Qu'est-ce qu'une thermistance. Utilisation de thermistances pour limiter les courants d'appel dans les alimentations. Utilisation de la thermistance comme capteur actif

Le développement de l'électronique prend de l'ampleur chaque année. Mais, malgré les nouvelles inventions, dans circuits électriques ah, les appareils conçus au début du 20e siècle fonctionnent de manière fiable. Un tel dispositif est la thermistance. La forme et le but de cet élément sont si divers que seuls les travailleurs expérimentés dans le domaine de l'électrotechnique peuvent le trouver rapidement dans le circuit. Pour comprendre ce qu'est une thermistance, on ne peut que connaître la structure et les propriétés des conducteurs, des diélectriques et des semi-conducteurs.

Descriptif de l'appareil

Les capteurs de température sont largement utilisés dans l'électrotechnique. Presque tous les mécanismes utilisent des microcircuits analogiques et numériques de thermomètres, thermocouples, capteurs résistifs et thermistances. Le préfixe dans le nom de l'appareil indique que la thermistance est un appareil qui dépend de l'influence de la température. La quantité de chaleur dans l'environnement est le principal indicateur de son travail. En raison du chauffage ou du refroidissement, les paramètres de l'élément changent, un signal apparaît qui est disponible pour la transmission aux mécanismes de contrôle ou de mesure.

La thermistance est un appareil électronique dans lequel les valeurs de température et de résistance sont inversement liées.

Il y a un autre nom pour ça - thermistance. Mais ce n'est pas tout à fait exact, car en fait la thermistance est l'un des sous-types de thermistance. Un changement de chaleur peut affecter la résistance d'un élément résistif de deux manières : soit en l'augmentant, soit en la diminuant.

Par conséquent, selon le coefficient de température, les résistances thermiques sont divisées en PTC (positif) et NTC (négatif). RTS - les résistances sont appelées posistors et NTC - thermistances.

La différence entre les appareils RTS et NTC est le changement de leurs propriétés lorsqu'ils sont exposés aux conditions climatiques. La résistance des posistors est directement proportionnelle à la quantité de chaleur dans l'environnement. Lorsque les appareils NTC sont chauffés, sa valeur diminue.

Ainsi, une augmentation de la température du posistor entraînera une augmentation de sa résistance et, pour une thermistance, une baisse.

Type de thermistance électrique schémas de circuit ressemble à une simple résistance. Une caractéristique distinctive est une ligne droite à un angle qui traverse l'élément. Montrant ainsi que la résistance n'est pas constante, mais peut varier en fonction de l'augmentation ou de la diminution de la température dans l'environnement.

La substance principale pour créer des posistors - titanate de baryum. La technologie de fabrication des dispositifs NTC est plus complexe en raison du mélange de diverses substances : semi-conducteurs avec impuretés et oxydes de métaux de transition vitreux.

Classement thermistance

Les dimensions et la conception des thermistances sont différentes et dépendent de leur domaine d'application.

La forme des thermistances peut ressembler à :

Les plus petites thermistances sous forme de perles. Leurs dimensions sont inférieures à 1 millimètre, et les caractéristiques des éléments sont stables. L'inconvénient est l'impossibilité de substitution mutuelle dans les circuits électriques.

Classement des thermistances par le nombre de degrés en Kelvin :

• super haute température - de 900 à 1300;
• haute température - de 570 à 899;
• température moyenne - de 170 à 510;
• basse température - jusqu'à 170.

Bien que le chauffage maximal soit acceptable pour les thermoéléments, il affecte leur travail en détériorant la qualité et l'apparition d'une erreur importante dans les indicateurs.

Spécifications et principe de fonctionnement

Le choix de la thermistance pour le mécanisme de contrôle ou de mesure est effectué en fonction du passeport nominal ou des données de référence. Le principe de fonctionnement, les principales caractéristiques et paramètres des thermistances et des posistors sont similaires. Mais certaines différences existent encore.

RTS - les éléments sont évalués par trois indicateurs de définition : caractéristiques de température et de tension statique - ampère, coefficient de résistance thermique (TCR).

La thermistance a une liste plus large.

En plus des paramètres similaires à un posistor, les indicateurs sont les suivants :

• résistance nominale ;
• coefficients de diffusion, sensibilité énergétique et température ;
• la constante de temps;
• température et puissance au maximum.

