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NTC热敏电阻NTC热敏电阻贴装位置的要点

NTC热敏电阻的基本知识

就村田制作所建议的NTC热敏电阻理想贴装位置,以通俗易懂的方式讲解其6个要点。
这些信息对于提高温度测量的精度和进行有效的热管理非常有用。

NTC热敏电阻贴装位置的6个要点

  1. NTC热敏电阻应尽可能靠近热源。
  2. 通过将NTC热敏电阻放在靠近热源端子的位置,有可能减少因测量位置而导致的温度变化造成的影响,并降低偏移温度*。
  3. NTC热敏电阻有时候要尽量与热源平行放置。
  4. 在没有热源的表面上放置NTC热敏电阻时,有时要尽量将其放在热通孔附近。
  5. 在有热源的表面上放置NTC热敏电阻时,有时尽量不要将其放在热通孔附近。
  6. 如果无法将NTC热敏电阻靠近测量对象,有时可以通过使用floating层来减小偏移温度*。
  • *偏移温度 : 热源与热敏电阻之间的温度差。

实验1. 热源的温度分布

NTC热敏电阻应尽可能靠近热源。

  • 减小偏移温度的要点1) NTC热敏电阻应尽可能靠近热源。
  • 将MOSFET(TPCA8028-H)贴装在本公司原产电路板上(参照图1),施加电压并使用温度观测器测量电路板上的温度分布。
  • 温度分布结果请参照图2。
  • 远离热源时,温度会急速下降。
图1: Condition of expt1
图2: Result1 of expt1

NTC热敏电阻有时要尽量靠近热源的端子。

  • X轴(没有MOSFET端子的一侧)上的温度斜率如Graph1所示。
  • Y轴(有MOSFET端子的一侧)上的温度斜率如Graph2所示。
  • 有端子一侧的温度斜率更平缓,减少了位置不同导致的温度影响,使偏移温度更小。
  • 这是因为MOSFET的热量首先通过端子传递到电路板。
图3: Result2 of expt1

实验2. 相对于热源的放置方法

NTC热敏电阻有时要尽量与热源平行放置。

  • 我们对NTC热敏电阻以与MOSFET平行和垂直的方式放置的情况进行了比较。
  • 在该实验中,当NTC热敏电阻与热源平行放置时,偏移温度较小。
图4: Result of expt2

实验3. 热通孔的影响

在没有热源的表面上放置NTC热敏电阻时,有时要尽量将其放置在热通孔附近

在有热源的表面上放置NTC热敏电阻时,有时尽量不要将其放在热通孔附近

  • 在有热通孔的电路板上,我们用温度观测器测量了有热源的面和没有热源的面。电路板状态及其测量结果如图5所示。
  • 在没有热源的面上,热量很容易从有热源面通过热通孔传递。
  • 另一方面,在有热源的面上,热通孔周围的电路板温度通常较低,因为热量会向没有热源的表面散失。
  • 如果热源一侧没有空间,则可以使用floating层。 请参照下一页的实验4。
图5: Result of expt3

实验4. 使用floating层减小偏移温度

如果无法放置在测量对象附近,有时可通过使用floating层来减小偏移温度*。

  • 为了了解热量对内部电极层(浮动层)的影响,我们创建了2个模拟模型。
  • 没有浮动层的模型A是在实验2的模型的基础上添加了第2层的模型。
  • 第2层位于表面(第1层)下300um处,覆盖了电路板的整个表面,并通过8个热通孔与第1层相连。
  • 有浮动层的模型B是在模型A的基础上添加了第3层后的模型。第3层是浮动层,位于第1层下面150um处。
  • 模型B的第1层的Point 1的温度比模型A高10摄氏度。
  • 模型B中温度较高的原因是浮动层中储存了热量。
图6: Image of 1st, 2nd, and 3rd layer
图7: Result of the no floating model A
图8: Result of the floating model B

村田模拟软件 : Femtet™的相关信息

  • 模拟结果证实了要点6) 所示浮动层的效果。
  • 上一页中的模型是使用村田模拟软件Femtet™制作的,并与实验结果进行了比较确认。
  • 模拟中MOSFET产生的热量与实验结果基本一致。
图9: Compared the simulation and the experimental results

村田模拟软件 : Femtet™的相关信息