Στην σύγχρονη ηλεκτρονική μηχανική, η αξιοπιστία και η σταθερότητα των συστημάτων ενέργειας είναι πρωταρχικής σημασίας.που μπορεί να οδηγήσει σε ζημιές στον εξοπλισμόΓια την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων, οι μηχανικοί χρησιμοποιούν διάφορες τεχνολογίες προστασίας,μεταξύ των οποίων οι θερμοστάτες έχουν εξελιχθεί σε κρίσιμη λύση λόγω των μοναδικών θερμοκρασιακών ιδιοτήτων τους.

Οι θερμιστές είναι ημιαγωγικές συσκευές των οποίων η αντίσταση ποικίλλει σημαντικά με την θερμοκρασία.

Η αντίσταση των υλικών ημιαγωγών ακολουθεί αυτή την εκθετική σχέση:

ρ = ρ0 × exp (π.χ. / (2kT))

Όπου ρ αντιπροσωπεύει την αντίσταση, ρ0 είναι μια σταθερά υλικού, Eg είναι η ενέργεια διαχωρισμού ζώνης, k είναι η σταθερά του Boltzmann και T είναι η απόλυτη θερμοκρασία.

Βάσει των χαρακτηριστικών αντίστασης-θερμοκρασίας τους, οι θερμιστές χωρίζονται σε δύο κατηγορίες:

• Θερμιστές θετικού συντελεστή θερμοκρασίας (PTC):Η αντίσταση αυξάνεται με την άνοδο της θερμοκρασίας μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος.
• Θερμιστήρες αρνητικού συντελεστή θερμοκρασίας (NTC):Η αντίσταση μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Οι θερμιστές PTC παρουσιάζουν απότομη αύξηση της αντίστασης όταν η θερμοκρασία πλησιάζει το σημείο Curie (Tc).

Συνήθως κατασκευασμένα από κεραμική βαρίου τιτανικού (BaTiO3) που έχει δομηθεί με στοιχεία όπως λανθάνιο ή στρόντιο, οι θερμιστές PTC διατηρούν χαμηλή αντίσταση κάτω από το Tc.Μια μετάβαση φάσης στην κρυστάλλινη δομή προκαλεί δραματική αύξηση της αντοχής..

• Θετικός συντελεστής θερμοκρασίας
• Καθορισμένη θερμοκρασία Curie (Tc)
• Δυνατότητα αυτοεπαναφοράς μετά από συνθήκες βλάβης
• Υψηλή αξιοπιστία και μακρά διάρκεια ζωής
• Εξαιρετική ικανότητα απορρόφησης υπερτάσεων

Οι θερμιστές PTC εξυπηρετούν πολλαπλές λειτουργίες σε ηλεκτρονικές συσκευές:

• Περιορισμός ρεύματος εισόδου τροφοδοσίας
• Συστήματα προστασίας από υπερστροφή
• Προστασία του κινητήρα κατά υπερφόρτωσης/αποτυχίας
• Πυροσβεστήρες αυτοαποκατάστασης
• Συστήματα μέτρησης θερμοκρασίας
• Σύνδεσμοι απομακρύνσεως σε οθόνες CRT
• Θερμαντικά στοιχεία σε μικρές συσκευές

Οι θερμιστές NTC παρουσιάζουν μειωμένη αντίσταση με την άνοδο της θερμοκρασίας, καθιστώντας τους πολύτιμους για ανίχνευση θερμοκρασίας, αντιστάθμιση και εφαρμογές μαλακής εκκίνησης.

Οι θερμιστές NTC, που κατασκευάζονται από συγκολλημένα οξείδια μετάλλων (οξείδια μαγγανίου, νικελίου και κοβαλτίου), παρουσιάζουν υψηλή αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες.μείωση της αντίστασης.

