Как сделать позистор своими руками

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 05.10.2024

Наш проект живет и развивается для тех, кто ищет ответы на свои вопросы и стремится не потеряться в бушующем море зачастую бесполезной информации. На этой странице мы рассказали (а точнее - показали :) вам Как сделать терморезистор своими руками . Кроме этого, мы нашли и добавили для вас тысячи других видеороликов, способных ответить, кажется, на любой ваш вопрос. Однако, если на сайте все же не оказалось интересующей информации - напишите нам, мы подготовим ее для вас и добавим на наш сайт!
Если вам не сложно - оставьте, пожалуйста, свой отзыв, насколько полной и полезной была размещенная на нашем сайте информация о том, Как сделать терморезистор своими руками .

Титанат бария (BaTiO₃) — сегнетоэлектрическое вещество, впервые определённое (идентифицированное) учёными в 1944 году. Удельное сопротивление титаната бария при комнатной температуре становится полупроводником с контролируемой валентностью n-типа, обладающим сопротивлением 1 -10 6 Ом * см. Но для этого титанат бария необходимо дополнить небольшим количеством редкоземельных элементов. Впервые нечто подобное учёные изготовили в 1951 году. А спустя ещё десять лет (в 1961 году), существующую базу радиодеталей дополнил позистор – электронный компонент, запущенный в массовое производство.

Позистор – описание функциональности электронного элемента

Позистор — фактически термистор, обладающий положительным температурным коэффициентом (термистор PTC). Если для стандартного термистора обычным явлением отмечается уменьшение сопротивления с увеличением температуры, позистор действует несколько иначе.

Сопротивление термистора PTC (позистора) резко возрастает, когда температура прибора превышает определённое значение. По сути, позистор увеличивает значение сопротивления при повышении температуры.

Позистор имеет сопротивление — температурные характеристики, которые вызывают экспоненциальное увеличение сопротивления, когда температура детали превышает температуру точки Кюри. То есть имеет место критический температурный фон, при котором значение сопротивления резко возрастает.

Как правило, в условиях температуры выше точки Кюри, сопротивление позистора увеличивается со скоростью от 15% до 60% на один градус Цельсия. Существует много различных точек Кюри (от 40 до 280ºC), что делает возможным легко выбрать подходящий вариант позистора для конкретного применения.

Таблица: температурная характеристика и точки Кюри позисторов

Температурная характеристика	Точка Кюри (С.P.), ºC
AD	280
AE	260
AF	240
AG	220
AH	200
AK	180
AL	170
AM	160
AN	150
AP	140
AS	130
AR	120
BA	110
BB	100
BC	90
BD	80
BE	70
BF	60
BG	50
BH	40
T	-50

Ряд специальных позисторов представлен продуктами с точкой Кюри ниже значений комнатной температуры. Эти приборы демонстрируют более линейную скорость увеличения сопротивления — до 5% на градус выше точки Кюри.

Если резистор соединен с позистором последовательно или параллельно, характеристики сопротивления-температуры элемента несколько изменяются. В случае, когда позистор используется для температурной компенсации, например, транзистора – такой метод видится полезным для получения подходящих температурных характеристик.

Напряжение — текущие характеристики (статические характеристики)

Позистор может использоваться в качестве нагревателя постоянной температуры с функцией автоматической регулировки температуры. При этом прибор поддерживает постоянную мощность, независимо от колебаний напряжения, если пропускаемый ток поддерживается выше максимального значения тока прибора.

При добавлении к позистору включенного последовательно или параллельно резистора, фольт-амперная характеристика тока меняется. В качестве примера можно рассмотреть резистор, включенный параллельно позистору, что обеспечивает функцию постоянного тока с увеличением напряжения.

Позистор — времятоковые характеристики (динамические характеристики)

Если к прибору приложено определённое напряжение, приводящее к превышению точки максимального тока, позистор пропускает большие токи, учитывая низкое сопротивление.

Соответственно, прибор разогревается до температуры, превышающей точку Кюри, когда сопротивление позистора резко увеличится. Благодаря такой функциональности, ток, в конечном итоге, стабилизируется на постоянном уровне.

Если начальное приложенное напряжение увеличивается, время, необходимое для разогрева позистора за пределами точки Кюри уменьшается из-за большего тока, чем вызывается более быстрый разогрев. Если последовательно или параллельно подключен резистор, отмечается изменение динамических характеристик.

