เทอร์มิสเตอร์ PTC (สัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวก) แสดงถึงคลาสของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่เหมือนใครซึ่งขัดต่อความเข้าใจทั่วไปเกี่ยวกับความต้านทาน อุปกรณ์เหล่านี้แตกต่างจากตัวต้านทานมาตรฐาน โดยจะแสดงความต้านทานที่เพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ทำให้มีคุณค่าอย่างยิ่งในหลายๆ แอปพลิเคชัน คู่มือฉบับสมบูรณ์นี้จะสำรวจหลักการ ลักษณะเฉพาะ การจำแนกประเภท แอปพลิเคชัน และเกณฑ์การเลือกสำหรับเทอร์มิสเตอร์ PTC

เทอร์มิสเตอร์ PTC คือตัวต้านทานที่แสดงให้เห็นถึงความต้านทานที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานและอุณหภูมิที่ไม่เป็นเชิงเส้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันใกล้กับเกณฑ์อุณหภูมิเฉพาะ ทำให้เหมาะสำหรับการป้องกันกระแสเกินและการใช้งานควบคุมอุณหภูมิ

ตามมาตรฐานของ International Electrotechnical Commission (IEC) เทอร์มิสเตอร์ PTC ถูกกำหนดให้เป็นตัวต้านทานที่ไวต่ออุณหภูมิ ซึ่งความต้านทานจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ลักษณะพื้นฐานนี้เป็นพื้นฐานของการใช้งานจริง

เทอร์มิสเตอร์ PTC ถูกจัดประเภทตามองค์ประกอบของวัสดุและกระบวนการผลิต:

• เทอร์มิสเตอร์ซิลิคอน (Silistors): ใช้วัสดุกึ่งตัวนำซิลิคอนเจือสารที่มีลักษณะความต้านทานต่ออุณหภูมิเกือบเป็นเชิงเส้น โดยหลักแล้วสำหรับการตรวจจับอุณหภูมิ
• เทอร์มิสเตอร์ PTC ชนิดสวิตชิ่ง: ใช้วัสดุเซรามิกโพลีคริสตัลไลน์ที่มีเส้นโค้งความต้านทานต่ออุณหภูมิที่ไม่เป็นเชิงเส้นสูง โดยมีค่าความต้านทานเพิ่มขึ้นอย่างมากใกล้กับอุณหภูมิคูรี ใช้กันอย่างแพร่หลายในองค์ประกอบความร้อนและการป้องกันกระแสเกิน
• เทอร์มิสเตอร์ PTC โพลิเมอร์ (PPTC): ประกอบด้วยเมทริกซ์โพลิเมอร์ที่มีอนุภาคตัวนำไฟฟ้า ซึ่งให้ฟังก์ชันการป้องกันกระแสเกินที่รีเซ็ตได้ โดยทั่วไปจะนำไปใช้เป็นฟิวส์รีเซ็ตตัวเอง

การทำความเข้าใจข้อกำหนดที่สำคัญเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเลือกส่วนประกอบและการใช้งานที่เหมาะสม:

เส้นโค้งนี้แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานและอุณหภูมิ Silistors แสดงเส้นโค้งเกือบเป็นเชิงเส้น ในขณะที่ PTC ชนิดสวิตชิ่งแสดงการเปลี่ยนแปลงแบบขั้นบันไดใกล้กับอุณหภูมิคูรี

อุณหภูมิที่เทอร์มิสเตอร์ PTC ชนิดสวิตชิ่งเริ่มเพิ่มความต้านทานอย่างรวดเร็ว โดยทั่วไปจะกำหนดเป็นจุดที่ความต้านทานเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจากค่าต่ำสุด พารามิเตอร์นี้กำหนดช่วงอุณหภูมิการทำงาน

จุดความต้านทานต่ำสุดบนเส้นโค้ง R-T ซึ่งทำเครื่องหมายการเปลี่ยนแปลงที่สัมประสิทธิ์อุณหภูมิเปลี่ยนจากค่าลบเป็นค่าบวก

ค่าความต้านทานที่วัดได้ที่อุณหภูมิแวดล้อม 25°C ซึ่งทำหน้าที่เป็นข้อกำหนดที่ระบุ ควรใช้การวัดโดยใช้กระแสไฟฟ้าน้อยที่สุดเพื่อป้องกันผลกระทบจากการให้ความร้อนด้วยตัวเอง

วัดปริมาณความสามารถในการกระจายความร้อน ซึ่งกำหนดเป็นกำลังไฟที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของเทอร์มิสเตอร์ 1°C ได้รับอิทธิพลจากวัสดุนำ วิธีการติดตั้ง สภาพแวดล้อม และขนาดทางกายภาพ

กระแสไฟสูงสุดต่อเนื่องที่เทอร์มิสเตอร์สามารถทนได้ภายใต้สภาวะที่ระบุ ซึ่งกำหนดโดยค่าคงที่การกระจายและลักษณะ R-T

แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ยั่งยืนภายใต้สภาวะที่กำหนด ซึ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติการกระจายและลักษณะความต้านทานในทำนองเดียวกัน

ใช้เอฟเฟกต์การให้ความร้อนด้วยตัวเองของเทอร์มิสเตอร์ ซึ่งการไหลของกระแสไฟฟ้าจะสร้างความร้อน เพิ่มอุณหภูมิจนกระทั่งความต้านทานเพิ่มขึ้นอย่างมากใกล้จุดคูรี ซึ่งจะจำกัดการเพิ่มขึ้นของกระแสไฟฟ้าต่อไป หลักการนี้ช่วยให้เครื่องทำความร้อนควบคุมตัวเองและวงจรหน่วงเวลา