Parmi ces indicateurs, les principaux qui affectent le choix et l'évaluation de la thermistance sont :

• résistance nominale ;
• coefficient de résistance thermique ;
• puissance de dissipation ;
• plage de température de fonctionnement.

La résistance nominale est déterminée à une température spécifique (le plus souvent vingt degrés Celsius). Sa valeur pour les thermistances modernes varie de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de milliers d'ohms.

Une certaine erreur dans la valeur de la résistance nominale est tolérée. Il ne peut pas dépasser 20% et doit être indiqué dans les données de passeport de l'appareil.

Le TCR dépend de la chaleur. Il définit la quantité de changement de résistance lorsque la température fluctue d'une division. L'indice dans sa désignation indique le nombre de degrés Celsius ou Kelvin au moment de la mesure.

Le dégagement de chaleur sur la pièce apparaît du fait du passage du courant qui la traverse lorsqu'elle est reliée à un circuit électrique. Puissance de dissipation - la valeur à laquelle l'élément résistif est chauffé de 20 degrés Celsius à la température maximale autorisée.

L'intervalle de température de fonctionnement indique sa valeur à laquelle l'appareil fonctionne pendant une longue période sans erreurs ni dommages.

Le principe de fonctionnement des résistances thermiques repose sur l'évolution de leur résistance sous l'effet de la chaleur.

Cela se produit pour plusieurs raisons :

• due à la transformation de phase ;
• les ions à valence non constante échangent des électrons plus vigoureusement;
• la concentration de particules chargées dans un semi-conducteur est distribuée de manière différente.

Les thermistances sont utilisées dans des dispositifs complexes utilisés dans l'industrie, l'agriculture, les circuits électroniques automobiles. Et également trouvé dans les appareils qui entourent une personne dans la vie quotidienne - machines à laver, lave-vaisselle, réfrigérateurs et autres équipements avec contrôle de la température.

La thermistance est un élément sensible à la température en matériau semi-conducteur. Il se comporte comme une résistance sensible à la température. Le terme "thermistance" est l'abréviation de résistance sensible à la température. Un matériau semi-conducteur est un matériau conducteur électricité mieux qu'un diélectrique, mais pas aussi bon qu'un conducteur.

Comment fonctionne la thermistance

Comme les thermomètres à résistance, les thermistances utilisent les variations de résistance comme base de mesure. Cependant, la résistance d'une thermistance est inversement proportionnelle aux changements de température, pas directement proportionnelle. Lorsque la température autour de la thermistance augmente, sa résistance diminue et lorsque la température diminue, sa résistance augmente.

Bien que les thermistances donnent les mêmes lectures précises que les thermomètres à résistance, cependant, les thermistances sont plus souvent conçues pour mesurer sur une plage plus étroite. Par exemple, un thermomètre à résistance pourrait mesurer de -32 °F à 600 °F, tandis qu'une thermistance mesurerait de -10 °F à 200 °F. La plage de mesure d'une thermistance particulière dépend de la taille et du type de matériau semi-conducteur qu'elle utilise.

Comme les thermomètres, les thermistances réagissent aux changements de température avec un changement proportionnel de résistance, qui sont souvent utilisés dans les circuits en pont.

Dans ce circuit, le changement de température et la relation inverse entre la température et la résistance de la thermistance détermineront la direction du flux de courant. Sinon, le circuit fonctionnera de la même manière que dans le cas d'un thermomètre à résistance. Lorsque la température de la thermistance change, sa résistance change et le pont devient déséquilibré. Maintenant, un courant traversera l'appareil, qui peut être mesuré. Le courant mesuré peut être converti en unités de température à l'aide d'une table de conversion ou en calibrant l'échelle en conséquence.

Thermistances NTC et PTC

À l'heure actuelle, l'industrie produit une vaste gamme de thermistances, de posistors et de thermistances NTC. Chaque modèle séparé ou une série est conçue pour fonctionner dans certaines conditions, certaines exigences leur sont imposées.

Par conséquent, la simple liste des paramètres des posistors et des thermistances NTC sera de peu d'utilité. Nous allons suivre un chemin légèrement différent.

Chaque fois que vous mettez la main sur une thermistance avec des marquages ​​faciles à lire, vous devez trouver une fiche de référence ou une fiche technique sur ce modèle thermistance.

Qui ne sait pas ce qu'est une fiche technique, je vous conseille de regarder cette page. En un mot, la fiche technique contient des informations sur tous les principaux paramètres de ce composant. Ce document répertorie tout ce que vous devez savoir pour appliquer un Composant élèctronique.

