Как использовать обломок НТК Тхэрмситорс приборов предохранения от температуры

Термисторы NTC - это теплочувствительные элементы резистора, значения сопротивления которых быстро уменьшаются с повышением температуры.они используются в качестве устройств защиты от температуры для защиты цепей от перегрева, а также датчиков температурыAOLITTEL предлагает различные размеры термисторов SMD NTC, используя накопленные материальные технологии и многослойную технологию обработки.В данной статье описываются применения устройств защиты температуры для обнаружения температуры и компенсации температуры.

Преимущества термисторов SMD NTC

Термисторы NTC - это температурно-чувствительные элементы резистора, использующие полупроводниковую керамику с отрицательными температурными коэффициентами (NTC).Это значит, что сопротивление уменьшается экспоненциально с ростом температуры.Чем круче кривая RT, тем больше изменение сопротивления в пределах определенного температурного диапазона.они часто используются в качестве датчиков температуры и также используются в качестве устройств защиты от температуры для таких целей, как измерение температуры и компенсация температуры..

Temperature compensation is the ability of a circuit to react to changing temperatures and initiate corrective actions in order to ensure stable operation (controlling) and protect against over- or under-temperatureНапример, работа электронной схемы с использованием транзистора или кристаллического резонатора становится тонко нестабильной с изменениями температуры.Термисторы NTC особенно подходят для компенсации нежелательной реакции цепи на изменения температурыДва примера - стабилизация рабочей точки силовой электроники и контроль яркости ЖК-дисплеев.

Термисторы NTC доступны во многих различных конструкциях, включая дисковые, стеклянные диоды, смоловые и SMD.Термисторы SMD NTC, основанные на многослойной технологии, являются первым выбором, когда требуется защита от температуры на ПХБ-картеНиже приведены применения термисторов SMD NTC в качестве устройств защиты температуры для таких целей, как обнаружение температуры и компенсация температуры.
* Термисторы NTC, упомянутые в тексте и диаграммах, являются термисторами SMD NTC. Кроме того, схемы цепей упрощены.

Образец заявки: обнаружение температуры и компенсация температуры для смартфонов и планшетов

Многие термисторы NTC используются в смартфонах и планшетах для обнаружения температуры и компенсации температуры.

Рисунок 1: Основные приложения термисторов NTC для обнаружения температуры и компенсации температуры в смартфонах и планшетах

Основная схема - это схема разделения напряжения с термистором NTC и фиксированным резистором, подключенными в серии. The resistance value of an NTC thermistor placed near a heat generating part such as a CPU or a power module decreases with rise of temperature and changes the output voltage of the voltage-dividing circuit.
Это изменение отправляется в микроконтроллер для инициирования действий компенсации температуры и защиты компонентов цепи от перегрева.

Рисунок 2: Основные схемы для обнаружения температуры и компенсации температуры

Образец заявки: обнаружение температуры для аккумуляторных батарей мобильных устройств

Все перезаряжаемые батареи и, в частности, литий-ионные батареи должны контролироваться и защищаться интеллектуальными схемами зарядки,Поскольку устройство мобильной связи, получающее энергию от батарей, должно работать в различных условиях., включая работу при низких и высоких температурах.
В качестве предпочтительных устройств обнаружения температуры термисторы NTC используются в защитных схемах.в зависимости от системы аккумуляторовОсобенно для быстрой зарядки необходимо измерять температуру окружающей среды, так как не все батареи позволяют заряжать в диапазоне горячей и холодной температуры.Обычно температура зарядки от 0 °C до 45 °C для медленной зарядки, и 5 °C, 10 °C до 45 °C для быстрой зарядки рекомендуются производителями аккумуляторных батарей в зависимости от химической структуры аккумулятора.
Термистор NTC является частью интеллектуального блока управления зарядкой (см. схему ниже), который гарантирует, что температура окружающей среды находится в диапазоне, позволяющем быстрое зарядку. During charging the NTC thermistor repeatedly measures the temperature all 5 to 10 seconds and can detect a rise in the battery cell's temperature at the end of the charging cycle or caused by abnormal charging conditions.
Во время разряда термисторы NTC также выполняют температурную компенсацию для измерения напряжения, что помогает измерить оставшийся заряд в аккумуляторе.

