サーミスタサプライヤーとして、私は温度補償回路におけるサーミスタの実際の適用についてよく尋ねられます。さまざまな温度条件下でシステムパフォーマンスの安定性と精度を維持するのに役立つため、多くの電子デバイスでは温度補償が重要です。このブログ投稿では、温度補償回路でサーミスタを効果的に使用する方法に関するいくつかの洞察を共有します。
サーミスタの理解
温度補償回路を掘り下げる前に、サーミスタが何であるかを理解することが不可欠です。サーミスタは、抵抗が温度とともに変化する抵抗器の一種です。サーミスタには、負の温度係数（NTC）と正の温度係数（PTC）の2つの主なタイプがあります。 NTCサーミスタは、温度が上昇するにつれて抵抗が減少し、PTCサーミスタは温度上昇に伴う耐性の増加を示します。温度補償回路では、NTCサーミスタが高感度と広い温度範囲にわたって比較的直線的な応答のために、より一般的に使用されます。
温度補償の原則
温度補償の基本原則は、回路内の他の成分に対する温度の影響に対抗することです。たとえば、電圧基準回路では、抵抗器または他のアクティブ成分の温度係数により、出力電圧は温度によって変化する場合があります。サーミスタを回路に追加することにより、他のコンポーネントの温度誘導変化を補う方法で全体的な抵抗を調整し、それにより安定した出力を維持できます。
サーミスタを使用した温度補償回路の設計
NTCサーミスタを使用して温度補償回路を設計するための一般的な手順は次のとおりです。
ステップ1：補償されるコンポーネントを特定します
まず、回路内のどの成分が温度の影響を最も受けているかを判断する必要があります。これは、抵抗器、コンデンサ、またはOP-AMPなどのアクティブなデバイスである可能性があります。このコンポーネントの温度係数を測定して、そのパフォーマンスが温度でどのように変化するかを理解します。
ステップ2：適切なサーミスタを選択します
温度範囲と回路の補償要件に基づいて、適切な特性を持つNTCサーミスタを選択します。特定の温度（たとえば、25°C）での抵抗値、B値（温度耐性の関係を説明する）、および許容要因などの要因を考慮してください。たとえば、火災警報システムを設計している場合は、100kの火災アラームサーミスタまたはa火災アラームサーミスタセンサー、応答時間が速い高温アプリケーション向けに特別に設計されています。
ステップ3：回路構成を決定します
サーミスタを温度補償回路に組み込む方法はいくつかあります。 1つの一般的な方法は、電圧分割構成でサーミスタを使用することです。電圧分割器では、サーミスタは固定抵抗器で直列に接続され、出力電圧はサーミスタまたは固定抵抗器のいずれかで取得されます。温度が変化すると、サーミスタの抵抗が変化し、それが変化し、電圧仕切りの出力電圧が変化します。この出力電圧を使用して、補償されているコンポーネントのバイアスまたはゲインを調整できます。
NTCサーミスタを備えた電圧分割回路の簡単な例を次に示します。
+vcc | R1 | +--- vout |サーミスタ（NTC）| GNDこの回路では、R1は固定抵抗器であり、サーミスタはそれと直列に接続されています。出力電圧Voutは、電圧分割式を使用して計算できます。
[v_ {out} = v_ {cc} \ times \ frac {r_ {thermistor}} {r_ {1}+r_ {thermistor}}]
温度が上昇すると、NTCサーミスタの抵抗が減少し、それに応じてVoutが変化します。
ステップ4：回路パラメーターを計算します
補償効果を最適化するには、固定抵抗器R1および回路内の他のコンポーネントの値を計算する必要があります。これには、補償されている成分の温度係数とサーミスタの温度抵抗関係を使用することが含まれます。数学モデルまたはシミュレーションツールを使用して、これらの計算を実行できます。
たとえば、補償する抵抗R2の温度係数がわかっている場合、既知のB値を持つNTCサーミスタを選択した場合、サーミスタの抵抗変化によるVOUTの変化が必要な温度範囲にわたるR2のパフォーマンスの変化を補正するようにR1の値を計算できます。
ステップ5：回路をテストして微調整します
温度補償回路を構築したら、異なる温度条件下でそれをテストして、そのパフォーマンスを評価します。補償されているコンポーネントの出力を測定し、目的の値と比較します。必要に応じて、最良の補償効果を達成するために、R1の値やサーミスタの選択などの回路パラメーターを調整します。
実用的な考慮事項
温度補償回路でサーミスタを使用する場合、留意すべきいくつかの実際的な考慮事項があります。
サーマルカップリング
サーミスタが補償されているコンポーネントと良好な熱接触していることを確認してください。これは、サーマルペーストを使用するか、コンポーネントの近くにサーミスタを物理的に取り付けることで実現できます。サーミスタがコンポーネントの温度を正確に感知しない可能性があるため、熱カップリングが不十分な場合、補償が不正確になる可能性があります。
自己加熱
サーミスタは、電流がそれらを流れると熱を発生させる可能性があり、抵抗に影響を与え、補償にエラーを導入できます。自己加熱を最小限に抑えるには、回路で低電流を使用するか、低電力評価のサーミスタを選択します。
ノイズと干渉
サーミスタは、補償の精度に影響を与える可能性のある電気ノイズと干渉に敏感です。適切なシールドとフィルタリング技術を使用して、回路のノイズと干渉を減らします。
結論
温度補償回路でサーミスタを使用することは、さまざまな温度条件下で電子デバイスの安定性と精度を改善する効果的な方法です。このブログ投稿で概説されている手順に従って、実際的な考慮事項を検討することにより、信頼できる温度補償回路を設計および実装できます。
温度補償アプリケーションのためにサーミスタを購入することに興味がある場合、またはサーミスタの選択または回路の設計について質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。私たちは、お客様のニーズを満たすための幅広い製品と技術的な専門知識を備えたプロのサーミスタサプライヤーです。
参照
- 「サーミスタハンドブック」 - 主要なサーミスタメーカーから入手できます。
- 「温度補償用の電子回路設計」 - 電子回路設計に関するさまざまな教科書。