Позистор – структурное исполнение и применение

Свинцовые изделия обычно имеют элемент, припаянный к свинцовым проводам, поверхность которого покрыта эпоксидной смолой. Либо элемент может удерживаться на месте с помощью пружинных клемм и заключаться в пластиковый корпус.

В последнем случае пружинные контакты обеспечивают электрическое соединение и выход контактных клемм из корпуса. Форменное исполнение приборов традиционно квадратное или круглое. Также более современная форма исполнения — тип чипа, получает в последнее время широкое распространение.

Типичное исполнение приборов: A – PRG или PRF; B – PTGL; С – PTFM; D – PTH6M/7M; E – PTWSB; 1 – керамика барий-титаната; 2 – терминал; 3 – резиновая оболочка; 4 – пайка; 5 – свинцовые проводники; 6 – покрытие; 7 – корпус; 8 – пружинный терминал; 9 – терминал; 10 – излучающая пластина и терминал

Применение позистора отмечается в самых разных случаях, например:

регулировка температуры нагревателей,
температурная компенсация,
температурный контроль электрооборудования,
индикация и защита от сверхтоков,
задержка цепи и контроль пускового тока,
запуск бесконтактным стартером.

Так, позистор может использоваться в качестве саморегулирующегося нагревателя с постоянной температурой. Этот элемент не требует термостата для контроля температуры, плюс защищает от ненормального повышения температуры с последующим отказом. Постоянная температура может поддерживаться переменным приложенным напряжением.

В другом примере позисторы-пеллеты монтируются на алюминиевый радиатор воздушного отопления. Мощность и температуру легко регулировать, изменяя скорость вентилятора, которым воздух протягивается сквозь радиатор.

Энергетические характеристики, кроме всего прочего, меняются при изменении температуры окружающей среды. Когда температура окружающей среды снижается, мощность увеличивается. Когда температура окружающей среды увеличивается, мощность уменьшается.

Возможен контроль постоянной температуры, если позистор подключен к другому нагревателю последовательно. Этот же прибор можно использовать для обнаружения изменения температуры другого нагревателя, а также изменения температуры окружающей среды.

Позистор как датчик температуры и температурной компенсации

Ниже показана принципиальная схема температурной компенсации. При смещении транзистора используется сопротивление позистора. Если транзистор перегреется, соответственно позистор также нагревается. Когда нагрев превысит точку Кюри, прибор перейдёт в режим высокого сопротивления, смещая цепь и отключая транзистор.

Схемные решения, где используется позистор (оранжевый на картинке), направленные на достижение температурной компенсации и защиты транзистора. 1 – базовая схема температурной компенсации; 2, 3 – схематичные варианты датчиков перегрева

При использовании позистора в качестве датчика перегрева, когда требуется температурная компенсация, прибор не изменяет входное сопротивление подобно термистору с отрицательным температурным коэффициентом, учитывая последовательное подключение к входной цепи. Это подходящий вариант для цепей, не требующих изменения входного сопротивления, например в качестве:

импульсных цепей,
регионального усилителя,
измерительного оборудования.

Более чем два расположенных позистора способны покрывать несколько активных участков работы с компаратором.

Ниже показана принципиальная схема подключения нескольких позисторов последовательно. Когда один обнаруживает, по крайней мере, перегрев, микросхема компаратор демонстрирует резкую характеристику температурного сопротивления. Это позволяет легко изменять количество позисторов или измерять температуру в составе одной базовой схемы.

Пример схемы температурной компенсации с применением канала регулятора на микросхеме и включением в качестве температурных датчиков сразу нескольких электронных элементов типа позистор

Рассматриваемый электронный элемент также удачно может использоваться для определения перегрева:

обмоток трансформаторов,
подшипников оборудования,
силовых транзисторов,
других механизмов.

На картинке ниже демонстрируется пример определения перегрева двигателя и последующего за этим событием отключения мотора с помощью реле.

Схемные решения под организацию защитных функций с помощью позистора: A – для защиты мотора; B – для защиты мощного ключевого транзистора; C – для защиты обмотки трансформатора; Голубой – источник питания; Жёлтый – мощный транзистор; Оранжевый — позистор

Для вариантов с небольшими регулярными рабочими токами блокировка цепи может осуществляться непосредственно позистором. Для вариантов больших постоянных рабочих токов цепь дополнительно оснащается блокировочным реле или тиристором.

Позистор как электронный компонент текущего контроля

Ниже показана реализация простейшего решения температурного индикатора. Температура измеряется позистором. Если заданная температура превышена, загорается неоновая лампа. Если превышено предельное значение тока цепи, прибор способен реагировать на более высокий ток и быстро защищать цепь.