Рисунок 3: обнаружение температуры для аккумуляторных батарей мобильных устройств

Образец применения: обнаружение температуры для микроконтроллеров

Микроконтроллеры смартфонов и других устройств должны быть защищены от перегрева, чтобы обеспечить их надежную работу.На диаграмме ниже показана схема защиты температуры микроконтроллера, которая использует схему разделения напряжения, состоящую из комбинации термистора NTC и фиксированных резисторов RSПри перетоке течет температура термистора NTC, а его сопротивление уменьшается, тем самым подавляя напряжение привода микроконтроллера.Для достижения эффективной защиты от температуры небольшие термисторы SMD NTC и резисторы устанавливаются либо на плату, либо на теплогенерирующую часть..

Рисунок 4: Определение температуры для микроконтроллеров

Образец заявки: обнаружение температуры для светодиодных систем освещения

Во многих портативных электронных решениях светоизлучающие диоды (LED) широко используются в общем освещении и автомобильном освещении, где высокая яркость становится все более популярной.Решение - светодиоды высокой яркости (HBLED)В результате, одной из проблем является управление тепловой энергией.В общем, высококачественные светодиоды являются надежными устройствами, которые могут работать более 100 000 часов при правильном обращении.высокие температуры могут значительно сократить их продолжительность жизни и негативно повлиять на их яркостьЧтобы гарантировать максимальный срок службы, производители светодиодов обычно рекомендуют начинать снижение тока при температуре от 50 до 80 °C.При отсутствии контроля температуры конструктор должен обеспечить, чтобы температура никогда не превышала рекомендуемый порог понижения температуры светодиода., или ограничить ток резистором до 57% от максимальной номинальной, что жертвует полной яркостью светодиода.Это делает термисторы NTC предпочтительным выбором для измерения температуры и управления освещением из-за их привлекательного соотношения цена / производительностьОни позволяют использовать светодиоды в полной рабочей способности в течение определенного срока службы, что означает более высокий ток при более низкой температуре окружающей среды и адаптированный более низкий ток при повышении температуры.Это не только увеличивает срок службы светодиодов.Для наилучшей производительности термистор с НТК-чувствием должен быть расположен вблизи светодиодов или в точки доступа к панели светодиодов.
Различные топологии могут использоваться на основе конкретных драйверов IC LED.Термистор NTC может работать в сети резисторов, где напряжение датчика может косвенно контролировать ток светодиода, влияя на соотношение модуляции ширины импульса (PWM). Другой вариант показан на диаграмме ниже. Здесь термистор NTC используется в ветви светодиодного токового сенсора для воздействия на сигнал обратной связи при более высоких температурах.В этой конфигурации NTC должен быть подключен к источнику постоянного напряжения, например, эталонное выходное напряжение, предоставляемое водителем.

Рисунок 5: Определение температуры для светодиодных систем освещения

Образец заявки: обнаружение температуры для HDD

Жесткий диск, используемый в качестве устройства для хранения ПК и других интеллектуальных электронных устройств, является теплочувствительным устройством, а высокая температура увеличивает вероятность ошибок и сбоев.По этой причине, датчик температуры определяет его температуру, и когда температура превышает определенный порог, вентилятор включается для охлаждения устройства. The accuracy of a relatively simple temperature detection circuit consisting of an NTC thermistor and fixed resistors is fully sufficient for the protection of an HDD and much more cost-efficient than a circuit using a temperature sensor ICДиаграмма ниже показывает замену температурного датчика IC термистором NTC.

Рисунок 6: Определение температуры для твердотельных дисков

Пример применения: обнаружение температуры для операций записи головы HDD

Запись данных на твердом диске - это магнитная запись в магнитном слое пластины (магнитный диск) с использованием магнита, генерируемого катушкой в записывающей головке.Чрезмерное письмо может привести к перегреву головы и негативно повлиять на элементы головыПо этой причине для управления током, протекающим через головку, используется схема обнаружения температуры с термистором NTC, как показано на диаграмме ниже.

