NTC热敏电阻提供汽车与摩托车过热保护

 行业动态     |      2022-07-14 09:33:27    |      作者

热敏电阻广泛使用于温度检测,以避免设备过热造成故障,其应用范围也相当多样,小至可穿戴设备与手机,大至汽车与工业设备,是电子产品中相当重要的保护器件。本文将为您介绍热敏电阻的类型与应用发展,以及由Murata推出的汽车用NTC热敏电阻的功能与特性。

热敏电阻的电阻值会随温度的变化而改变

热敏电阻是一种传感器电阻,电阻值会随着温度的变化而改变,且阻值随温度的变化范围较一般的固定电阻要大很多,热敏电阻属可变电阻的一类,可做为温度侦测、电路开关、涌流抑制、电机延时启动与过热保护,广泛应用于各种电子器件中,例如涌浪电流限制器、温度传感器、可复式保险丝、及自动调节的加热器等。

不同于电阻温度计使用纯金属,在热敏电阻器中使用的材料通常是陶瓷。两者也有不同的温度响应性质,电阻温度计适用于较大的温度范围,而热敏电阻通常在有限的温度范围内实现较高的精度,通常是在-40℃〜150℃之间。

热敏电阻是电阻随温度变化而变化的电子零部件,根据电阻的变化,热敏电阻分为以下两种类型,包括NTC(负温度系数)热敏电阻与PTC(正温度系数)热敏电阻。NTC热敏电阻的电阻会随温度升高而下降,电阻值会产生3〜5%/℃的变化,可用于温度传感、补偿和浪涌电流抑制。PTC热敏电阻的电阻在某一温度前保持恒定,在到达某一临界温度时电阻会突然增加,可用于过热检测、过流保护、浪涌电流抑制和加热器。本文将重点介绍NTC热敏电阻,及其在汽车领域的应用。

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NTC热敏电阻在汽车产业应用广泛

NTC热敏电阻的材料主要是由锰(Mn)、镍(Ni)、钴(Co)等成分的氧化物烧制而成的陶瓷,此陶瓷形成了电极,其外观形状一般有引线型、片状型等。使用陶瓷材料技术的NTC热敏电阻在汽车中应用范围很广,比如,传统汽车照明系统需要温度监控,还有汽车空气质量传感器或压力传感器(MAF/MAP)、加速度传感器也需要温度监测,而太阳诚集团2138源汽车的电池管理系统(BMS)、逆变器、DC-DC转换器,则对车载温度监测有更多要求。

此外,NTC热敏电阻也开始被用在自动驾驶的毫米波、激光雷达、ADAS(先进驾驶辅助系统)等系统中,应用NTC热敏电阻检测温度,当温度过高时便驱动主动冷却(风扇)装置,使系统保持在适当的温度条件,以维持稳定的运作。

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汽车与摩托车市场都须采用高信赖度的NTC热敏电阻

Murata对信赖性要求很高的汽车市场,推出了NCU系列NTC热敏电阻,这是SMD贴片型温度传感器,NCU系列的外电极是由铜制成的,在高湿度环境下提高了可靠性,防止了电子迁移。NCU系列主要用在高可靠性的温度检测,能够实现宽温度范围的温度检测和温度补偿功能,可使耐热性差的器件不被热量破坏,也可使那些当温度上升时精度便会不准的器件,也能够良好地运作。

SMD贴片型NTC热敏电阻是太阳诚集团2138度的半导体器件(如图像传感器、激光二极管)的理想搭档,这些半导体器件的灵敏度和精度会随着环境温度的变化而发生改变,所以需要使用NTC热敏电阻来检测环境温度从而进行补偿。此外,随着使用时间的增加以及测量温度的升高,器件的损耗也会变大,NTC热敏电阻可以有效检测器件的真实温度,以防止过热,保护器件使用寿命,以提高系统的可信赖性。

另一方面,NTC热敏电阻也可用在电动汽车的DC-DC/逆变器、OBC等系统中,用于检测功率器件温度,防止过热,保护器件使用寿命,可以检测每个(12V / 48V)保护单元的温度,以调节DCDC转换器的运行速度,提高安全性。NTC热敏电阻若用在BMS(电池管理系统)中,可用于检测电芯(cell)以及BMS基板温度,防止过热,保护器件使用寿命。

在较低功率的电动摩托车应用中,也需要在BMS、OBC与逆变器上采用大量的热敏电阻,像是在数字仪表板、LED灯光、AD/DC、DC/DC转换器、电池模块,BMS、电机控制器等,都需要采用SMD贴片型NTC热敏电阻进行保护,以防止器件过热,提高系统的运作稳定性。

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NTC热敏电阻的多样规格可满足车载应用需求

Murata 的 NTC 热敏电阻规格相当多样,客户可以从产品名称上得知的规格特性,产品名称上包括产品ID、系列、尺寸(L x W)、温度特性、电阻、电阻容差、个别规格与封装等信息,其中包括NCU15系列(车载用途)为1.0x0.5mm/0.4x0.2inch(车载用途),NCU18系列(车载用途)为6x0.8mm/0.6x0.3inch(车载用途),您可以到Murata的官网进行查询,以了解更详细的产品规格与特性。

针对汽车应用市场,Murata也有一些推荐的IC和热敏电阻的列表组合,以协助客户从热敏电阻开始设计。以ADAS应用为例,若采用Renesas的R-CarH3芯片,则可以搭配NCU18XH103F6SRB或NCU15XH103F6SRC热敏电阻,针对IVI/TCU(车载信息娱乐系统/车载信息控制单元)应用,若采用Samsung的Exynos8890 V3,或是Renesas的R-Car-M3、R-Car-M2,还是Qualcomm的Snapdragon SA8155,均可搭配NCU18XH103F6SRB或NCU15XH103F6SRC,若采用Mediatek的MT2712,则可采用NCU18WF104F6SRB或NCU15WF104F6SRC。若有其他的应用需求,欢迎向Murata或艾睿电子联系,以获得更多信息。

结语

随着汽车电子化的速度越来越快,无论是燃油车还是混合/纯电动车,都采用越来越多的电子设备,使用越来越多的电子零部件,这些零部件在汽车这个严苛应用环境下,更需要NTC热敏电阻来检测温度,来提供更佳的系统安全保护。Murata提供完整、高质量的NTC热敏电阻产品线,将可以满足汽车市场追求高稳定性的应用需求。