ทำงานโดยมีการให้ความร้อนด้วยตัวเองเล็กน้อย ทำให้เทอร์มิสเตอร์ทำงานเป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเทียบกับเส้นโค้ง R-T ต้องมีการควบคุมกระแสไฟฟ้าที่แม่นยำและเครื่องมือวัดที่มีความแม่นยำสูง

ผลิตจากแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนเจือสารที่มีการตอบสนองความต้านทานต่ออุณหภูมิแบบเชิงเส้น แม้ว่าจะให้ความเสถียรและความเป็นเชิงเส้นที่ดีเยี่ยม แต่สัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่ค่อนข้างเล็กและค่าความต้านทานต่ำจะจำกัดการใช้งานในแอปพลิเคชันที่ต้องการการเปลี่ยนแปลงความต้านทานอย่างมาก

ผลิตจากเซรามิกโพลีคริสตัลไลน์ที่มีคาร์บอเนตแบเรียม ไททาเนียมไดออกไซด์ และสารเติมแต่ง เช่น แทนทาลัมหรือแมงกานีส การควบคุมองค์ประกอบของวัสดุที่แม่นยำในระหว่างการผลิตมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากสิ่งเจือปนเล็กน้อยส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพอย่างมาก

สร้างจากเมทริกซ์โพลิเมอร์ที่ฝังด้วยอนุภาคตัวนำไฟฟ้า (โดยทั่วไปคือคาร์บอนแบล็ค) ที่อุณหภูมิต่ำ อนุภาคจะสร้างเส้นทางตัวนำไฟฟ้า ในขณะที่การขยายตัวทางความร้อนจะเพิ่มการแยกอนุภาคและความต้านทานที่อุณหภูมิสูง ลักษณะที่รีเซ็ตได้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานฟิวส์ที่กู้คืนตัวเอง

PTC ชนิดสวิตชิ่งจะรักษาอุณหภูมิโดยอัตโนมัติใกล้จุดคูรี ลดกระแสไฟฟ้าเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น และเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง คุณสมบัตินี้ช่วยให้โซลูชันการทำความร้อนประหยัดพลังงานสำหรับระบบอากาศและของเหลว

ทำหน้าที่เป็นฟิวส์ที่รีเซ็ตได้ ซึ่งกระแสไฟฟ้าที่มากเกินไปจะทำให้อุณหภูมิและความต้านทานสูงขึ้น จำกัดการไหลของกระแสไฟฟ้า หลังจากล้างข้อผิดพลาดแล้ว การทำความเย็นจะคืนค่าการทำงานปกติ ตัวแปร PTC โพลิเมอร์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับฟังก์ชันนี้

ความเฉื่อยทางความร้อนสร้างระยะเวลาหน่วงเวลาที่เป็นประโยชน์ในการใช้งาน เช่น สตาร์ทเตอร์หลอดฟลูออเรสเซนต์ ซึ่ง PTC จะอุ่นไส้หลอดก่อนที่จะอนุญาตให้ใช้แรงดันไฟฟ้าเต็มที่

เมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับขดลวดสตาร์ทมอเตอร์ ความต้านทานต่ำในตอนแรกจะช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลในระหว่างการสตาร์ท ในขณะที่ความร้อนที่ตามมาจะเพิ่มความต้านทานเพื่อปิดใช้งานวงจรสตาร์ท

การเปลี่ยนแปลงในค่าคงที่การกระจายเมื่อจุ่มลงในของเหลวจะเปลี่ยนอุณหภูมิในการทำงาน ทำให้สามารถตรวจจับการมีอยู่ของของเหลวได้โดยการตรวจสอบความต้านทาน

ระบุฟังก์ชันหลัก (การป้องกัน การควบคุม การตรวจจับ) เพื่อกำหนดประเภทและข้อกำหนดของเทอร์มิสเตอร์ที่เหมาะสม

ข้อกำหนดหลักต้องสอดคล้องกับความต้องการในการดำเนินงาน:

• อุณหภูมิคูรีสูงกว่าช่วงการทำงานปกติเล็กน้อย
• ความต้านทานที่กำหนดเข้ากันได้กับข้อกำหนดของวงจร
• พิกัดกระแสและแรงดันไฟฟ้าเกินกว่าสภาวะการทำงานปกติ

คำนึงถึงอุณหภูมิที่สูงเกินไป ความชื้น การสั่นสะเทือน และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพ

ปรึกษาเอกสารข้อมูลของผู้ผลิตสำหรับเส้นโค้ง R-T ค่าคงที่ทางความร้อน และแนวทางการใช้งานโดยละเอียด เพื่อให้มั่นใจถึงการใช้งานที่เหมาะสม

เทอร์มิสเตอร์ PTC นำเสนอโซลูชันที่ไม่เหมือนใครสำหรับการควบคุมอุณหภูมิ การป้องกันวงจร และแอปพลิเคชันการจับเวลาผ่านพฤติกรรมสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวกที่โดดเด่น การทำความเข้าใจหลักการทำงานและลักษณะเฉพาะอย่างเหมาะสมช่วยให้สามารถนำไปใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพในระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่หลากหลาย ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องสัญญาว่าจะขยายแอปพลิเคชันสำหรับส่วนประกอบอเนกประสงค์เหล่านี้