Рисунок 7: Определение температуры для операций записи головы HDD

Образец заявки: Контроль температуры для тепловых принтеров

Тепловые принтеры, предназначенные для печати на тепловой бумаге, используются в качестве принтеров квитанций кассовых аппаратов POS и принтеров штрих-кодов или этикеток.Температура тепловой головки коррелирует как насыщенность и толщину печатаемых символов: Чем выше температура, тем темнее и толще они.Для поддержания постоянного качества печати напряжение контролируется путем изменения ширины импульса тока, подаваемого на тепловую головкуДиаграмма ниже показывает пример блока цепи для обнаружения температуры с использованием термистора NTC.

Рисунок 8: Контроль температуры для тепловых принтеров

Образец заявки: Компенсация температуры для ЖК-дисплеев

Контраст ЖК-дисплеев, используемых в смартфонах, планшетах и других компактных устройствах, зависит от температуры и изменяется в зависимости от температуры окружающей среды.необходимо регулировать напряжение привода в соответствии с температурой окружающей средыДиаграмма ниже показывает типичную схему компенсации температуры, использующую комбинацию термисторов NTC и фиксированных резисторов.

Рисунок 9: Компенсация температуры для ЖК-дисплеев

Образец заявки: Компенсация температуры для кристаллических осцилляторов

Кристаллический осциллятор с использованием кристаллического резонатора используется в электронных устройствах, таких как ПК, для генерации эталонной частоты (часовой эталонный сигнал).температурное свойство кристаллического резонатора рисует кубическую кривую с точкой наклона при стандартной температуре (25 °C в большинстве случаев), и колеблющееся отклонение частоты (вертикальная ось), которое во многом зависит от температуры. The oscillating frequency deviation is reduced by inserting compensation circuits whose temperature properties are the opposite to the crystal resonator into each of the low temperature area and the high temperature areaТакие аналоговые компенсационные схемы используют термистор NTC, конденсатор и резистор.Кристаллический осциллятор с внутренней температурной компенсационной схемой называется TCXO (температурно-компенсированный кристаллический осциллятор).

Рисунок 10: Компенсация температуры для кристаллических осцилляторов

Образец заявки: Компенсация температуры для полупроводниковых датчиков давления

Многие MEMS пиезорезистивные полупроводниковые датчики давления используются во многих бытовых приборах, автоматизированных производственных линиях на фабриках, автомобильных приложениях и других. Such pressure sensors consist of a silicon substrate etched to create a thin hollow pressure-sensitive diaphragm with four piezoresistive parts (strain gauges) that are connected to pressure-sensitive bridgesКогда диафрагма подвергается давлению со стороны среды, возникает разница в сопротивлении между элементами датчика,который затем генерирует электрический сигнал с обоих концов мостовой цепи.
Пиезорезистивные полупроводниковые датчики давления имеют небольшие размеры и высокую чувствительность, но поскольку чувствительность элементов датчика зависит от температуры, необходима компенсационная схема.Диаграмма ниже показывает компенсационную схему с комбинацией термистора NTC и фиксированных резисторов.Компенсация температуры осуществляется путем управления напряжением, применяемым к датчику давления через температурно-зависимое сопротивление термистора NTCРазличные виды других компенсационных цепей также были разработаны.

Рисунок 11: Компенсация температуры для полупроводниковых датчиков давления

Образец заявки: Термозащита полупроводников

Полупроводники должны быть защищены от чрезмерной температуры во время работы.На подложке внутри силового модуля размещается термистор NTC для мониторинга температуры теплоотвода, на который установлен модуль (диаграмма)Терминалы термистора NTC подключаются к сравнителю контроллера.контроллер будет уменьшать мощность через все полупроводники, чтобы снизить температуру внутри упаковки.
Особенно, когда широкополосные полупроводники (GaN или SiC) используются в силовых модулях, это приводит к более высоким температурам работы по сравнению со стандартным кремниевым,и могут потребоваться различные методы монтажа компонентовВ то время как сварка или склеивание было адекватным для стандартного кремния,более высокие рабочие температуры в настоящее время в основном требуют процессов спекания для прикрепления компонентов к DCB (прямое соединение с медью) и соединения с связями, с золотой, серебряной или алюминиевой проволокой, используемой для осуществления взаимосвязи.

Рисунок 12: термисторы SMD NTC, установленные на подложке внутри силового модуля