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Gestione termica con termistori PTC

 termistori PTC B59601

Gestione e controllo della temperatura su più punti con un unico circuito con termistori PTC della serie B59601 della famiglia EPCOS.

La gestione termica, oggi

La gestione termica ha tutt'oggi un ruolo sempre più importante a causa dell'aumento della miniaturizzazione dei prodotti, del consumo di energia e di una maggiore affidabilità all'interno dei sistemi spesso con un alto numero di hot spot (punti in cui si sospettano aumenti di temperatura critica).

Le tecniche di misurazione della temperatura spesso utilizzano sensori, come una PT100 o un termistore NTC, la cui resistenza cambia linearmente con il variare della temperatura. Una resistenza specifica corrisponde ad una temperatura prestabilita. Questa resistenza è spesso integrata in un partitore di tensione per la registrazione della temperatura in eccesso. Quest'ultimo può quindi essere collegato ad una tensione specifica di uscita. Generalmente questa tensione viene spesso applicata a un controller o a un op-amp collegato ad un comparatore che innesca una specifica azione come ad esempio lo spegnimento del sistema o l'attivazione di un processo di raffreddamento.

I limiti di questo concetto emergono quando ci sono diversi punti critici di aumento della temperatura contemporaneamente all'interno del sistema e richiedono tutti un monitoraggio costante. In questo caso infatti sarebbe necessario un sensore dedicato per ogni punto, il che porta ovviamente ad un aumento degli sforzi per lo sviluppo, un maggiore utilizzo di componenti e un'impennata dei costi di produzione.

Termistori PTC B59601 EPCOS

L'unico prodotto che propone una soluzione per il monitoraggio simultaneo di più punti caldi sono i termistori PTC della serie B59601 della famiglia EPCOS. A basse temperature, il componente ha una bassa resistenza (R25 = 470 Ohm 50%). Alla temperatura specifica tuttavia, questo raggiunge un valore di 4,7 KOhm.

Gli EPCOS B59601 PTC sono disponibili con sensore di temperatura da 75 C a 135 C in passi di 10 K Ohm. Le caratteristiche della resistenza dei termistori PTC causano una curva ripida R/T: la resistenza è notevolmente più alta ad una temperatura specifica di 10 K superiore al valore specificato.

La PTC (B59601A0095B062) con sensore di temperatura specifico di 95C - 3K (4,7KO) ha una resistenza di oltre 40 kO a 105 C, per esempio. Questa curva R/T così ripida è una caratteristica unica dei sensori PTC di EPCOS. Il cambiamento ripido e veloce della resistenza permette il monitoraggio di alcuni hot spot in un unico circuito. Pertanto se dobbiamo monitorare diversi punti caldi su un circuito possiamo utilizzare questa soluzione per rilevare la temperatura in eccesso a circa 100 C. Una PTC unica della serie B59601 in versione SMT è collocata in ogni punto da monitorare. Grazie alla loro caratteristica tipicamente ripida tutte questi termistori PTC possono essere collegate in serie e sono in grado di assicurare un monitoraggio affidabile.

Caratteristiche dei termistori PTC B59601 Epcos

    Risposta rapida e affidabile
    Case size 0603
    Terminazioni Lead-free tinned
    Adatto per la saldatura di riflusso
    RoHS compatibile

Termistori PTC B59601 Epcos - Applicazioni

    Temperature management systems
    Over temperature protection

I termistori PTC Epcos sono disponibili da Farnell

 

 

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ritratto di FlyTeo

Wow

Delle specifiche tecniche di tutto rispetto!!! e prezzo non elevato! una combinazione perfetta. Possono essere davvero utilissimi in molti campi. Questo articolo va in parallelo a quello sui sensori di temperatura! ;-)

ritratto di Alex87ai

In realtà, ai fini

In realtà, ai fini dell'ampliamento del range di funzionamento lineare, i ptc vengono inseriti in un cosiddetto ponte di Wheatstone modificato, in cui si utilizza un opamp come generatore di corrente costante da far scorrere all'interno del PTC. I ptc, tra l'altro, hanno una caratteristica resistenza/temperatura che è altamente lineare in un range tutto sommato non così esteso, al contrario degli NTC la cui tecnologia costruttiva li rende lineari in un range più ampio! Interessanti le dimensioni di questi sensori...0603 è facilmente integrabile su scheda ma difficilmente applicabile, ad esempio, a contatto con un'aletta di dissipazione per la misura della temperatura. Per quest'ultima applicazione si preferiscono le termocoppie!!