J'ai cette thermistance. Jetez un oeil à la photo. Au début, je ne savais rien de lui. Les informations étaient minimes. À en juger par le marquage, il s'agit d'une thermistance PTC, c'est-à-dire d'un posistor. Dessus et il est écrit - PTC. Voici le marquage C975.

Au début, il peut sembler peu probable qu'il soit possible de trouver au moins quelques informations sur ce posistor. Mais ne pendez pas votre nez ! Nous ouvrons le navigateur, nous conduisons dans Google une phrase comme celles-ci : "posistor c975", "ptc c975", "ptc c975 datasheet", "ptc c975 datasheet", "posistor c975 datasheet". Ensuite, il ne reste plus qu'à trouver la fiche technique de ce posistor. En règle générale, les fiches techniques sont publiées sous forme de fichier pdf.

À partir de la fiche technique trouvée sur CTP C975 J'ai découvert ce qui suit. Il est produit par EPCOS. Titre complet B59975C0160A070(Série B599*5). Cette thermistance PTC est utilisée pour limiter le courant lorsque court-circuit et les surcharges. Celles. c'est une sorte de fusible.

Je vais donner un tableau avec les principaux spécifications techniques pour la série B599 * 5, ainsi qu'un bref décodage de tout ce que représentent tous ces chiffres et lettres.

Portons maintenant notre attention sur Caractéristiques électriques un produit spécifique, dans notre cas il s'agit d'un posistor PTC C975 (marquage complet B59975C0160A070). Jetez un œil au tableau suivant.

Je R- Courant nominal (mA). Courant nominal. C'est le courant que ce posistor peut supporter pendant longtemps. Je l'appellerais aussi un courant de travail normal. Pour la thermistance C975, le courant nominal est d'un peu plus d'un demi-ampère, soit 550 mA (0,55 A).

EST- Courant de commutation (mA). Courant de commutation. Il s'agit de la quantité de courant traversant le posistor, à partir de laquelle sa résistance commence à augmenter fortement. Ainsi, si un courant de plus de 1100 mA (1,1A) commence à circuler à travers le posistor C975, il commencera à remplir sa fonction de protection, ou plutôt, il commencera à limiter le courant qui le traverse en raison d'une augmentation de la résistance. Courant de commutation ( EST) et la température de référence ( T réf) sont connectés, car le courant de commutation fait chauffer la thermistance et sa température atteint le niveau T réf, auquel la résistance de la thermistance augmente.

Je Smax - courant de commutation maximal (UN). Courant de commutation maximal. Comme vous pouvez le voir dans le tableau, pour cette valeur, la valeur de la tension aux bornes du posistor est également indiquée - V=Vmax. Ce n'est pas un hasard. Le fait est que n'importe quel posistor peut absorber une certaine quantité de puissance. S'il dépasse la valeur autorisée, il échouera.

Par conséquent, la tension est également indiquée pour le courant de commutation maximal. Dans ce cas, elle est égale à 20 volts. En multipliant 3 ampères par 20 volts, on obtient une puissance de 60 watts. C'est cette puissance que notre posistor peut absorber en limitant le courant.

Ir- courant résiduel (mA). courant résiduel. C'est le courant résiduel qui traverse le posistor, après qu'il ait fonctionné, il a commencé à limiter le courant (par exemple, lors d'une surcharge). Le courant résiduel maintient la thermistance chaude afin qu'elle soit dans un état "chaud" et agit comme un limiteur de courant jusqu'à ce que la cause de la surcharge soit supprimée. Comme vous pouvez le voir, le tableau indique la valeur de ce courant pour différentes tensions sur le posistor. Un pour maximum ( V=Vmax), un autre pour le nominal ( V=VR). Il n'est pas difficile de deviner qu'en multipliant le courant de limitation par la tension, nous obtiendrons la puissance nécessaire pour maintenir le chauffage de la thermistance à l'état déclenché. pour thermistance CTP C975 cette puissance est de 1,62 ~ 1,7 W.

Quoi R R et Rmin Le tableau suivant nous aidera à comprendre.



Rmin - Résistance minimale (Ohm). Résistance minimale. La plus petite valeur de résistance de la thermistance. La résistance minimale qui correspond à la température minimale après laquelle la plage PTC commence. Si vous étudiez en détail les graphiques pour les posistors, vous remarquerez que jusqu'à la valeur T Rmin la résistance du posistor, au contraire, diminue. C'est-à-dire un posistor à des températures inférieures T Rmin se comporte comme une "très mauvaise" thermistance NTC et sa résistance diminue (légèrement) lorsque la température augmente.

