Для начинающих радиолюбителей этот тип радиодеталей практически не знаком. Хотя они появились еще 1930-х годах, благодаря ученому Самуэлю Рубену. Так что такое терморезистор? Если коротко, то это этот элемент, по сути, одна из разновидностей резистора. Другие названия: термистор, термосопротивление.
Какая его конструкция, какие задачи он выполняет и как он устроен — об этом в этой статье.
Назначение
Если есть в названии этой радиодетали термин «термо» логично предположить, что его назначение необходимо в тех сферах электроники, которые зависимы от температурных режимов:
- технологические процессы;
- установки для передачи информации;
- в высокоточном оборудовании.
Это основные области применения, где очень нужны такие детали.
Наибольшее применение типовых терморезисторов нашлось для лимитирования пусковых токов, при запуске различного оборудования.
Как один из примеров можно привести процесс при запуске разного рода аппаратов. Когда подается напряжение к блоку питания, конденсатор моментально начинает набирать емкость, что ведет за собой повышению токовых нагрузок. Если этот процесс не контролировать, возрастает риск повреждения диодного моста.
Терморезистор в блоке питания компьютера
Термисторы из-за своей доступности чаще находят свое использование для таких бытовых устройств, как блок питания (БП). Он защищает электрическую цепь в случае резкого нагрева, контролируя температуру до безопасного уровня.
Как блоки питания, так и выпрямители, у которых есть конденсаторные фильтры, обладают существенным недостатком. При включении устройства конденсатору требуется незначительный промежуток времени на его зарядку. Этого времени хватает на кратковременный бросок тока, превышающий рабочие параметры БП в несколько раз.
Естественно, любое превышение токовых нагрузок нежелательно для электронных схем.
Одно из решений этой проблемы — когда в электронную цепь входит среднетемпературный NTC -терморезистор.
Приведенная выше схема актуальна для БП мощностью не выше 800 Вт.
В режиме ожидания (при выключенном питании) терморезисторы с естественной температурой, которая есть в помещении.
Когда БП включается, всплеск тока гасится сопротивлением NTC-термистора. В дальнейшем эта деталь нагреется и выйдет на рабочий режим, который не влияет на работу схемы питания.
Как такие полупроводники работают
Производители таких деталей допускают их максимальную чувствительность к перемене в температурном режиме. При нагреве число активно заряженных частиц возрастает. От количества таких частиц зависит проводимость элемента.
Важно понимать, что аналогичный полупроводниковый элемент работает по типу подчиненности к температурным режимам металла в составе компонента. В них применяются элементы с содержанием:
- марганца;
- медных примесей;
- никеля и его сплавов;
- силикатов;
- оксидов и другого.
Но надо учитывать принцип действия терморезистора. От этого будет зависеть, как он будет работать — на повышение или понижение сопротивления, когда меняется рабочая температура элемента.
Терморезисторы разделяются на такие основные разновидности как — NTC или PTC.
NTC
Изделия такого типа обладают отрицательными ТКХ. Их отличие в том, что внутреннее сопротивление термистора способно уменьшаться при увеличении t0, и наоборот. Если температурная нагрузка t0 уменьшается, то сопротивление R увеличивается.
Такие характеристики важны в тех случаях, когда необходимо ограничить пусковой ток при:
- запуске электродвигателя;
- защите Li-ионных аккумуляторных батарей.
Также термистор нужен в блоке питания для понижения зарядных токов.
Терморезисторы NTC-типа находят применение и в автомобильной промышленности, как датчик для автоматического управления системой климат-контроль. Или как датчик контроля перегрева двигателя. Если допустимо безопасный режим превышается, уходит управляющая команда на реле управления и двигатель автоматически глушится.
Элементы NTC-типа — могут быть применены в системах пожаротушения, как датчик пожара, который обнаруживает быстрый рост температуры и включающий пожарную сигнализацию.
На этих миниустройствах может быть нанесена буквенная маркировка или цветовая в виде полосок или колец. Вид рисунка зависит от того где сделан компонент, его типа и ряда других параметров.
Для примера расшифруем маркировку 4D-21.
4D — показывает, что его номинал рассчитан для температур до 24 градусов Цельсия. Цифра 21 — диаметр элемента.
Чтобы правильно подобрать этот элемент существуют специальные таблицы, с рассчитанными параметрами работы. Например, такая как для термисторов SCN-серии:
Аналогичные таблицы помогают выбрать элемент в нужном рабочем диапазоне под свои задачи.
PTC
Существуют и PTC — термисторы, у которых ТКС положительный.
О чем это говорит?
При нагреве детали ее внутренне сопротивление растёт. Такие изделия часто можно было встретить в старых цветных телевизионных приемниках с кинескопами.
На сегодняшний день можно выделить два типа деталек РТС — с двумя или тремя выводами.
У изделий с тремя контактами основное отличие в том, что у них два позитрона в виде «таблеток», заключенных в один корпус.
Внешне эти два элемента выглядят практически идентично. Но это обманчивое впечатление.
Они отличаются как размером, так и сопротивлением.
В первом случае рабочий диапазон от 1.4 до 3.7 кОм, а во втором варианте — 17–25 Ом.