ritratto di Antonio Mangiardi

scusa non ho capito come si

scusa non ho capito come si fa a monitorare diverse zone... mettendoli in serie, praticamente ho una serie di resistenze, quando la temperatusa sale su una di quelle aumenta la resistenza (se sono PTC) dovrei misurare la tensione ai capi di ogni resistenza quindi se ne metto 3 mi servono 2 operazionali giusto?

ritratto di Francesco12-92

beh ipoteticamente se usi un

beh ipoteticamente se usi un parallelo tra i sensori, la resistenza equivalente cambierà al variare di un delle tre che ti porterà una tensione diversa all'ingresso di un solo operazionale, non credi. Maglio ancora usare delle NTC invece delle PTC, perché, poiché il valore equivalente di un parallelo tra resistenze è sempre più piccolo della resistenza più piccola, appena sale la temperatura di una sola delle sonde, ti ritrovi una tensione molto alta ai capi, e quindi puoi effettuare ciò che devi fare, con operazionali, comparatori, convertitori, e chi più ne ha più ne metta.

ritratto di Antonio Mangiardi

ok, io mi riferivo a questa

ok, io mi riferivo a questa frase scritta nell'articolo --->"Grazie alla loro caratteristica tipicamente ripida tutte questi termistori PTC possono essere collegate in serie e sono in grado di assicurare un monitoraggio affidabile." <---
poi se li metti in parallelo diminuisce Req totale e sai in che punto si scalda di più se misuri la corrente in ogni ramo dato che i=V/R se aumenta una R, dimunuisce la corrente nel ramo in cui è posta e nel frattempo aumenta negli alrtri rami (sempre la corrente)... se invece li metti in serie, ad esempio, 2 resistenze in serie R1 e R2, hai 3 terminali giusto? Vcc GND e V' V'=Vcc*R2/(R1+R2) (che è la tensione partizionata tra le due.... che è la tensione su R2) e Vcc-V' che è la tensione su R1 ora, se varia la R2 ti cambiano entrambe le tensioni (sia che hai NTC che PTC) e non sai in che posto è aumentata la temperatura, non capisco dunque come mettendo in serie quei giochini riesci a monitorare parte per parte, la cosa che ti segnala è che da qualche parte si è scaldato quindi intervieni di conseguenza raffreddando il tutto. L'unico modo, per come la vado io, di monitorare tante parti diverse è piazzare tanti sensori quanti sono i posti da monitorare e misurare parte per parte.

ritratto di Francesco12-92

Il controllo della

Il controllo della temperatura ormai nei sistemi elettronici è fondamentale, perché aiuta a prevenire la rottura del dispositivo che magari si sta riscaldando troppo perché lavora molto, o ad alta frequenza, anche se questo è munito di rispettivo dissipatore di calore. Ormai la temperatura è il più grande nemico dei circuiti elettronici, e il fatto che i microchip si stanno rimpicciolendo sempre di più e lavorano a frequenze sempre più alte, non aiuta affatto. Personalmente mi è successo più di una volta che dei processori si sono rotti per l'alta temperatura, dalla scheda video del computer, mentre giocavo con un video game, alla scheda della TV che si è rotta, perché non era arieggiata opportunamente, e se ne sono andati tantissimi soldi per ripararla.

ritratto di FlyTeo

Ma dai!

