서미스터의 성능을 판단하고 적합한 제품을 선택하려면 기술적 매개변수와 적용 시나리오를 모두 종합적으로 고려해야 합니다. 자세한 가이드는 다음과 같습니다.
I. 서미스터의 품질을 판단하는 방법은?
주요 성과 매개변수는 평가의 핵심입니다.
1. 정격 저항 값(R25):
- 정의:특정한 기준 온도(일반적으로 25°C)에서의 저항값입니다.
- 품질 판단:공칭값 자체는 좋거나 나쁘다는 것이 아닙니다. 핵심은 응용 회로의 설계 요구 사항(예: 전압 분배기, 전류 제한)을 충족하는지 여부입니다. 일관성(동일 배치 내 저항값의 분포)은 제조 품질을 나타내는 중요한 지표이며, 분포가 작을수록 좋습니다.
- 메모:NTC와 PTC는 25°C에서 저항 범위가 매우 다릅니다(NTC: 옴에서 메가옴, PTC: 일반적으로 옴에서 수백 옴).
2. B 값(베타 값):
- 정의:온도에 따른 서미스터 저항 변화의 민감도를 나타내는 매개변수입니다. 일반적으로 두 특정 온도 사이의 B 값을 나타냅니다(예: B25/50, B25/85).
- 계산 공식: B = (T1 * T2) / (T2 - T1) * ln(R1/R2)
- 품질 판단:
- 엔티씨:B 값이 높을수록 온도 민감도가 높고 온도에 따른 저항 변화가 더 가파릅니다. B 값이 높을수록 온도 측정 시 분해능은 높아지지만, 넓은 온도 범위에서 선형성이 떨어집니다. 일관성(배치 내 B 값 분산)이 매우 중요합니다.
- PTC:B 값(온도 계수 α가 더 일반적이지만)은 퀴리점 이하에서 저항 증가율을 나타냅니다. 스위칭 애플리케이션의 경우, 퀴리점 근처에서 저항 상승의 가파른 정도(α 값)가 중요합니다.
- 메모:다양한 제조업체는 서로 다른 온도 쌍(T1/T2)을 사용하여 B 값을 정의할 수 있습니다. 비교할 때 일관성을 유지하세요.
3. 정확도(허용 오차):
- 정의:실제 값과 공칭 값 사이의 허용 편차 범위. 일반적으로 다음과 같이 분류됩니다.
- 저항 값 정확도:25°C에서 명목 저항에 대한 실제 저항의 허용 편차(예: ±1%, ±3%, ±5%).
- B 값 정확도:실제 B 값과 공칭 B 값의 허용 편차(예: ±0.5%, ±1%, ±2%).
- 품질 판단:정확도가 높을수록 성능이 향상되지만, 일반적으로 비용이 더 많이 듭니다. 고정밀 애플리케이션(예: 정밀 온도 측정, 보상 회로)에는 고정밀 제품(예: ±1% R25, ±0.5% B 값)이 필요합니다. 정확도가 낮은 제품은 덜 까다로운 애플리케이션(예: 과전류 보호, 대략적인 온도 표시)에 사용할 수 있습니다.
4. 온도 계수(α):
- 정의:온도(일반적으로 기준 온도 25°C 근처)에 따른 저항 변화의 상대적 비율입니다. NTC의 경우 α = - (B / T²) (%/°C)입니다. PTC의 경우 퀴리점 아래에서 약간의 양의 α 값이 존재하며, 퀴리점 근처에서 급격히 증가합니다.
- 품질 판단:높은 |α| 값(NTC의 경우 음수, PTC의 경우 스위치 포인트 근처의 양수)은 빠른 응답이나 높은 감도가 필요한 애플리케이션에 유리합니다. 그러나 이는 유효 동작 범위가 좁아지고 선형성이 저하됨을 의미합니다.
5. 열 시간 상수(τ):
- 정의:제로 전력 조건에서 주변 온도가 단계적으로 변할 때 서미스터의 온도가 전체 차이의 63.2%만큼 변하는 데 걸리는 시간입니다.
- 품질 판단:시간 상수가 작을수록 주변 온도 변화에 더 빠르게 반응합니다. 이는 빠른 온도 측정이나 반응이 필요한 애플리케이션(예: 과열 방지, 기류 감지)에 매우 중요합니다. 시간 상수는 패키지 크기, 재료의 열용량, 열전도도의 영향을 받습니다. 작고 캡슐화되지 않은 비드 NTC는 가장 빠르게 반응합니다.
6. 소실상수(δ):
- 정의:서미스터의 전력 소모로 인해 주변 온도보다 서미스터의 온도를 1°C 높이는 데 필요한 전력(단위: mW/°C).