R R - Résistance nominale (Ohm). Résistance nominale. Il s'agit de la résistance du posistor à une température préalablement convenue. Habituellement ceci 25°С(moins souvent 20°C). En termes simples, il s'agit de la résistance d'une thermistance à température ambiante, que nous pouvons facilement mesurer avec n'importe quel multimètre.

Approbations - en traduction littérale, c'est l'approbation. C'est-à-dire qu'il est agréé par tel ou tel organisme qui s'occupe du contrôle qualité, etc. Il n'est pas particulièrement intéressé.

Le code de commande - numéro de série. Ici, je pense que c'est clair. Étiquetage complet du produit. Dans notre cas, il s'agit de B59975C0160A070.

De la fiche technique du posistor PTC C975, j'ai appris qu'il peut être utilisé comme fusible réarmable. Par exemple, dans un appareil électronique qui ne consomme pas plus de 0,5 A de courant à une tension d'alimentation de 12 V en mode de fonctionnement.

Parlons maintenant des paramètres des thermistances NTC. Permettez-moi de vous rappeler que la thermistance NTC a un TCR négatif. Contrairement aux posistors, lorsqu'il est chauffé, la résistance d'une thermistance NTC chute fortement.

J'avais plusieurs thermistances NTC en stock. Fondamentalement, ils ont été installés dans des alimentations et toutes sortes d'unités d'alimentation. Leur but est de limiter le courant de démarrage. J'ai opté pour cette thermistance. Découvrons ses paramètres.



Sur le boîtier seul le marquage suivant est indiqué : 16D-9 F1. Après une courte recherche sur Internet, j'ai réussi à trouver une fiche technique pour toute la série de thermistances MF72 NTC. Plus précisément, notre instance est MF72-16D9. Cette série de thermistances est utilisée pour limiter le courant d'appel. Le graphique ci-dessous montre comment fonctionne une thermistance NTC.



Au moment initial où l'appareil est allumé (par exemple, une alimentation à découpage pour ordinateur portable, un adaptateur, un bloc d'alimentation d'ordinateur, Chargeur), la résistance de la thermistance NTC est grande et elle absorbe l'impulsion de courant. De plus, il se réchauffe et sa résistance diminue plusieurs fois.

Pendant que l'appareil fonctionne et consomme du courant, la thermistance est dans un état chauffé et sa résistance est faible.

Dans ce mode, la thermistance n'a pratiquement aucune résistance au courant qui la traverse. Dès que l'appareil est débranché de la source d'alimentation, la thermistance se refroidit et sa résistance augmente à nouveau.

Regardons les paramètres et les principales caractéristiques de la thermistance NTC MF72-16D9. Regardons le tableau.



R25- Résistance nominale de la thermistance à 25 °C (Ohm). Résistance thermistance à une température ambiante de 25°C. Cette résistance est facile à mesurer avec un multimètre. Pour la thermistance MF72-16D9, il s'agit de 16 ohms. En fait R25- est le même que R R(Résistance nominale) pour la thermistance.

Max. Courant d'état stable - Courant maximal de la thermistance (UN). Le courant maximal possible à travers la thermistance qu'il peut supporter pendant une longue période. Si le courant maximum est dépassé, une chute de résistance semblable à une avalanche se produira.

Environ. R de Max. courant- Résistance de la thermistance au courant maximum (Ohm). La valeur de résistance approximative d'une thermistance NTC au flux de courant maximal. Pour la thermistance NTC MF72-16D9, cette résistance est de 0,802 Ohm. C'est presque 20 fois moins que la résistance de notre thermistance à 25°C (lorsque la thermistance est "froide" et non chargée de courant circulant).

Dissiper. Coef. - Facteur de sensibilité énergétique (mW/°C). Pour que la température interne de la thermistance change de 1°C, elle doit absorber une certaine puissance. Le rapport de la puissance absorbée (en mW) au changement de température de la thermistance et montre paramètre donné. Pour notre thermistance MF72-16D9, ce paramètre est de 11 milliwatts/1°C.

Permettez-moi de vous rappeler que lorsqu'une thermistance NTC est chauffée, sa résistance chute. Pour le chauffer, le courant qui le traverse est consommé. Par conséquent, la thermistance absorbera de l'énergie. La puissance absorbée entraîne un échauffement de la thermistance, ce qui entraîne à son tour une diminution de la résistance de la thermistance NTC de 10 à 50 fois.