Простейшая схема индикации: A – вариант включения параллельно с неоновой лампой; B – вариант включения последовательно с неоновой лампой; Голубой – источник питания; Синий – неоновая лампа; Оранжевый — позистор

Функцию задержки вполне допустимо реализовать использованием динамических характеристик описываемого электронного компонента — позистора. Есть два метода:

Подключение параллельно с реле.
Последовательное соединение с реле.

Допустимо также организовать контроль пускового тока с помощью позистора. Импульсный источник питания, как правило, имеет большой пусковой ток при первом включении.

Возможные схемные решения, направленные на управление реле, при помощи которого, в свою очередь, осуществляются необходимые функции, такие как задержка или блокировка по перегреву

Если использовать позистор вместо резистора или термистора NTC, достигается функция ограничителя пускового тока. Элемент нагревается по причине перегрузки по току в случае отказа реле или тиристора и срабатывает при высоком сопротивлении, быстро блокируя течение тока.

Также видится практичным применение позистора в схеме запуска мотора, будучи использованным в качестве бесконтактного стартера, например, компрессоров:

холодильников,
морозильников,
кондиционеров и подобных систем,

позистор способствует получению сильного пускового момента.

Определения типичных терминов позисторов

Ниже даны определения терминологии, с которой приходится сталкиваться на случай использования в работе позисторов:

Начальное сопротивление (например, R25) — значение сопротивления элемента при 25°С, измеренное в условиях 1,0 В постоянного тока или менее, при токе 10 мА или менее без самонагревания.
Точка Кюри (C.P.) – характеристика сопротивления и температуры.
Максимальное рабочее напряжение – значение напряжения, которое может подаваться непрерывно.
Выдерживаемое напряжение — максимальное напряжение, которое элемент способен выдержать в течение трёх минут, при T=25ºC.
Коэффициент тепловыделения (D) — количество тепла, теряемого за единицу времени, исходя из разницы температур 1°С между нагревательным элементом и температурой окружающей среды.
Тепловая постоянная времени (γ, сек) — время, необходимое для достижения разницы температур в 0,632 раза между T0 и T1. Рассчитывается формулой γ = H / D, где: D — коэффициент тепловыделения (Вт/град. С), H — теплоёмкость (Вт/град. С).
Рабочая точка — условие равновесия между разогревом элемента и внешним радиатором.

Недопустимое применение позисторов на практике

Учитывая слабую герметичность структуры описываемого электронного элемента, не допускается применять позисторы в определённых условиях. Использование в таких условиях сопровождается снижением характеристик, что приводит к отказу прибора в виде короткого замыкания.

наличие в окружающей атмосфере агрессивных газов (Cl2, NH₃, SOx, NOx и т. п.);
наличие летучей, легковоспламеняющейся газовой атмосферы;
области пылевого накопления;
воздух под давлением или вакуумная атмосфера;
прямой контакт с водой или высокой влажностью;
воздействие солей, жиров, химикатов, органических растворителей;
области повышенных вибраций.

Видео по теме: как читать электронные схемы начинающим

Видеоролик ниже показывает своего рода практический пример чтения электронных схем, что является актуальным для начинающих электронщиков. Возможно, этот пример несколько обогатит знания и поможет разобраться в любой схеме в будущем:

При помощи информации: muRATA

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Простой терморегулятор своими руками

Необычное применение регулируемого стабилитрона TL431. Простой терморегулятор. Описание и схема

Логика работы стабилитрона такова: когда на управляющем электроде напряжение превышает 2,5 В (задается внутренним опорным напряжением) стабилитрон, по сути дела являющийся микросхемой, открыт.

В этом состоянии через него и нагрузку протекает ток. Если же это напряжение становится чуть меньше указанного порога, стабилитрон закрывается и отключает нагрузку.

При работе такого стабилитрона в источниках питания в качестве нагрузки чаще всего используется излучающий светодиод оптрона, управляющего силовым транзистором.

Это в тех случаях, когда необходима гальваническая развязка первичной и вторичной цепей. Если такой развязки не требуется, то стабилитрон может управлять непосредственно силовым транзистором.

Выходная мощность стабилитрона-микросхемы такова, что с его помощью, возможно управлять маломощным реле. Именно это позволило применить его в конструкции терморегулятора.