- 품질 판단:높은 손실 상수는 자기 발열 효과가 작음을 의미합니다(즉, 동일한 전류에서 온도 상승이 더 작음). 이는 정확한 온도 측정에 매우 중요한데, 자기 발열이 낮으면 측정 오차가 더 작기 때문입니다. 손실 상수가 낮은 서미스터(소형, 단열 패키지)는 측정 전류로 인해 심각한 자기 발열 오차가 발생할 가능성이 더 높습니다.
7. 최대 전력 정격(Pmax):
- 정의:지정된 주변 온도에서 서미스터가 손상이나 영구적인 매개변수 드리프트 없이 장기간 안정적으로 작동할 수 있는 최대 전력입니다.
- 품질 판단:충분한 여유(일반적으로 정격 출력 감소)를 가지고 애플리케이션의 최대 전력 소모 요건을 충족해야 합니다. 더 높은 전력 처리 용량을 가진 저항일수록 신뢰성이 높습니다.
8. 작동 온도 범위:
- 정의:서미스터가 정상적으로 작동할 수 있는 주변 온도 간격이며 매개변수는 지정된 정확도 한계 내에 유지됩니다.
- 품질 판단:범위가 넓을수록 적용 가능성도 커집니다. 적용 분야의 최고 및 최저 주변 온도가 이 범위 내에 있는지 확인하십시오.
9. 안정성 및 신뢰성:
- 정의:장기간 사용하거나 온도 순환 및 고온/저온 보관을 거친 후에도 안정적인 저항성과 B값을 유지하는 능력.
- 품질 판단:정밀 응용 분야에서는 높은 안정성이 필수적입니다. 유리 캡슐화 또는 특수 처리된 NTC는 일반적으로 에폭시 캡슐화보다 장기 안정성이 우수합니다. 스위칭 내구성(고장 없이 견딜 수 있는 스위칭 사이클 횟수)은 PTC의 핵심 신뢰성 지표입니다.
II. 필요에 맞는 서미스터를 선택하는 방법은?
선택 프로세스에는 성능 매개변수를 애플리케이션 요구 사항에 맞추는 작업이 포함됩니다.
1. 애플리케이션 유형 식별:이것이 기초입니다.
- 온도 측정: NTC정확도(R 및 B 값), 안정성, 작동 온도 범위, 자기 발열 효과(소산 상수), 응답 속도(시간 상수), 선형성(또는 선형화 보상 필요 여부), 그리고 패키지 유형(프로브, SMD, 유리 캡슐화)을 중점적으로 고려하십시오.
- 온도 보상: NTC(트랜지스터, 크리스털 등의 드리프트를 보상하는 데) 일반적으로 사용됩니다. NTC의 온도 특성이 보상 대상 부품의 드리프트 특성과 일치하는지 확인하고, 안정성과 정확성을 우선시하십시오.
- 돌입 전류 제한: NTC선호됩니다. 주요 매개 변수는 다음과 같습니다.공칭 저항 값(초기 제한 효과 결정), 최대 정상 상태 전류/전력(정상 작동 중 처리 용량을 결정함),최대 서지 전류 내성(특정 파형에 대한 I²t 값 또는 피크 전류) 및복구 시간(전원을 끈 후 낮은 저항 상태로 식는 데 걸리는 시간으로, 잦은 스위칭 애플리케이션에 영향을 미침).
- 과열/과전류 보호: PTC(재설정 가능한 퓨즈)가 일반적으로 사용됩니다.
- 과열 보호:퀴리점이 정상 작동 온도의 상한보다 약간 높은 PTC를 선택하십시오. 트립 온도, 트립 시간, 리셋 온도, 정격 전압/전류에 유의하십시오.
- 과전류 보호:회로의 정상 작동 전류보다 약간 높은 유지 전류와 손상을 유발할 수 있는 수준보다 낮은 트립 전류를 갖는 PTC를 선택하십시오. 주요 매개변수로는 유지 전류, 트립 전류, 최대 전압, 최대 전류, 트립 시간, 저항 등이 있습니다.
- 액체 레벨/흐름 감지: NTC일반적으로 자체 발열 효과를 활용하여 사용됩니다. 주요 매개변수로는 손실 상수, 열 시간 상수(응답 속도), 전력 처리 성능, 그리고 패키지(매체 부식에 대한 내구성 필요)가 있습니다.
2. 주요 매개변수 요구 사항 결정:애플리케이션 시나리오에 따라 요구 사항을 정량화합니다.
- 측정 범위:측정할 최소 및 최대 온도입니다.
- 측정 정확도 요구 사항:허용되는 온도 오차 범위는 얼마입니까? 이에 따라 필요한 저항과 B 값 정확도 등급이 결정됩니다.
- 응답 속도 요구 사항:온도 변화는 얼마나 빨리 감지해야 합니까? 이는 필요한 시간 상수를 결정하며, 이는 패키지 선택에 영향을 미칩니다.
- 회로 인터페이스:회로에서 서미스터의 역할(분압기? 직렬 전류 제한기?). 이는 필요한 공칭 저항 범위와 구동 전류/전압을 결정하며, 이는 자체 발열 오차 계산에 영향을 미칩니다.