Constante de temps thermique - Constante de temps de refroidissement (S). Le temps nécessaire pour que la température de la thermistance déchargée change de 63,2 % de la différence de température entre la thermistance elle-même et l'environnement. En termes simples, il s'agit du temps pendant lequel la thermistance NTC a le temps de se refroidir après que le courant cesse de la traverser. Par exemple, lorsque l'alimentation est débranchée du secteur.

Max. Capacité de charge en µF - Capacité de décharge maximale . Caractéristique d'essai. Indique la capacité qui peut être déchargée vers une thermistance NTC via une résistance de terminaison dans un circuit de test sans l'endommager. La capacité est indiquée en microfarads et pour une tension spécifique (120 et 220 volts courant alternatif(VAC)).

Tolérance de R 25 - Tolérance . Tolérance de résistance thermistance à 25°C. Sinon, il s'agit d'un écart par rapport à la résistance nominale R25. Habituellement, la tolérance est de ±10 - 20 %.

Ce sont tous les paramètres principaux des thermistances. Bien sûr, il existe d'autres paramètres que l'on peut trouver dans les fiches techniques, mais ils sont généralement facilement calculables à partir des paramètres principaux.

J'espère que maintenant, lorsque vous rencontrerez un composant électronique qui ne vous est pas familier (pas nécessairement une thermistance), il vous sera facile de connaître ses principales caractéristiques, paramètres et objectif.

Une thermistance est un composant semi-conducteur avec un dépendant de la température résistance électrique. Inventé en 1930 par le scientifique Samuel Ruben, ce composant est à ce jour largement utilisé dans la technologie.

Les thermistances sont fabriquées à partir de divers matériaux, qui sont assez élevés - nettement supérieurs aux alliages métalliques et aux métaux purs, c'est-à-dire à partir de semi-conducteurs spéciaux et spécifiques.

Directement l'élément résistif principal est obtenu par métallurgie des poudres, en traitant des chalcogénures, des halogénures et des oxydes de certains métaux, en leur donnant diverses formes, par exemple, la forme de disques ou de tiges de différentes tailles, de grandes rondelles, de tubes moyens, de plaques minces, de petites perles , dont la taille varie de quelques microns à plusieurs dizaines de millimètres .

De par la nature de la corrélation entre la résistance de l'élément et sa température, diviser les thermistances en deux grands groupes - thermistances et thermistances. Les thermistances ont un TCR positif (pour cette raison, les thermistances sont également appelées thermistances PTC) et les thermistances ont un TCR négatif (elles sont donc appelées thermistances NTC).

Thermistor - une résistance dépendant de la température, constituée d'un matériau semi-conducteur à coefficient de température négatif et à haute sensibilité, un posistor -résistance dépendant de la température ayant un coefficient positif.Ainsi, avec une augmentation de la température du boîtier du posistor, sa résistance augmente également, et avec une augmentation de la température de la thermistance, sa résistance diminue en conséquence.

Les matériaux utilisés aujourd'hui pour les thermistances sont : des mélanges d'oxydes de métaux de transition polycristallins tels que le cobalt, le manganèse, le cuivre et le nickel, des composés de type IIIBV, ainsi que des semi-conducteurs dopés et vitreux tels que le silicium et le germanium, et certaines autres substances. Il convient de noter les posistors constitués de solutions solides à base de titanate de baryum.

Les thermistances en général peuvent être classées en :

Classe basse température (température de travail inférieure à 170 K);

Classe de température moyenne (température de fonctionnement de 170 K à 510 K) ;

Classe haute température (température de fonctionnement à partir de 570 K et plus);

Une classe distincte de haute température (température de travail de 900 K à 1300 K).

Tous ces éléments, à la fois thermistances et posistors, peuvent fonctionner dans diverses conditions climatiques externes et avec des charges physiques externes et de courant importantes. Cependant, dans des conditions de cyclage thermique sévères, leurs caractéristiques thermoélectriques initiales évoluent dans le temps, telles que la résistance nominale à température ambiante et le coefficient de température de résistance.

Il existe également des composants combinés, par exemple thermistances à chauffage indirect. Dans le cas de tels dispositifs, la thermistance elle-même et un élément chauffant isolé galvaniquement sont placés, ce qui définit la température initiale de la thermistance et, par conséquent, sa résistance électrique initiale.

