必须先计算出NTC在初始状态下的阻值才能进行以上步骤的选择。
当环境温度过高或过低时,必须根据厂家提供的降功耗曲线进行降额设计。将功耗曲线一般有两种形式,如图4所示。
图4 降功耗曲线
对曲线a,允许的最大持续工作电流可用以下公式表示:
对曲线b,允许的最大持续工作电流可用以下公式表示:
事实上,不少生产厂家都对自己的产品定义了环境温度类别,在实际应用中,应尽量使NTC热敏电阻工作的环境温度不超出厂家规定的上/下限温度。同时,应注意不要使其工作在潮湿的环境中,因为过于潮湿的环境会加速NTC热敏电阻的老化。 结论
通过以上分析可以看出,在电源设计中使用NTC热敏电阻型浪涌抑制器,其抑制浪涌电流的能力与普通电阻相当,而在电阻上的功耗则可降低几十到上百倍。对于需要频繁开关的应用场合,电路中必须增加继电器旁路电路以保证NTC热敏电阻能完全冷却恢复到初始状态下的电阻。在产品选型上,要根据最大额定电
压和滤波电容值选定产品系列,根据产品允许的最大启动电流值和长时间加载在NTC热敏电阻上的工作电流来选择NTC热敏电阻的阻值,同时要考虑工作环境的温度,适当进行降额设计。 下图为MF72-3D25的R-T阻温特性曲线
NTC负温度系数热敏电阻专业术语 零功率电阻值 RT(Ω)
RT指在规定温度 T 时,采用引起电阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计的测量功率测得的电阻值。 电阻值和温度变化的关系式为:
RT = RN expB(1/T – 1/TN)
RT :在温度 T ( K )时的 NTC 热敏电阻阻值。 RN :在额定温度 TN ( K )时的 NTC 热敏电阻阻值。 T :规定温度( K )。
B : NTC 热敏电阻的材料常数,又叫热敏指数。 exp :以自然数 e 为底的指数( e = 2.71828 …)。
该关系式是经验公式,只在额定温度 TN 或额定电阻阻值 RN 的有限范围内才具有一定的精确度,因为材料常数 B 本身也是温度函数。
额定零功率电阻值 R25 (Ω)
根据国标规定,额定零功率电阻值是 NTC 热敏电阻在基准温度 25 ℃ 时测得的电阻值 R25,这个电阻值就是 NTC 热敏电阻的标阻值。通常所说 NTC 热敏电阻多少阻值,亦指该值。 最大稳态电流
在环境温度为25℃时允许施加在热敏电阻器上的最大连续电流。 25℃下最大电流时近似电阻值 (Ω)
25℃下最大电流时近似电阻值就是在环境温度25℃时,对热敏电阻施加允许的最大连续电流时,热敏电阻剩余的阻值,亦称最大残阻值。
材料常数(热敏指数) B 值( K ) B 值被定义为:
RT1 :温度 T1 ( K )时的零功率电阻值。 RT2 :温度 T2 ( K )时的零功率电阻值。 T1, T2 :两个被指定的温度( K )。
对于常用的 NTC 热敏电阻, B 值范围一般在 2000K ~ 6000K 之间。 零功率电阻温度系数(αT )
在规定温度下, NTC 热敏电阻零动功率电阻值的相对变化与引起该变化的温度变化值之比值。
αT :温度 T ( K )时的零功率电阻温度系数。 RT :温度 T ( K )时的零功率电阻值。 T :温度( T )。 B :材料常数。 耗散系数(δ)
在规定环境温度下, NTC 热敏电阻耗散系数是电阻中耗散的功率变化与电阻体相应的温度变化之比值。
δ: NTC 热敏电阻耗散系数,( mW/ K )。 △ P : NTC 热敏电阻消耗的功率( mW )。
△ T : NTC 热敏电阻消耗功率△ P 时,电阻体相应的温度变化( K )。 热时间常数(τ)
在零功率条件下,当温度突变时,热敏电阻的温度变化了始未两个温度差的 63.2% 时所需的时间,热时间常数与 NTC 热敏电阻的量成正比,与其耗散系数成反比。
τ:热时间常数( S )。 C: NTC 热敏电阻的热容量。 δ: NTC 热敏电阻的耗散系数。 额定功率Pn
在规定的技术条件下,热敏电阻器长期连续工作所允许消耗的功率。在此功率下,电阻体自身温度不超过其最高工作温度。 最高工作温度Tmax
在规定的技术条件下,热敏电阻器能长期连续工作所允许的最高温度。即:
T0-环境温度。 测量功率Pm
热敏电阻在规定的环境温度下, 阻体受测量电流加热引起的阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计时所消耗的功率。 一般要求阻值变化大于0.1%,则这时的测量功率Pm为:
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