- 환경 조건:습도, 화학적 부식, 기계적 응력, 절연 필요성 등은 패키지 선택에 직접적인 영향을 미칩니다(예: 에폭시, 유리, 스테인리스 스틸 외장, 실리콘 코팅, SMD).
- 전력 소비 한도:회로는 얼마나 많은 구동 전류를 공급할 수 있습니까? 허용되는 자기 발열 온도 상승은 얼마입니까? 이는 허용 가능한 손실 상수와 구동 전류 수준을 결정합니다.
- 신뢰성 요구 사항:장기간 높은 안정성이 필요하신가요? 잦은 스위칭에도 견뎌야 하나요? 높은 전압/전류 내성이 필요하신가요?
- 크기 제약:PCB 공간? 장착 공간?
3. NTC 또는 PTC를 선택하세요:이는 일반적으로 1단계(신청 유형)에 따라 결정됩니다.
4. 특정 모델 필터링:
- 제조업체 데이터시트를 참조하세요.이것이 가장 직접적이고 효과적인 방법입니다. 주요 제조업체로는 Vishay, TDK(EPCOS), Murata, Semitec, Littelfuse, TR Ceramic 등이 있습니다.
- 일치 매개변수:2단계에서 확인한 주요 요구 사항을 기반으로 공칭 저항, B 값, 정확도 등급, 작동 온도 범위, 패키지 크기, 소산 상수, 시간 상수, 최대 전력 등의 기준을 충족하는 모델에 대한 데이터시트를 검색합니다.
- 패키지 유형:
- 표면 실장 소자(SMD):소형으로 고밀도 SMT에 적합하며, 가격이 저렴합니다. 응답 속도가 중간이고, 손실 계수가 중간이며, 처리 전력이 낮습니다. 일반적인 크기: 0201, 0402, 0603, 0805 등
- 유리 캡슐화:매우 빠른 응답 속도(작은 시상수), 우수한 안정성, 고온 내성을 지녔습니다. 작지만 깨지기 쉽습니다. 정밀 온도 프로브의 핵심으로 자주 사용됩니다.
- 에폭시 코팅:가격은 저렴하고 보호 기능은 어느 정도 있습니다. 응답 속도, 안정성, 내열성은 보통 수준입니다.
- 축/방사형 리드:비교적 높은 전력 처리가 가능하고, 손으로 납땜하거나 구멍을 통해 장착하기 쉽습니다.
- 금속/플라스틱 케이스 프로브:설치 및 고정이 간편하며, 단열, 방수, 내식성, 기계적 보호 기능을 제공합니다. 반응 속도가 느립니다(하우징/충전재에 따라 다름). 안정적인 설치가 필요한 산업 및 가전제품에 적합합니다.
- 표면 실장 전원 유형:고전력 돌입 제한, 대형 크기, 강력한 전력 처리를 위해 설계되었습니다.
5. 비용과 가용성을 고려하세요:안정적인 공급과 적정한 리드타임을 갖추고 성능 요건을 충족하는 비용 효율적인 모델을 선택하세요. 고정밀, 특수 패키지, 빠른 응답을 제공하는 모델은 일반적으로 가격이 더 비쌉니다.
6. 필요한 경우 테스트 검증을 수행합니다.정확도, 응답 속도 또는 신뢰성과 관련된 중요한 응용 분야의 경우 실제 또는 시뮬레이션된 작동 조건에서 샘플을 테스트합니다.
선택 단계 요약
1. 요구 사항 정의:어떤 용도로 사용되나요? 무엇을 측정하나요? 무엇을 보호하나요? 무엇을 보상하나요?
2. 유형 결정:NTC(측정/보상/제한) 또는 PTC(보호)?
3. 매개변수 정량화:온도 범위? 정확도? 응답 속도? 전력? 크기? 환경?
4. 데이터시트 확인:필요에 따라 후보 모델을 필터링하고 매개변수 표를 비교합니다.
5. 리뷰 패키지:환경, 설치, 응답에 따라 적합한 패키지를 선택하세요.
6. 비용 비교:요구사항을 충족하는 경제적인 모델을 선택하세요.
7. 검증:중요한 응용 분야에 대한 실제 또는 시뮬레이션 조건에서 샘플 성능을 테스트합니다.
성능 매개변수를 체계적으로 분석하고 특정 애플리케이션 요구 사항과 결합함으로써 서미스터 품질을 효과적으로 판단하고 프로젝트에 가장 적합한 서미스터를 선택할 수 있습니다. "최고의" 서미스터는 없으며, 특정 애플리케이션에 "가장 적합한" 서미스터만 있다는 점을 명심하십시오. 서미스터 선택 과정에서 자세한 데이터시트는 가장 신뢰할 수 있는 참고 자료입니다.
게시 시간: 2025년 6월 15일