Ces dispositifs sont utilisés comme résistances variables contrôlées par la tension appliquée à l'élément chauffant à thermistance.

En fonction de la façon dont le point de fonctionnement est choisi sur les caractéristiques IV d'un composant particulier, le mode de fonctionnement de la thermistance dans le circuit est également déterminé. Et la caractéristique courant-tension elle-même est associée à des caractéristiques de conception et à la température appliquée au boîtier du composant.

Pour contrôler les variations de température et compenser les paramètres changeant dynamiquement tels que le flux de courant et la tension appliquée dans circuits électriques, changeant après les changements de conditions de température, les thermistances sont utilisées avec le réglage du point de fonctionnement sur la section linéaire du CVC.

Mais le point de fonctionnement est traditionnellement fixé sur la section descendante du CVC (thermistances NTC), si la thermistance est utilisée, par exemple, comme un dispositif de démarrage, un relais temporisé, dans un système de suivi et de mesure de l'intensité du rayonnement micro-onde, dans les systèmes d'alarme incendie, dans les installations de contrôle de débit de solides en vrac et de liquides.

Le plus populaire aujourd'hui thermistances et posistors moyenne température avec TCR de -2,4 à -8,4% par 1 K. Ils fonctionnent dans une large gamme de résistances allant des unités d'ohms aux unités de mégaohms.

Il existe des posistors avec un TCS relativement petit de 0,5% à 0,7% pour 1 K, fabriqués à base de silicium. Leur résistance varie presque linéairement. Ces posistors sont largement utilisés dans les systèmes de stabilisation de la température et dans les systèmes de refroidissement actifs pour les commutateurs à semi-conducteurs de puissance dans divers systèmes modernes. appareils électroniques, surtout - en puissant. Ces composants s'intègrent facilement dans les circuits et ne prennent pas beaucoup de place sur les cartes.

Un posistor typique se présente sous la forme d'un disque en céramique, parfois plusieurs éléments sont installés en série dans un boîtier, mais le plus souvent en une seule version dans un revêtement d'émail protecteur. Les positors sont souvent utilisés comme fusibles pour protéger les circuits électriques des surcharges de tension et de courant, ainsi que comme capteurs de température et éléments auto-stabilisants, en raison de leur simplicité et de leur stabilité physique.

Les thermistances sont largement utilisées dans de nombreux domaines de l'électronique, en particulier lorsqu'un contrôle précis de la température est important. Cela est vrai pour les équipements de transmission de données, la technologie informatique, CPU hautes performances et équipements industriels de haute précision.

L'une des applications les plus simples et les plus populaires d'une thermistance consiste à limiter efficacement le courant d'appel. Au moment où la tension est appliquée à l'alimentation à partir du réseau, une capacité extrêmement forte et significative se produit et un courant de charge important circule dans le circuit primaire, ce qui peut brûler le pont de diodes.

Ce courant est ici limité par la thermistance, c'est-à-dire que ce composant du circuit change de résistance en fonction du courant qui le traverse, puisque, conformément à la loi d'Ohm, il s'échauffe. La thermistance retrouve alors sa résistance d'origine après quelques minutes, une fois refroidie à température ambiante.

Souvent, dans diverses alimentations, la tâche consiste à limiter le courant d'appel de démarrage lors de la mise sous tension. Les raisons peuvent être différentes - l'usure rapide des contacts du relais ou des interrupteurs, la réduction de la durée de vie des condensateurs de filtrage, etc. J'ai également eu ce problème récemment. Dans l'ordinateur, j'utilise une bonne alimentation de serveur, mais en raison de la mise en œuvre infructueuse de la section de veille, elle surchauffe lorsque l'alimentation principale est coupée. À cause de ce problème, j'ai déjà dû réparer la carte de veille 2 fois et changer certains des électrolytes à côté. La solution était simple - éteignez l'alimentation de la prise. Mais il présentait un certain nombre d'inconvénients - lorsqu'il était allumé, il y avait une forte surtension à travers le condensateur haute tension, ce qui pouvait le désactiver, de plus, après 2 semaines, la prise d'alimentation de l'appareil a commencé à brûler. Il a été décidé de fabriquer un limiteur de courant d'appel. En parallèle de cette tâche, j'avais une tâche similaire pour les amplificateurs audio de forte puissance. Les problèmes dans les amplificateurs sont les mêmes - brûlure des contacts de l'interrupteur, surtension dans les diodes du pont et les électrolytes du filtre. Sur Internet, vous pouvez trouver de nombreux circuits pour les limiteurs de courant de surtension. Mais pour une tâche spécifique, ils peuvent présenter un certain nombre d'inconvénients - la nécessité de recalculer les éléments du circuit pour le courant souhaité; pour les consommateurs puissants - la sélection des éléments de puissance qui fournissent les paramètres nécessaires pour la puissance de sortie estimée. De plus, il est parfois nécessaire de prévoir un courant de démarrage minimum pour l'appareil connecté, ce qui augmente la complexité d'un tel circuit. Pour résoudre ce problème, il existe une solution simple et fiable - les thermistances.