Chi te l'ha venduta, se ti è successa davvero una cosa simile, si è preso altamente gioco di te perchè ti ha venduto un prodotto davvero scadente.
Il raffreddamento ormai, in qualsiasi componenete elettronico è fondamentale. E se qualche produttore non la pensa così ha sbagliato qualcosa. Ormai, con le potenze che ci sono in gioco, non esiste che un prodotto si rompa per le alte temperature. Che si possa danneggiare per un utilizzo prolungato o eccessivo o per sovraccarchi va bene. Ma che si rompa perchè non è raffreddato abbastanza proprio no. Non comprare più cose di quella casa :D

ritratto di Alex87ai

...anche se abbiamo esempi di

...anche se abbiamo esempi di consolle di gioco (come xbox 360 o la stessa playstation 3)che dopo un pò di tempo iniziano a presentare malfunzionamenti proprio perchè il processore o il prcessore grafico non sono adeguatamente dissipati in calore. Ho visto gente giocare con XBOX totalmente private del case esterno e con su montato un vero e proprio sistema di raffreddamento a liquido. A volte le case produttrici, soprattutto le più rinomate come Microsoft, ad esempio, giusto per correre in contro alle nuove esigenze di mercato sfornano prodotti non curati nei minimi dettagli, come appunto può essere la dissipazione dei dispositivi. Purtroppo come si dice, la gatta frettolosa fa i figli ciechi, e credo che questa sia un pò la filosofia di mercato di molte multinazionali che producono dispositivi complessi come le consolle o i computer.

ritratto di FlyTeo

Davvero..

Il proverbio ha ragione!! Mai come in questo caso..
Di recente e forse su questo sito ho visto in vendita una nintendo wii moddata per il raffreddamento a liquido..una cosa pazzesca!!!

ritratto di linus

non solo

Vi sono delle case famose di prodotti elettronici che per abbattere i prezzi riducono al minimo sia la progettazione che la realizzazione dei loro apparati per cui l'utente medio è attratto dalle caratteristiche dichiarate e dal prezzo inferiore rispetto alle concorrenti società, per poi accorgersi dopo pochi mesi di aver comprato qualcosa di inutile poichè di scarsa qualità e facilmente guastabile. Ovviamente l'assistenza fa quel che può, a volte sostituendo il prodotto con uno uguale, ma dopo poco tempo si ripresentano gli stessi difetti e problemi di quello che si è sostituito.

ritratto di Alex87ai

Purtroppo si ricade sempre

Purtroppo si ricade sempre nello stesso problema, le aziende cercano di essere concorrenziali a discapito degli acquirenti. Sappiamo quanto sia delicato, oggigiorno, l'aspetto della dissipazione termica dei dispositivi elettronici e nonostante ciò, proprio per risparmiare sui materiali e sulla progettazione (ma anche sul time to market) le grandi aziende preferiscono sottodimensionare o dimensionare a cavolo questi aspetti ancora una volta a pieno discapito dell'acquirente che si vede costretto ad inviare in assistenza il proprio device sperando che, dopo diversi mesi di attesa, il problema iniziale sia risolto (e sappiamo bene che nella stragrande maggioranza dei casi resta una speranza campata in aria)...Si arrivano a spendere fior di quattrini per qualcosa che già in partenza presenta degli handicap. Tornando al problema delle consolle, le grandi distributrici di questi sistemi al mondo sono essenzialmente Microsofot, Sony e Nintendo. Sono troppo poche e possono permetterselo di commettere errori (spesse volte voluti) perchè tanto, il cliente che ha acquistato la XBOX, sentendo dai media dell'uscita del nuovo modello performante in quello che si vuole, anche se ha subito l'esperienza della consolle andata a prostitute per effetto di un impianto di dissipazione termica maldimensionato, non si porrà assolutamente il problema di acquistare il nuovo ritrovato perchè l'esperienza di gioco della nuova consolle è davverso senza precedenti...ecco cosa spinge le grandi multinazionali a prendersi la libertà di sbagliare, tanto comunque si è in pochi in questo settore e gira e gira l'acquirente malcapito ricadrà sempre nelle loro grinfie...questo è poco ma sicuro (e sperimentato visto che ci sono delle vere e proprie statistiche che lo dimostrano).

 

 

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