В предлагаемой конструкции стабилитрон используется в качестве компаратора. При этом у него только один вход: второго входа для подачи опорного напряжения не требуется, так как оно вырабатывается внутри данной микросхемы.

Такое решение позволяет предельно упростить конструкцию и уменьшить количество деталей. Теперь, как в описании любой конструкции следует сказать несколько слов о деталях и собственно о принципе работы данного терморегулятора.

Схема простого треморегулятора

Напряжение на управляющем электроде 1 задается с помощью делителя R1, R2 и R4. В качестве R4 используется терморезистор с отрицательным ТКС, поэтому при нагревании его сопротивление уменьшается. Когда на выводе 1 напряжение выше 2,5В микросхема открыта, реле включено.

Контакты реле включают симистор D2, который включает нагрузку. С повышением температуры сопротивление терморезистора падает, за счет чего напряжение на выводе 1 становится ниже 2,5В – реле отключается, отключается нагрузка.

С помощью переменного резистора R1 производится настройка температуры срабатывания терморегулятора.

Датчик температуры должен быть расположен в зоне измерения температуры: если это, например, электрокотел, то датчик должен быть закреплен на трубе, выходящей из котла.

Включение симистора с помощью реле обеспечивает гальваническую развязку терморезистора от сети.

Терморезистор типа КМТ, ММТ, СТ1. В качестве реле возможно применение РЭС-55А с обмоткой на 10…12В. Симистор КУ208Г позволяет включить нагрузку до 1,5КВт. Если нагрузка не более 200Вт симистор может работать без применения радиатора.

С ранней весны и до середины лета — пора инкубаторов. Почти все, имеющие в своём подворье птиц пользуются инкубаторами. С ним удобно в любой период времени вывести необходимое количество любой породы птицы. Не надо ждать когда сядет на гнездо наседка.

Неотъемлемая часть любого инкубатора — это терморегулятор! От его надёжности и точности зависит и вывод птицы.

Необязательно использовать программируемый цифровой дорогой терморегулятор. Со своей задачей отлично справляется терморегулятор, предложенный в этой статье. Простая и надёжная схема терморегулятора для инкубатора на одной простой и недорогой микросхеме К561ЛА7 предложена ниже.

Простая, потому что кучу транзисторов заменила одна микросхема.

Надёжная, потому что в схеме используются некоторые моменты:

На втором элементе DD1.2 собран формирователь импульсов для правильной работы тиристора.

Третий элемент DD1.3 — сумматор.

Четвёртый элемент DD1.4 — свободен и может использоваться (в крайнем случае) для замены одного из остальных элементов в случае его выхода из строя.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить её импортным аналогом CD4011B.

Ток потребления схемы по 9В — 5 мА, температура R13 примерно 60 — 70 гр. — это нормальный режим резистора.

Импульсы, поступающие на транзистор открывают его, что способствует в последствии открыванию тиристора.

Тиристор (Т122 или КУ202Н,М,Л) — мощный коммутирующий элемент схемы. Тиристор (если используется КУ202Н,М,Л) без радиатора способен коммутировать нагрузку до 300 Вт. Обычно это хватает. Если у вас нагрузка превышает данное значение, то тиристор необходимо поставить на радиатор. Максимальное значение 1000 Вт. А также можно установить более мощный тиристор — Т122.

Рассчитать нагрузку для инкубатора просто. Включаем нагреватели (лампы) через данный регулятор температуры на полную. И контролируем по термометру температуру. Даже на полную (лампочки не отключаются) температура в инкубаторе не должна подниматься выше 50 градусов.

Так как, в процессе эксплуатации нити ламп сильно провисают и перегорают. Есть опасность выхода из строя тиристора. Поэтому лампы рекомендуется соединять последовательно-параллельно, как указано на схеме, для большей продолжительности срока службы ламп и схемы.

Так как в инкубаторе очень высокая влажность на датчик температуры — терморезистор необходимо надеть кусочек трубочки и залить с двух сторон водостойким клеем или герметиком. Это лучше проделать несколько раз с периодом в несколько часов после высыхания. Торец терморезистора можно оставить на поверхности для большей чувствительности.

Схема универсальна к выбору терморезисторов. Номинал терморезистора подходит в широких пределах. Я пробовал от 1 кОма до 15 кОм, которые были у меня в наличии. Подойдут и другие. Правильный режим работы необходимо подобрать делителем на R2, R3. Подобрать R3 можно по таблице ниже.

ПОЗИСТОР

Как известно, терморезистор (см. РАДИОкомпоненты --> Терморезистор) – это полупроводниковый элемент, электрическое сопротивление которого зависит от температуры.