Fig.1 Thermistance

Une thermistance est une résistance semi-conductrice dont la résistance change rapidement lorsqu'elle est chauffée. Pour nos besoins, nous avons besoin de thermistances à coefficient de température négatif - thermistances NTC. Lorsque le courant traverse une thermistance NTC, celle-ci chauffe et sa résistance chute.

Fig.2 Thermistance TKS

Nous sommes intéressés par options suivantes thermistance :

Résistance à 25˚C

Courant permanent maximal

Les deux paramètres sont dans la documentation pour des thermistances spécifiques. Par le premier paramètre, nous pouvons déterminer le courant minimum qui traversera la résistance de charge lorsqu'il est connecté via une thermistance. Le deuxième paramètre est déterminé par la dissipation de puissance maximale de la thermistance et la puissance de charge doit être telle que le courant moyen traversant la thermistance ne dépasse pas cette valeur. Pour un fonctionnement fiable de la thermistance, il est nécessaire de prendre la valeur de ce courant inférieure à 20% du paramètre spécifié dans la documentation. Il semblerait qu'il soit plus facile de choisir la bonne thermistance et d'assembler l'appareil. Mais vous devez prendre en compte certains points :

1. La thermistance met longtemps à refroidir. Si vous éteignez l'appareil et que vous le rallumez immédiatement, la thermistance aura une faible résistance et ne remplira pas sa fonction de protection.
2. Il est impossible de connecter des thermistances en parallèle pour augmenter le courant - en raison de la propagation des paramètres, le courant qui les traverse variera considérablement. Mais il est tout à fait possible de connecter le nombre requis de thermistances en série.
3. Pendant le fonctionnement, la thermistance devient très chaude. Les éléments à côté sont également chauffés.
4. Le courant constant maximal à travers la thermistance doit être limité par sa puissance maximale. Cette option est spécifiée dans la documentation. Mais si la thermistance est utilisée pour limiter les surtensions courtes (par exemple, lorsque l'alimentation est initialement allumée et que le condensateur de filtrage se charge), le courant de surtension peut être plus important. Le choix de la thermistance est alors limité par sa puissance d'impulsion maximale.

L'énergie d'un condensateur chargé est déterminée par la formule :

E = (C*Vpeak²)/2

où E est l'énergie en joules, C est la capacité du condensateur de filtrage, Vpeak est la tension maximale à laquelle le condensateur de filtrage sera chargé (pour nos réseaux, vous pouvez prendre la valeur 250V*√2 = 353V).

Si la documentation indique la puissance d'impulsion maximale, alors sur la base de ce paramètre, vous pouvez sélectionner une thermistance. Mais, en règle générale, ce paramètre n'est pas spécifié. Ensuite, la capacité maximale pouvant être chargée en toute sécurité avec une thermistance peut être estimée à partir des tableaux déjà calculés pour les thermistances de série standard.

J'ai pris un tableau avec les paramètres des thermistances Joyin NTC. Le tableau montre :

Rnom- résistance nominale de la thermistance à 25°C

Imax- courant maximal à travers la thermistance (courant maximal en régime permanent)

Smax- capacité maximale dans le circuit de test, qui est déchargée vers la thermistance sans l'endommager (tension de test 350v)

La façon dont le test est effectué peut être vue à la septième page.

Quelques mots sur le paramètre Smax- la documentation montre que dans le circuit de test, le condensateur est déchargé à travers la thermistance et la résistance de limitation, ce qui libère de l'énergie supplémentaire. Par conséquent, la capacité de sécurité maximale que la thermistance peut charger sans une telle résistance sera inférieure. J'ai recherché des informations dans des forums thématiques étrangers et examiné des circuits typiques avec des limiteurs sous forme de thermistances, qui reçoivent des données. Sur la base de ces informations, vous pouvez prendre le coefficient pour Smax dans le circuit réel 0,65, par lequel multiplier les données de la table.

