NTC电阻
01. 基本定义
NTC(Negative Temperature Coefficient),是负温度系统热敏电阻,与温度成反比,温度越高则电阻越低。相对应的有PTC(Positive Temperature Coefficient),是正温度系数热敏电阻,温度越高则电阻也越高。
02. 基本特性
NTC热敏电阻基本特性包含:
零功率电阻值RT:在规定温度下测得的热敏电阻气的直流电阻值,如果温度没有特别的规定,一般定义为25°。 自热导致的电阻值变化相对于总的测量误差,可以忽略不计。一般对NTC热敏电阻的零功率测量是在恒温槽中进行,而影响总的测量误差有两个主要因素:一是通过NTC热敏电阻的电流,二是恒温槽精度。而减少通过NTC热敏电阻的电流的方法比较多,一但电流下降到一定程度,影响测量误差的往往是恒温槽的精度。
B常数:热敏电阻的电阻值随温度变化而变化的敏感程度的指数,越高就越敏感,单位为K。
热耗散系数:热敏电阻耗散功率变化和相应的温升值之间的比值,单位mW/℃。
热时间常数:热敏电阻热性能反应程度的常数,以秒为时间单位,一般为25°C上升至85°C再下降。
最大稳态电流:热敏电阻能够连续施加电流的最大值。
残余电阻值:当热敏电阻器上通过最大电流且达到稳定状态时的电阻值。这是热敏电阻通电时电工消耗的刻度,最大电流相同情况下,参与电阻值越小消耗的功率就越小,热敏电阻温度升的就越少,热敏电阻就越好,单位mΩ。
最大允许电容容量:在负载状态下,与一个热敏电阻连接的电容器的最大允许电容量。单位nF。
03. 基本用途
NTC有三大作用,包括
抑制浪涌:主要抑制电源输入开关瞬间的浪涌电流。因为电源开关瞬间,输入的浪涌电流很大,为了减小浪涌电流,串负温热敏电阻,当输入电流稳定后,由于热敏电阻温度升高,阻值大幅下降,相当于没有电阻,降低了功耗。(浪涌电流指电源接通瞬间,流入电源设备的峰值电流。由于输入滤波电容迅速充电,所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。电源应该限制AC开关、整流桥、保险丝、EMI滤波器件能承受的浪涌水平。反复开关环路,AC输入电压不应损坏电源或者导致保险丝烧断。)
测温:NTC的电阻值和温度是呈现一定的比例关系的,与B系数强相关,与温度关系如图:
各个厂家的Datasheet都会写明该公式,公式如下:Rt=Rn*EXP(B*(1/T-1/Tn)),其中:
1.Rt是热敏电阻的当前阻值;
2.R是热敏电阻在Tn常温下的标称阻值;
3.B值是热敏电阻的温度系数;
4.EXP是e的n次方;
5.这里T和Tn指的是K度即开尔文温度,K度=273.15(绝对温度)+摄氏度;
6.T为当前温度;Tn为常温25℃;
比如B值为3950的10K阻值的NTC,10K就是25℃时的阻值,B值为3950。通过以上公式就可以确立阻值和温度的关系。
温度补偿
在各种交、直流电路中,大部分的元器件都具有正温度系数特性,如线圈、LCD显示屏、晶体管、石英振荡器等。精密电路或对温度特别敏感的元器件受到温度影响后,会产生零点温度漂移或灵敏度随温度漂移,引起比如信号失真、扬声器的声音走调、石英震荡器频率波动、性能不稳等现象。而要在相当广的温度范围内获得良好的工作状态,保持阻值稳定,选用一个或多个NTC热敏电阻与之配合使用,利用NTC热敏电阻的负温度特性可抵消温度对电路中元件特性的影响,起到温度补偿的作用,使电路在较宽的温度范围稳定可靠地工作。通俗点就是抵消温漂的措施,称为温度补偿。基本原理都是将合金铜丝电阻与NTC热敏电阻并联后再与被补偿元器件一起串联。如图:
04. 锂电池NTC测试
锂电池电池端除正负极外,还有一根NTC线电池,规格书中NTC测试一般理解为最大截止充电保护温度的测试。具体测试方式为:
1. 在供应商提供的电池温度检测点,监测温度值 (热电偶放在你们规定的电池位置)
2. 剪断电池的红色线,在红色线上串一个电流表;监测电池充放电电流
3. 在电池的红色线和黑色线之间并联电压表;监测电池充放电电压
4. 将待机的产品放到温箱中,将温箱温度调到供应商规定的电池表面最高温度值;
5. 通过热电偶监测供应商规定的电池表面温度值,调控温箱内的温度值,使这个热电偶的温度达到供应商要求的最大充电温度值
6. 将设备用5VDC供电,读取电流值;
7. 判定标准 :当电池组温度超过最高规定充电温度时,电池组充电电路应中止充电。当电池组温度低于最低规
定充电温度时,电池组充电电路应将电流限制在电池组制造商规定的值以内。