Считается, что терморезистор изобрёл американскийучёный -->
Самюэл Рубен в 1930 году.

Несмотря на 90 лет, прошедшие с тех пор, данные компоненты и сейчас находят широкое применение в радиоэлектронике.

Терморезисторы изготавливают из различных материалов, температурный коэффициент сопротивления (ТКС) которых достаточно высок.

ТКС – это физическая величина, равная относительному изменению электрического сопротивления участка цепи (или удельного сопротивления вещества) при изменении температуры на единицу:

На схемах термисторы обозначают, например, так:

Обозначение позистора на схемах может быть:

Ради справедливости следует отметить, что далеко не всегда на схеме вы увидите показанные обозначения. Тогда уже сами разбирайтесь, что там - термистор или позистор, например:

Графики зависимости спротивленияот температуры:

Собственно резистивный элемент получают посредством порошковой металлургии, обрабатывая халькогениды, галогениды и оксиды определенных металлов, придавая им различные формы, например, дисков или стержней различных размеров, больших шайб, средних трубок, тонких пластинок, маленьких бусинок, размерами от единиц микрон до десятков миллиметров.

В массовом производстве позисторы делают на основе керамики из титаната бария. Титанат бария – диэлектрик с удельным сопротивлением при комнатной температуре , что значительно превышает удельное сопротивление полупроводников. Если же в состав керамики из титаната бария ввести примеси редкоземельных элементов (лантана, церия или др.), либо других элементов (ниобия, тантала, сурьмы, висмута и т.п.), имеющих валентность, большую, чем у титана, и ионный радиус, близкий к радиусу иона титана, то это приведет к уменьшению удельного сопротивления дo , что соответствует удельному сопротивлению полупроводниковых материалов.

Наиболее популярны сегодня среднетемпературные позисторы (и термисторы) с ТКС от -2,4 до -8,4 % на 1 К. Они работают в широком диапазоне сопротивлений от единиц Ом до единиц мегаОм.

Встречаются позисторы с относительно малым ТКС от 0,5% до 0,7% на 1 К, изготовленные на базе кремния. Их сопротивление изменяется практически линейно. Подобные позисторы широко применяются в системах температурной стабилизации и в системах активного охлаждения силовых полупроводниковых ключей в разнообразных современных электронных приборах, особенно в мощных. Эти компоненты легко вписываются в схемы и не занимают много места на платах.

Позисторы используются, например, в цепи размагничивания кинескопа (электронно-лучевой трубки – ЭЛТ), а точнее – его маски. Участок схемы с позистором и катушкой разагничивания показан выше. Из-за влияния магнитного поля Земли, непредвиденных отключений/включений электрической сети, каких-то других внешних магнитных полей маска намагничивается, и цветопередача на экране кинескопа искажается, появляются пятна:

В исправных телевизорах при включении размагничивание (точнее – перемагнмчивание) происходит автоматически, хотя можно задать эту команду и из меню.
Когда телевизор включается, из-за невысокого сопротивления позистора в холодном состоянии, по петле размагничивания проходит импульс тока и, соответственно, возникает импульс магнитного поля, который размагничивает маску кинескопа. Затем позистор нагревается, его сопротивление резко возрастает, и ток в петле значительно уменьшается. На плате телевизора позистор и термистор находятся, обычно, рядом среди элементов блока питания:

В некоторых случаях выход из строя именно позистора приводит к тому, что телевизор или монитор не включается. Значит, надо заменить позистор. Следует отметить, что информация о CRT-телевизорах и мониторах уже неактуальна, потому как они канули в прошлое…

SEkorp, 14 сентябрь 2019

Небольшое дополнение от 30 сентября 2019.
Прсматиривая РАДИОбиблиотеку, я обнаружил в журнале РАДИО №3 за 1971 год, стр. 55

СПРАВОЧНЫЙ ЛИСТОК, в котором шла речь о позисторах. Отечественных, конечно.
Но дело не в этом. Меня несколько удивило другое. Когда я просматривал информацию о позисторах на различных сайтах, то увидел на некоторых из них текст 1:1 списанный из этого древнего СПРАВОЧНОГО ЛИСТКА! Такие вот дела. Привожу цитату из оригинала, а желающие могут сами легко найти электронную версию журнала, например, на сайте Портала для радиолюбителей

Ну, а теперь - все БРЫСЬ. Моя очередь работать за КОМПОМ!

Читайте также: