υλικό ημιαγωγών θα αλλάξει, με αποτέλεσμα μια αλλαγή στην τιμή αντίστασης. Οι κοινές ταξινομήσεις περιλαμβάνουν PTC και NTC, ενώ υπάρχει επίσης CTR:

Positive Temperature Coefficient - Θερμίστορ PTC (Positive Temperature Coefficient), η αντίσταση του θερμίστορ αυξάνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία. Συχνά χρησιμοποιείται για προστασία από υπερτάσεις, προστασία από υπερβολικό ρεύμα (όπως επαναρυθμιζόμενες ασφάλειες) και προστασία από υπερβολική θερμοκρασία. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν αυτόματη ρύθμιση ισχύος και εξάλειψη των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας.

Negative Temperature Coefficient-Θερμίστορ NTC (Negative Temperature Coefficient), η αντίσταση του θερμίστορ μειώνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία. Χρησιμοποιείται συχνά σε σενάρια όπως προστασία από υπερτάσεις, αντιστάθμιση θερμοκρασίας, μέτρηση θερμοκρασίας και έλεγχος θερμοκρασίας και είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για περιπτώσεις όπου απαιτείται ακριβής μέτρηση θερμοκρασίας.

Το θερμίστορ κρίσιμης θερμοκρασίας-CTR (Criti Cal Temperature Resistor) έχει χαρακτηριστικά αρνητικής μετάλλαξης αντίστασης. Σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, η τιμή αντίστασης μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία και έχει μεγάλο αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας. Το συστατικό υλικό είναι ένα μικτό συντηγμένο σώμα οξειδίων στοιχείων όπως το βανάδιο, το βάριο, το στρόντιο και ο φώσφορος. Είναι ημι-γυάλινος ημιαγωγός, γι' αυτό ονομάζεται και γυάλινο θερμίστορ. Το CTR χρησιμοποιείται συχνά για συναγερμούς ελέγχου θερμοκρασίας και άλλες εφαρμογές.

Η διαφορά μεταξύ θερμίστορ PTC και θερμίστορ NTC:

Τα θερμίστορ PTC κατασκευάζονται συνήθως από πλατίνα, οξείδιο, πολυμερές και άλλα υλικά. Χαρακτηριστικά:

1. Χαρακτηριστικά αντίστασης: Αυτά τα υλικά υφίστανται αλλαγές φάσης μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας (θερμοκρασία Curie), με αποτέλεσμα μια απότομη αλλαγή στην τιμή αντίστασης.

2. Προστασία από υπερένταση και υπερθέρμανση: Έχει τα χαρακτηριστικά θετικού συντελεστή θερμοκρασίας, δηλαδή η αντίστασή του αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει στο υλικό PTC να περιορίζει τη ροή του ρεύματος και να παίζει προστατευτικό ρόλο όταν η θερμοκρασία αυξάνεται σε ένα ορισμένο επίπεδο.

3. Αυτο-ανάκτηση: Όταν ψύχεται κάτω από μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, η αντίσταση θα επανέλθει σε χαμηλότερο επίπεδο, επιτρέποντάς της να χρησιμοποιηθεί πολλές φορές.

4. Υψηλό ρεύμα λειτουργίας: Το μέγιστο ρεύμα λειτουργίας μπορεί να φτάσει δεκάδες αμπέρ.

Τα υλικά των θερμίστορ NTC περιλαμβάνουν κυρίως δύο ή περισσότερα οξείδια μετάλλων όπως μαγγάνιο, χαλκό, πυρίτιο, κοβάλτιο, σίδηρο, νικέλιο και ψευδάργυρο. Χαρακτηριστικά:

1. Ευαισθησία σε υψηλή θερμοκρασία: Η ειδική αντίσταση και οι σταθερές υλικού αυτών των υλικών ποικίλλουν ανάλογα με την αναλογία σύνθεσής τους, την ατμόσφαιρα πυροσυσσωμάτωσης, τη θερμοκρασία πυροσυσσωμάτωσης και τη δομική κατάσταση. Αυτό το υλικό έχει υψηλή ευαισθησία και σταθερότητα και η τιμή αντίστασής του αλλάζει πιο συνεχώς με τη θερμοκρασία.

2. Καλή σταθερότητα: το εύρος της αλλαγής της τιμής αντίστασης είναι σχετικά μικρό και η τάση αλλαγής είναι σχετικά σταθερή. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να διατηρήσει πιο ακριβή απόδοση για μεγάλες περιόδους χρήσης.

3. Γρήγορη θερμική απόκριση: Έχει γρήγορη ταχύτητα θερμικής απόκρισης και μπορεί να αντιληφθεί τις αλλαγές θερμοκρασίας σε σύντομο χρονικό διάστημα και να τις αντανακλά γρήγορα στην τιμή αντίστασης.

Τα θερμίστορ NTC χρησιμοποιούνται κυρίως σε τύπο ισχύος και τύπο μέτρησης θερμοκρασίας.

Η τιμή αντίστασης του θερμίστορ τύπου ισχύος NTC σε κανονική θερμοκρασία και το φαινόμενο θερμικής καθυστέρησης που προκαλείται από τη θερμική αδράνεια μπορούν να καταστέλλουν αποτελεσματικά το ρεύμα αιχμής (έως δεκάδες δεκάδες) στο κύκλωμα ισχύος (ειδικά το κύκλωμα φίλτρου μεγάλης χωρητικότητας υψηλής τάσης) κατά την εκκίνηση. φορές ή και εκατό φορές το κανονικό ρεύμα λειτουργίας) και αφού ολοκληρώσετε τη λειτουργία καταστολής του ρεύματος υπέρτασης, λόγω της επίδρασης αυτοθέρμανσης του ρεύματος που διέρχεται από αυτό (συμπεριλαμβανομένου του ρεύματος υπέρτασης και του κανονικού ρεύματος λειτουργίας του κυκλώματος) , η θερμοκρασία της αντίστασης αυξάνεται και ο τύπος ισχύος NTC Η τιμή αντίστασης του θερμίστορ θα πέσει σε πολύ μικρό επίπεδο, η προκύπτουσα πτώση τάσης θα καταναλώσει πολύ λίγη ισχύ και δεν θα επηρεάσει το κανονικό ρεύμα λειτουργίας. Τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν τη σειρά MF72.

Το θερμίστορ NTC μέτρησης θερμοκρασίας είναι ένας από τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους αισθητήρες θερμοκρασίας, επειδή η σχέση μεταξύ της αντίστασης και της θερμοκρασίας του είναι περίπου σύμφωνη με το νόμο μιας εκθετικής συνάρτησης και μπορεί να δημιουργήσει μια χαρακτηριστική καμπύλη αντίστασης-θερμοκρασίας. Άλλοι αισθητήρες θερμοκρασίας περιλαμβάνουν ανιχνευτές θερμοκρασίας αντίστασης RTD, αισθητήρες θερμοστοιχείου, αισθητήρες υπερύθρων, ενσωματωμένους ψηφιακούς/αναλογικούς αισθητήρες θερμοκρασίας IC κ.λπ.