ntc熱敏電阻測溫原理

　　NTC是NegaTIve Temperature Coefficient 的縮寫，意思是負的溫度系數，泛指負溫度系數很大的半導體材料或元器件，所謂NTC熱敏電阻器就是負溫度系數熱敏電阻器。它是以錳（Mn）、鈷（Co）、鎳（Ni）、鋁（Al）、鋅（Zn）等兩種或者兩種以上高純度金屬氧化物為主要材料， 經共同沉淀或水熱法合成的納米粉體材料，后經球磨充分混合、等靜壓成型、高溫燒結、半導體切片、劃片、玻封燒結或環氧包封等封結工藝制成的接近理論密度結構的半導體電子陶瓷材料，這些金屬氧化物材料都具有半導體性質，因為在導電方式上完全類似鍺、硅等半導體材料。它具有電阻值隨著溫度的變化而相應變化的特性。溫度低時，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數目增加，所以電阻值降低。NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在100~1500000歐姆，溫度系數-2%~-5%。其電阻率和材料參數（B值）隨材料成分比例、燒結溫度、燒結氣氛和結構狀不同而變化，這種具有負溫度系數特征的熱敏電阻具有靈敏度高、穩定性好、響應快、壽命長、成本低等特點，NTC熱敏電阻器可廣泛應用于溫度測量、溫度補償、抑制浪涌電流等場合。

　　ntc熱敏電阻測溫電路圖（一）

　　為了確保功率半導體元件、邏輯元件、微控制器和處理器正常運行，必須極力避免過熱現象。憑借緊湊的尺寸（如EIA0402），新型SMDNTC熱敏電阻可直接置于微控制器及電路板上的其他熱點附近。由于焊點與電路板可形成良好的熱接觸，而且元件的自發熱微乎其微，因此新型熱敏電阻能夠對半導體敏感部件進行高精度溫度監測。由于愛普科斯（EPCOS）SMDNTC熱敏電阻具有極高的耐熱沖擊性能，因此該系列熱敏電阻不僅適合回流焊接工藝，而且適合波峰焊接。設計人員可將熱敏電阻放置在電路板底面，如微控制器背面，確保即使大尺寸微控制器也能形成極佳的熱接觸。下圖展示了典型的微控制器保護電路。

　　ntc熱敏電阻測溫電路圖（二）

　　在LED照明系統中，SMDNTC熱敏電阻既能幫助實現較高發光效率，也能延長LED的使用壽命。LED光源效率很大程度上取決于半導體結的溫度。由于極端溫度將導致功率退化加快、光強減弱、色偏以及使用壽命顯著縮短，甚至導致LED系統完全損壞，而溫度過低則會導致發光效率降低，進而導致每體積單位的流明值降低，因此客戶必須極力避免此類現象發生。為了獲得最大效率，溫度必須處于規定的最佳溫度范圍內（典型的LED應用為70℃至90℃）。

　　如果LED電路安裝了SMDNTC熱敏電阻，最佳工作溫度的每一次變化都會引起NTC部件阻值的顯著變化。經過比較器評估，流經LED的電流會隨即減少，LED的功率損耗也會隨之降低，進而延長使用壽命。下圖展示了相應的電路。我們提供配備愛普科斯（EPCOS）SMDNTC熱敏電阻的樣品工具包，專供LED照明系統開發人員使用。

　　除了標準系列，我們還開發了汽車系列。新型汽車系列NTC熱敏電阻已通過AEC-Q200認證，適合最高溫度+150℃的應用，可用于ECU、空調系統等汽車電子設備及電池溫度監測或充電系統。

　　ntc熱敏電阻測溫電路圖（三）

　　先進的充電技術不僅需要電池具備盡可能大的容許溫度，而且還需確保最高容許溫度下的充電電流低于電池最大充電電流。當充電電流導致電池達到溫度上限時，充電電池必須非常準確地減小電流，避免發生損壞。電池溫度變化檢測越準確、越迅速，充電電流調節就越精確、越快速。這一技術既能確保電池在最短的時間內完成充電，也能避免電池過熱。

　　對于快速充電等應用，有必要也測量環境溫度，以避免環境與電池之間的溫差過大。為此，客戶需將第二個NTC熱敏電阻直接置于至充電電路板上。下圖展示了此類典型電路。

　　ntc熱敏電阻測溫電路圖（四）

　　D-53為NTC熱敏電阻溫度傳感器（temperaturesensor）25度時電阻5K控溫范圍0-150度

　　ntc熱敏電阻測溫電路圖（五）

　　參見圖中所示的簡單直流橋式電路，用于使用熱敏電阻生產廠家進行精密測量。電阻R2和R3的正確選擇將消除ΔV的平均DC值。

　　ntc熱敏電阻測溫電路圖（六）

 

　　如圖2為熱敏電阻傳感器運用同相放大電路進行溫度測量的接口電路，該接口電路利用電阻器對熱敏電阻傳感器進行線性化，接口電路有電壓模式和電阻模式。二者的作用都是實現線性化。圖2用固定電阻器R1就可以實現線性化，稱為電壓模式。

　　電阻R1將熱敏電阻的電壓拉升到參考電壓，一般它與ADC的參考電壓一致，因此如果ADC的參考電壓是5V，Vref也將是5V。熱敏電阻和電阻串聯產生分壓，其阻值變化使得節點處的電壓V1也產生變化，該電路的精度取決于熱敏電阻和電阻的誤差以及參考電壓的精度。