• Αρνητικός συντελεστής θερμοκρασίας
• Αίσθηση υψηλής θερμοκρασίας
• Γρήγορη αντίδραση στις αλλαγές θερμοκρασίας
• Συμπίεστος παράγοντας σχήματος
• Αποδοτική λύση
• Ικανότητα ακριβούς ρεύματος ρύθμισης

Οι θερμιστές NTC βρίσκουν ευρεία χρήση σε:

• Συστήματα μέτρησης και ελέγχου θερμοκρασίας
• Αντιστάθμιση θερμοκρασίας κυκλωμάτων
• Συστήματα ήπιας εκκίνησης για τροφοδοσίες ηλεκτρικής ενέργειας
• Περιορισμός ισχύος υπερβολικής τάσης
• Ελέγχος κινητήρα PWM/LED
• Συστήματα φόρτισης μπαταριών
• Ηλεκτρονικά οχήματα
• Ιατρικός εξοπλισμός παρακολούθησης

Τα ρεύματα εισόδου ̇ οι σύντομες, υψηλής έντασης ακμές ρεύματος κατά την εκκίνηση ή τα παροδικά γεγονότα ̇ παρουσιάζουν σημαντικούς κινδύνους για τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Οι θερμοστάτες PTC ανταποκρίνονται στις υπερχείλιες ρεύματα θερμαίνοντας γρήγορα, αυξάνοντας την αντίστασή τους και περιορίζοντας τη ροή του ρεύματος.ψύχονται και επαναφέρουν αυτόματα στην κατάσταση χαμηλής αντίστασης..

Οι θερμιστές NTC σε εφαρμογές μαλακής εκκίνησης παρουσιάζουν αρχικά υψηλή αντίσταση για να περιορίσουν το ρεύμα εισόδου, στη συνέχεια μειώνουν σταδιακά την αντίσταση καθώς θερμαίνονται, επιτρέποντας την κανονική λειτουργία.

Βασικοί παράγοντες κατά την επιλογή των θερμοστάτρων περιλαμβάνουν:

• Δυνατότητα αντοχής σε ένταση και διάρκεια κυμάτων
• Διάταξη τάσης και ρεύματος
• Περιοχή θερμοκρασίας λειτουργίας
• Απαιτήσεις χρόνου απόκρισης
• Περιορισμοί φυσικού μεγέθους
• Προδιαγραφές αξιοπιστίας
• Πιστοποιητικά ασφάλειας

• Διατήρηση λειτουργίας εντός των ονομαστικών προδιαγραφών
• Αποφύγετε την έκθεση σε ακραίες θερμοκρασίες ή υγρασία
• Αποτροπή της μηχανικής πίεσης
• Χρησιμοποιήστε κατάλληλες τεχνικές συγκόλλησης
• Εφαρμογή τακτικών ελέγχων της απόδοσης

Οι αναδυόμενες τάσεις στην τεχνολογία θερμοστάτη περιλαμβάνουν:

• Μινιατουρισμός για συμπαγές συσκευές
• Βελτιωμένη ακρίβεια μετρήσεων
• Βελτιωμένα πρότυπα αξιοπιστίας
• Ενσωμάτωση με IoT και έξυπνα συστήματα
• Προηγμένη έρευνα υλικών

Οι θερμοστάτες χρησιμεύουν ως κρίσιμα συστατικά στα σύγχρονα ηλεκτρονικά, παρέχοντας βασικές λειτουργίες ανίχνευσης θερμοκρασίας και προστασίας.Η κατανόηση των διακριτών χαρακτηριστικών των παραλλαγών PTC και NTC επιτρέπει στους μηχανικούς να εφαρμόζουν βέλτιστες λύσεις για διάφορες εφαρμογέςΚαθώς τα ηλεκτρονικά συστήματα συνεχίζουν να εξελίσσονται, η τεχνολογία των θερμιστών θα προχωρήσει για να ανταποκριθεί στις αναδυόμενες απαιτήσεις για απόδοση, αξιοπιστία και ολοκλήρωση.