Двухвыводные детали чаще всего производятся с добавлением кремния (Si). Выглядят как небольшая таблетка с парой выводов.
РТС элементы чаще всего употребляются для защиты от перегрузок силового оборудования и его перегрева. И для поддержания корректной температуры в безопасно устойчивых диапазонах.
Сфера применения
Более дорогой элемент защиты применяется в сложных производственных процессах, как своего рода предохранитель. К примеру, их могут вмонтировать на исполнительное реле, которое при нагреве этой радиодетали отключает всю электрическую цепь.
Также они нужны для:
- Защиты электродвигателей. Если заклинит ротор, обмотка будет защищена от перегорания. Датчиком и предохранителем здесь выступает позистор, который подключается к управляющему приборчику, со своим исполняющим реле и со своим пускателем. При опасной ситуации, когда возрастает сопротивление, уходит сигнал на необходимый элемент и уже оттуда проходит исполнительная команда на моментальное отключение мотора.
- Для предохранения обмоток трансформаторов от значительных перегрузочных значений и последующего перегрева. Здесь позистору место в электрических цепях первичной обмотки.
- Защиты нагревательного узла в клеющих пистолетах.
- Как вспомогательный узел для подогрева двигателя перед запуском.
Классификация по уровням температур:
- низкотемпературные (менее 175 К);
- среднетемпературные (175–515 К);
- высокотемпературные (свыше 515 К);
- отдельный тип: 900…1300° К.
Разновидности
Перечислим основные виды типовых терморезисторов:
- Термистор — принцип работы, которого — растёт проводимость/сопротивление снижается, с увеличением температуры.
- Терморезистор прямого подогрева — как температура, так и сопротивление здесь в прямой зависимости от температуры воздуха — сопротивление с температурой растёт.
- Терморезистор косвенного подогрева — где используется для разогрева специальный вмонтированный нагреватель.
- Болометр — особо чутко реагируют на тепловые нагрузки, которые содержат в себе активный и компенсационный элемент.
Основные характеристики
Применяя такие электронные элементы и чтобы знать, что такое терморезистор, надо понимать и учитывать такие характеристики как:
- Вольтамперные данные. У терморезисторов и термисторов графики разные, как и их свойства.
- Температурные данные. На графиках отображается насколько зависит сопротивление полупроводника от температуры.
- Данные по подогреву. Кривая на графике показывает, насколько характеристики терморезисторов зависят от подаваемой на него мощности.
Преимущества
Основные достоинства этих электронных деталей:
- вибропрочность;
- малые размеры;
- обладают незначительной инерционностью;
- невысокая ценовая категория.
- могут быть использованы в отрицательных температурах до минус 100 °С.
Как проверить
Перед тем как проверить термистор необходимо подготовиться:
- Нужен будет ампервольтметр или обычный цифровой мультиметр.
- Для нагрева этой детали подойдет и паяльник.
Дальше все просто. Принцип проверки общий. Для всех элементов такого типа. Щупы прибора подсоединяем к нашей детали и измеряем сопротивление, но:
- перед тем как проверить мультиметром, переключаем его в режим измерения сопротивления;
- клеммы прибора своими руками прикладываем к выводам из термистора (какая полярность тут роли не играет);
- проводим замеры на исправность и запоминаем результат. Но тут есть небольшой нюанс. В обычном состоянии этот элемент обладает номинальным сопротивлением. И лишь при нагревании его сопротивление изменяется;
- теперь подносим к радиодетали разогретый паяльник и смотрим на показания прибора;
- в зависимости от типа детальки (PTC или NTC) сопротивление должно меняться — или увеличиваться или уменьшаться.
Для наглядности, как происходит процесс проверки на работоспособность, посмотрим на картинку снизу.
Здесь хорошо видно как при нагревании паяльником сопротивление радиоэлемента уменьшается от значения в 5.1 Ом до величины в 2.7 Ом. Очевидно, что этот элемент работает.
Если все у вас произошло, как написано выше — ваша радиодеталь исправна.
Если вы видите, что сопротивление терморезистора меняется не плавно или вообще ничего не меняется, (чего быть недолжно) этот элемент неисправен.
Важно! Вышеописанный способ довольно грубый. Правильно будет если при испытании замерять и сопротивление элемента, и температуру нагрева.
Схематичное отображение
Схематичное отображение имеет тоже свои особенности.
Отображаться терморезистор на принципиальной схеме может по-разному.
В Европе он отображается как обычное сопротивление, но по диагонали с «полочкой» рядом с которой стоит бука t.
Также могут быть буквенные обозначения:
Но терморезистор имеет другое обозначение на схеме в США или Японии:
SMD-тип
Присутствуют в электронном мире также еще типы таких терморезисторов, как:
SMD — детали. Обладают главной особенностью — своим типом установки (внешним креплением) откуда его сложно выпаять.
Формы
Эти детальки могут быть в разнообразном исполнении, к примеру, как:
- плоской пластины;
- дисков разной формы;
- стержневидные;
- шайбочки;
- трубочки;
- бусиночки;
- цилиндров.
Самые миниатюрные — в виде бусинок размером менее 1 миллиметра. Не смотря на это, параметры довольно стабильные. Но есть и недостаток — не взаимозаменяемость в электрических схемах.
Загрузка...
