NTC熱敏電阻簡介

　　NTC熱敏電阻是一種由錳（Mn）、鎳（Ni）、銅（Cu）等成分構成的氧化物燒結體。NTC熱敏電阻是一種隨著溫度的變化其電阻阻值呈相反趨勢變化，且變化率極大的半導體電阻器。通常熱敏電阻可用在溫度檢測、溫度補償、防浪涌等場合。

　　NTC熱敏電阻的阻值（RT）與熱力學溫度（T）的典型關系曲線如下圖所示，可見隨著溫度的升高，RT迅速減小。

　　上述關系可采用下式的指數關系表示。

　　其中，式中RT0為熱敏電阻在溫度T0（熱力學溫度）下的阻值，B為熱敏指數，與熱敏電阻的半導體材料和加工工藝有關。

　　1. 溫度傳感器及非線性校正

　　NTC熱敏電阻是一類在工業測溫領域應用相當廣泛的溫度傳感器。與半導體集成溫度傳感器相比，NTC熱敏電阻具有測溫范圍寬、使用方便、價格低廉等特點;與鉑熱電阻或熱電偶相比，NTC熱敏電阻具有靈敏度高、電路簡單、價格低廉的特點。

　　熱敏電阻的溫度測量范圍可達-100℃ ~500℃ ，其靈敏度可達-44000ppm/ ℃（25℃ 時），其實際使用尺寸十分靈活，可小至0.01英寸或更小的直徑，最大幾乎沒有限制。額定室溫電阻取決于其半導體材料、大小、形狀以及電極的接觸面積，厚而窄的熱敏電阻具有相對較高的阻值，而形狀薄而寬的則具有較低的阻值。

　　由于用作溫度傳感器時，通常需要較好的線性度。但熱敏電阻的阻值與溫度之間呈指數關系變化，在較大溫度范圍內，阻值與溫度的關系具有比較嚴重的非線性。此時，進行非線性較正會取得較好的效果。

　　通常采用的NTC熱敏電阻非線性校正的方式是采用一個溫度系數較小的固定電阻與熱敏電阻并聯，這種方法簡單易用且校正效果較好，它具有將NTC熱敏電阻曲線冷端向下拉的作用。

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　　上圖表示熱敏電阻本身的溫度特性曲線及并聯電阻進行校正后的溫度特性曲線。兩個電阻并聯時，較低電阻值的作用更大，在冷端（接近T1）熱敏電阻值阻值較高，并聯固定電阻起主要作用，熱敏電阻自身較陡峭的阻值變化（大溫度系數）由于固定電阻的作用而變得平坦;而熱端（接近T4），熱敏電阻相對于固定電阻阻值較低，因此熱敏電阻的阻值變化作用明顯。

　　對于并聯校正采用的固定電阻阻值可采用下式確定。

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　　式中RT1為測溫范圍內最低溫度時熱敏電阻的阻值，RT3為溫度范圍內最高溫度時的阻值，而RT2為溫度范圍內的中間點時熱敏電阻阻值。

　　經過校正的熱敏電阻溫度特性曲線為非常平坦的S形，S形的中點接近于校正溫度中點。在校正溫度范圍內，測溫誤差較小，超過量程后誤差增加十分明顯。為了解整個溫度范圍的誤差情況，可采用excel或者matlab等數學工具對不同溫度的校正情況進行詳細計算。

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　　2. 防浪涌保護

　　NTC熱敏電阻的另一個非常廣泛的用途就是電源的防浪涌電流保護，示意圖如下圖所示。

　　由于在整流濾波電路中，為了避免電子電路開機瞬間由于容性負載充電而產生的瞬間浪涌電流，通常在電源電路中串接一個功率型的NTC熱敏電阻。這樣能夠有效的抵制開機時的浪涌電流，并且在完成抵制浪涌電流作用后，由于通過電流的持續作用，NTC熱敏電阻的阻值將下降到非常小的值，消耗功率很小可以忽略，不會對電路的正常工作造成影響。所以在中小功率電源電路中，采用功率型NTC熱敏電阻器抵制開機浪涌電流的方法得到廣泛應用。

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　　功率型熱敏電阻的主要參數有：最大穩態電流、R25阻值、耗散系數、B值等。

　　最大穩態電流 是指熱敏電阻在25℃ 環境溫度下允許施加在熱敏電阻上的最大持續電流值。這個值必須高于實際電路中熱敏電阻工作電流值。

　　R25阻值 是指熱敏電阻的設計阻值，即25℃ 下的零功率電阻值（通常阻值精度在20%左右）。這個值可以表示熱敏電阻的在啟機瞬間的限流能力。

　　B值 是熱敏系數，為兩個溫度下零功率電阻值的自然對數之差與這兩個溫度的倒數之差的比值（可見熱敏電阻溫度特性公式）。B值越大，殘留電阻越小，工作溫升也就越小。

　　耗散系數 是指在規定環境溫度下，器件本身耗散功率變化與相應溫度變化的比值。

　　熱時間常數 是指在零功率條件下，當溫度發生突變時，熱敏電阻表面溫度談何開始到結束，所需時間的63.2%的時間值。

　　一般熱時間常數與耗散系數乘積越大，熱敏電阻的熱容量越大，抵制浪涌電流的能力也就越強。