《NTC热敏电阻》课件.ppt

June13,2010,NTC热敏电阻专业知识培训NTCThermistor,第2页,C,目录,NTCR的定义材料组成及结构简介研发与制造工艺NTCR的常用参数*NTCR的物理特性NTCR的主要应用怎样选择合适的NTCR*,第3页,C,NTCR的定义,NTCR:NegativeTemperatureCoefficientResistance负温度系数电阻是一种对温度反应较敏感，电阻值会随温度的升高而变小的非线性电阻器。,温度T升高，阻值R下降,第4页,C,材料组成及结构,NTCR通常是由锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)等两种或两种以上高纯度金属氧化物材料经混合、成型、烧结等工艺制成的接近理论密度（4.8g/cm3)结构的半导体电子陶瓷。,NTCR热敏半导瓷大多是尖晶石结构或其他结构的氧化物陶瓷。尖晶石结构有正尖晶石和反尖晶石两种，通式AB2O4。正尖晶石结构时A2+离子处于四面体空隙中，B3+离子处于八面体空隙中；反尖晶石结构时A2+离子和半数B3+离子处于八面体空隙中，而余下的一半B3+离子处于四面体空隙中。,但是，只有包含反尖晶石结构或半反尖晶石结构的半导体电子陶瓷才具备NTC特性。,第5页,C,材料组成及内部结构,四面体空隙,八面体空隙,第6页,C,产品研发与制造工艺,第7页,C,NTCR的常用参数,零功率电阻值RTZero-powerResistance指在规定的温度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。NTC热敏电阻的电阻-温度(R-T)关系特性，可用下式数学模型近似表示：R=RoEXPB*(1/T-1/To)其中R,Ro:绝对温度T(K),To(K)下的零功率电阻值上式为经验公式，只在额定温度To或额定阻值Ro的有限范围内才具有一定的精度。在较大温度区间，需要对B进行函数修正：Bt=cT2+dT+e这里c、d、e为常数。T=t()+273.15额定零功率电阻值R25RatedZero-powerResistance即标称电阻值，通常是指在基准温度25时测得的零功率电阻值。热时间常数ThermalTimeConstant指热敏电阻器的惰性，即在无功功率状态下，当环境温度突变时，电阻体温度由初始值变化到最终温度之差的63.2%所需的时间。与测试所用介质有关。,第8页,C,NTCR的常用参数,耗散系数ThermalDissipationConstant指热敏电阻器耗散功率与电阻体相应的温度变化之比，既热敏电阻器的温度单位量增加所耗散的功率。热耗散系数与热敏电阻的形状、尺寸、安装条件及周围环境有关。最大稳态电流Imax指在环境温度为25时允许施加在热敏电阻器上的最大连续电流。B值()BetaValue描述其电阻温度关系的材料常数，它是在一个特定温度下的阻值与其在不同温度下阻值的近似计测值，既B值的大小能够反映两个特定温度间电阻对温度变化的尺度,对于常用的NTC热敏电阻，B值的范围一般在30005000之间，B值越大，对应温度变化的电阻值变化越大。B值的定义公式为：B=(lnR1-lnR2)/(1/T1-1/T2)R1:绝对T1下的零功率电阻值R2:绝对T2下的零功率电阻值T=t()+273.15,第9页,C,NTCR的物理特性,电阻-温度特性,第10页,C,NTCR的物理特性,电流-电压特性,U=I*R,第11页,C,NTCR的物理特性,电流-时间特性,第12页,C,NTCR的主要应用,基于电阻-温度特性的应用：NTC的电阻值可以随温度的上升而下降，由于其温度系数非常大，所以可以检知微小的温度变化，因此被广泛应用在温度的测量、控制与补偿，如冰箱，空调，微波炉等等。基于电流-电压特性的应用：当通入的电流小，几乎不使组件本身发热时，电阻值是一定值。当电流增加，NTC热敏电阻产生的焦耳热使组件本身的温度上升(self-heating)，并与环境进行热交换。此电流-电压特性的典型应用为液位传感器，其基本原理是利用NTC热敏电阻在液体和空气中的热散失差异；平衡温度将随介质种类而不同。基于电流-时间特性的应用：当开始加电压于NTC热敏电阻时是定电阻、定电流的状态，而在自热区域(self-heating)则电阻下降、电流增加。而其改变速率则和加于NTC热敏电阻上的功率和组件本身的质量、形状/结构及环境状况等因素有关。此电流-时间特性可用于抑制突波电流，又不至于对电路的总电流造成太大的影响。因此被广泛应用于OA(operateautomatic)机器的交换式电源供应器中，以抑制电源开启时，引发的突波电流，如此可以防止熔丝的熔断与保护电子线路及其它电子组件，以提高OA机器的可靠度。,第13页,C,怎样选择合适的NTCR,第一步：了解Probe的工作温度范围，确定NTCR的关键温度点,深入了解产品的使用环境，在其工作温度范围中选择有代表性的两个温度点。常见的温度点有:-10C,0C,25C,50C,75C,85C,100C等。该两个温度点的阻值将会用来计算B值，如:B0/50,B25/75等。,第14页,C,怎样选择合适的NTCR,第二步：选择合适的R-T曲线,R-T曲线反映了NTCR的材料特性，体现了电阻值随着温度的变化趋势，通常可以根据B值的大小进行判断，B值越大，代表该曲线越陡峭。,第15页,C,怎样选择合适的NTCR,第三步：确定合适的标准零功率电阻R25以及关键温度点电阻,RT=R25*expB*1/T-1/(25+273),NTC热敏电阻器一般用于各种电子产品中作微波功率测量、温度检测、温度补偿、温度控制及稳压用，选用时应根据应用电路的需要选择合适的标准零功率电阻R25。,一般原则：1.工作温度区域为高温区域，R25尽可能选高阻值；2.工作温度区域为低温区域，R25尽可能选低阻值。3.由于材料本身原因，高R值低B值或低R值高B值的NTC热敏电阻较难实现，尽量避免。,第16页,C,怎样选择合适的NTCR,第四步：选择合适的Beta及电阻公差,1.Beta公差和材料本身的一致性有关，一般情况可以控制在1.5%以内。,2.阻值公差分为：1度公差与精度,区别：,R24,R26,24,26,1度公差是一个物理参数，如果B值确定，每个温度点的1度公差就恒为常数=(R1-R2