Som termistorleverantör frågas jag ofta om den praktiska tillämpningen av termistorer i temperaturkompensationskretsar. Temperaturkompensation är avgörande i många elektroniska anordningar, eftersom det hjälper till att upprätthålla stabiliteten och noggrannheten i systemprestanda under olika temperaturförhållanden. I det här blogginlägget kommer jag att dela några insikter om hur man effektivt kan använda en termistor i en temperaturkompensationskrets.
Förstå termistorer
Innan du fördjupar temperaturkompensationskretsar är det viktigt att förstå vilka termistorer är. En termistor är en typ av motstånd vars motstånd förändras med temperaturen. Det finns två huvudtyper av termistorer: negativ temperaturkoefficient (NTC) och positiv temperaturkoefficient (PTC). NTC -termistorer har en minskning av motståndet när temperaturen ökar, medan PTC -termistorer uppvisar en ökning av motståndet med stigande temperatur. I temperaturkompensationskretsar används NTC -termistorer oftare på grund av deras höga känslighet och relativt linjära svar över ett brett temperaturområde.
Principen om temperaturkompensation
Den grundläggande principen för temperaturkompensation är att motverka effekterna av temperatur på andra komponenter i en krets. Till exempel, i en spänningsreferenskrets kan utgångsspänningen variera med temperaturen på grund av motståndens temperaturkoefficient eller andra aktiva komponenter. Genom att lägga till en termistor i kretsen kan vi justera det totala motståndet på ett sätt som kompenserar för de temperaturinducerade förändringarna i de andra komponenterna och därmed bibehåller en stabil utgång.
Designa en temperaturkompensationskrets med en termistor
Här är de allmänna stegen för att utforma en temperaturkompensationskrets med en NTC -termistor:
Steg 1: Identifiera komponenten som ska kompenseras
Först måste du bestämma vilken komponent i kretsen påverkas mest av temperaturen. Detta kan vara ett motstånd, en kondensator eller en aktiv enhet som en op-amp. Mät temperaturkoefficienten för denna komponent för att förstå hur dess prestanda förändras med temperaturen.
Steg 2: Välj lämplig termistor
Baserat på kretsens temperaturområde och kompensationskraven, välj en NTC -termistor med lämpliga egenskaper. Tänk på faktorer som motståndsvärdet vid en specifik temperatur (t.ex. 25 ° C), B-värdet (som beskriver temperaturresistensförhållandet) och toleransen. Om du till exempel utformar ett brandlarmssystem kan du överväga att använda en100k Fire Alarm Thermistoreller aBrandlarm termistor sensor, som är specifikt utformade för högtemperaturapplikationer med snabba responstider.
Steg 3: Bestäm kretskonfigurationen
Det finns flera sätt att integrera en termistor i en temperaturkompensationskrets. En vanlig metod är att använda termistorn i en spänningskonfiguration. I en spänningsdelare är termistorn ansluten i serie med ett fast motstånd, och utgångsspänningen tas över antingen termistorn eller det fasta motståndet. När temperaturen förändras förändras termistorns motstånd, vilket i sin tur ändrar utspänningsspänningen för spänningsdelaren. Denna utgångsspänning kan sedan användas för att justera förspänningen eller förstärkningen av komponenten som kompenseras.
Här är ett enkelt exempel på en spänningsavdelningskrets med en NTC -termistor:
+VCC | R1 | +--- vout | Thermistor (NTC) | GardI denna krets är R1 ett fast motstånd och termistorn är ansluten i serie med den. Utgångsspänningen Vout kan beräknas med hjälp av spänningsavdelningsformeln:
]
När temperaturen ökar minskar motståndet hos NTC -termistorn, vilket gör att Vout förändras i enlighet därmed.
Steg 4: Beräkna kretsparametrarna
För att optimera kompensationseffekten måste du beräkna värdena på det fasta motståndet R1 och andra komponenter i kretsen. Detta innebär att man använder temperaturkoefficienten för komponenten som kompenseras och termistorns temperaturresistensförhållande. Du kan använda matematiska modeller eller simuleringsverktyg för att utföra dessa beräkningar.
Om du till exempel känner till temperaturkoefficienten för ett motstånd R2 som du vill kompensera, och du har valt en NTC-termistor med en känd B-värde, kan du beräkna värdet på R1 så att förändringen i Vout på grund av termistorens motståndsförändring kompenserar för förändringen i prestanda för R2 över det önskade temperaturen.
Steg 5: Testa och finjustera kretsen
När du har byggt temperaturkompensationskretsen, testa den under olika temperaturförhållanden för att utvärdera dess prestanda. Mät utgången från komponenten som kompenseras och jämför den med önskat värde. Gör vid behov justeringar av kretsparametrarna, till exempel värdet på R1 eller valet av termistor, för att uppnå bästa kompensationseffekt.
Praktiska överväganden
När du använder en termistor i en temperaturkompensationskrets finns det flera praktiska överväganden att tänka på:
Termisk koppling
Se till att termistorn är i god termisk kontakt med komponenten som kompenseras. Detta kan uppnås genom att använda termisk pasta eller genom att fysiskt montera termistorn nära komponenten. Dålig termisk koppling kan resultera i felaktig kompensation, eftersom termistorn kanske inte exakt känner temperaturen på komponenten.
Självuppvärmning
Termistorer kan generera värme när strömmen flyter genom dem, vilket kan påverka deras motstånd och införa fel i kompensationen. För att minimera självuppvärmning använder du en låg ström i kretsen eller välj en termistor med låg effekt.
Buller och störningar
Termistorer kan vara känsliga för elektriskt brus och störningar, vilket kan påverka kompensationens noggrannhet. Använd korrekt skärmning och filtreringstekniker för att minska brus och störningar i kretsen.
Slutsats
Att använda en termistor i en temperaturkompensationskrets är ett effektivt sätt att förbättra stabiliteten och noggrannheten hos elektroniska anordningar under varierande temperaturförhållanden. Genom att följa stegen som beskrivs i detta blogginlägg och överväga de praktiska övervägandena kan du utforma och implementera en pålitlig temperaturkompensationskrets.
Om du är intresserad av att köpa termistorer för dina temperaturkompensationsapplikationer, eller om du har några frågor om val av termistor eller kretsdesign, vänligen kontakta oss. Vi är en professionell termistorleverantör med ett brett utbud av produkter och teknisk expertis för att tillgodose dina behov.
Referenser
- "Thermistor Handbook" - Tillgänglig från stora termistortillverkare.
- "Elektronisk kretskonstruktion för temperaturkompensation" - Olika läroböcker om elektronisk kretskonstruktion.