Tableau des paramètres de la thermistance Joyin NTC

En connectant plusieurs thermistances NTC identiques en série, nous réduisons les exigences d'énergie pulsée maximale de chacune d'entre elles.

Je vais vous donner un exemple. Par exemple, nous devons sélectionner une thermistance pour allumer l'alimentation de l'ordinateur. La consommation électrique maximale de l'ordinateur est de 700 watts. Nous voulons limiter le courant de démarrage à 2-2,5A. Un condensateur de filtrage de 470 uF est installé dans l'alimentation.

On considère la valeur efficace du courant :

Je = 700 W/220 V = 3,18 A

Comme je l'ai écrit ci-dessus, pour un fonctionnement fiable de la thermistance, nous sélectionnons le courant maximal en régime permanent dans la documentation de 20% de plus que cette valeur.

Imax = 3,8A

Nous considérons la résistance requise de la thermistance pour un courant de démarrage de 2,5A

R \u003d (220V * √2) / 2,5A \u003d 124 Ohm

Dans le tableau, nous trouvons les thermistances nécessaires. 6 pièces de thermistances JNR15S200L en série s'adaptent à notre Imax, résistance totale. La capacité maximale qu'ils peuvent charger sera de 680 uF * 6 * 0,65 = 2652 uF, ce qui est encore plus que ce dont nous avons besoin. Naturellement, en diminuant Vpeak, les exigences pour le maximum puissance d'impulsion thermistance. Nous avons une dépendance au carré de la tension.

Et la dernière question sur le choix des thermistances. Que faire si nous avons sélectionné les thermistances nécessaires pour la puissance d'impulsion maximale, mais qu'elles ne nous conviennent pas selon Imax(une charge constante est trop élevée pour eux), ou n'avons-nous pas besoin d'une source de chauffage constante dans l'appareil lui-même ? Pour ce faire, nous appliquerons une solution simple - ajoutez un autre interrupteur au circuit en parallèle avec la thermistance, que nous allumons une fois le condensateur chargé. C'est ce que j'ai fait dans mon limiteur. Dans mon cas, les paramètres sont les suivants - la consommation électrique maximale de l'ordinateur est de 400 W, la limite de courant de démarrage est de 3,5 A, le condensateur de filtrage est de 470 uF. J'ai pris 6 pièces de thermistances 15d11 (15 ohms). Le schéma est illustré ci-dessous.

Riz. 3 Circuit limiteur

Explications du schéma. SA1 déconnecte le fil de phase. La LED VD2 sert à indiquer le fonctionnement du limiteur. Le condensateur C1 lisse l'ondulation et la LED ne scintille pas avec la fréquence du secteur. Si vous n'en avez pas besoin, retirez C1, VD6, VD1 du circuit et connectez simplement la LED et la diode en parallèle par analogie avec les éléments VD4, VD5. Pour indiquer le processus de charge du condensateur, la LED VD4 est connectée en parallèle avec les thermistances. Dans mon cas, lors de la charge du condensateur de l'alimentation de l'ordinateur, l'ensemble du processus prend moins d'une seconde. Alors, on collectionne.

Fig.4 Kit de montage

J'ai assemblé l'indication de puissance directement dans le couvercle de l'interrupteur, en en jetant une lampe à incandescence chinoise, qui ne durerait pas longtemps.

Riz. 5 Indicateur de puissance

Fig.6 Bloc thermistance

Riz. 7 Restricteur assemblé

Cela aurait pu s'arrêter si après une semaine de travail toutes les thermistances n'étaient pas tombées en panne. Cela ressemblait à ceci.

Riz. 8 Défaillance des thermistances NTC

Malgré le fait que la marge pour la capacité admissible était très grande - 330 uF * 6 * 0,65 = 1287 uF.

J'ai pris des thermistances dans une entreprise bien connue et de différentes dénominations - tous mariés. Le fabricant est inconnu. Soit les Chinois versent des thermistances de plus petits diamètres dans de gros boîtiers, soit la qualité des matériaux est très mauvaise. En conséquence, j'ai acheté un diamètre encore plus petit - SCK 152 8 mm. La même Chine, mais déjà marquée. Selon notre tableau, la capacité admissible est de 100uF * 6 * 0,65 = 390uF, ce qui est même un peu moins que nécessaire. Cependant, tout fonctionne très bien.