Termistor NTC o szybkiej reakcji: zarządzanie temperaturą dzięki połączeniu przewodności cieplnej z kompaktową obudową w postaci cienkiej struktury zintegrowanej z podłożem

Wraz ze wzrostem produkcji pojazdów elektrycznych (EV) coraz większego znaczenia nabiera szybkie ładowanie urządzeń zasilających. Zarządzanie „gospodarką cieplną”, uwzględniające gwałtowne zmiany temperatury, ma kluczowe znaczenie dla wydajności i bezpieczeństwa.

Firma TDK przedstawia „termistor NTC o szybkiej reakcji”, który przełamuje ograniczenia konwencjonalnych termistorów NTC w obudowie, dzięki zastosowaniu unikalnej konstrukcji łączącej formowane, cienkie podłoże z powierzchnią pochłaniającą ciepło. Jego kompaktowa i cienka konstrukcja pozwala osiągnąć zarówno doskonałą reaktywność termiczną, jak i niezawodność. Dzięki temu możliwy jest precyzyjny pomiar temperatury w ograniczonych przestrzeniach akumulatorów samochodowych i urządzeń przemysłowych.

Termistor NTC zintegrowany z podłożem znajduje się obecnie w fazie rozwoju. W sprawie zamówień próbek oraz szczegółowych specyfikacji produktów w fazie rozwoju firma TDK prosi o kontakt.

Ograniczanie oporu cieplnego poprzez integrację z podłożem

Kompaktowy termistor NTC z wyprowadzeniami oraz cienkim podłożem o wysokiej przewodności cieplnej, uformowany jest integralnie na powierzchni odbierającej ciepło. Dzięki wyeliminowaniu materiałów obudowy i żywic zalewowych stosowanych w konwencjonalnych termistorach NTC, zminimalizowano opór cieplny między źródłem ciepła a elementem, co skutkuje szybką reakcją. Cienka konstrukcja umożliwia montaż w ciasnych przestrzeniach, w których instalacja wcześniej nie była możliwa.

Termistor NTC o szybkiej charakterystyce, zintegrowany z podłożem

Optymalizacja ścieżek przewodzenia ciepła przy zapewnieniu niskiej pojemności cieplnej

Dzięki optymalizacji ścieżki przewodzenia ciepła w termistorach NTC udało się osiągnąć znaczną poprawę szybkości reakcji oraz uzyskać niskoprofilową konstrukcję umożliwiającą montaż w ograniczonych przestrzeniach. Zintegrowanie podłoża czujnikowego z elementem czujnikowym minimalizuje przewodzenie ciepła, umożliwiając bezpośrednie przekazywanie ciepła do elementu. Zmniejszenie pojemności cieplnej czujnika pozwala na wykrywanie nagłych zmian temperatury. Skrócona została stała czasowa przewodzenia cieplnego poprzez dobór optymalnego podłoża pod kątem zastosowania i kosztów.

Równoważenie połączeń mechanicznych i sprzężeń termicznych

W tradycyjnych termistorach NTC obecność obudowy lub żywicy zalewowej pomiędzy elementem czujnikowym a źródłem ciepła powoduje powstanie oporu cieplnego, co skutkuje długim czasem reakcji. Nowy produkt został zaprojektowany w celu optymalizacji przewodności cieplnej poprzez zastąpienie tradycyjnych elementów z żywicy elementami metalowymi.  Skonstruowano go z myślą o mocowaniu mechanicznym za pomocą zacisków lub klipsów, co zapewnia stabilne połączenie termiczne nawet w środowiskach o wysokim poziomie drgań.

Porównanie czułości termicznej: termistor NTC zintegrowany z podłożem a kompaktowy produkt TDK w obudowie z żywicy

Stała czasowa termiczna termistora NTC zintegrowanego z podłożem została skrócona do 1/12 wartości charakterystycznej dla tradycyjnych produktów w małych obudowach z żywicy. Czas potrzebny do zmiany temperatury termistora o 63,2% został zmierzony na podstawie charakterystyki rezystancji w funkcji czasu termistora przy zmianie temperatury z 25°C do 85°C.

Wdrożenie i przykłady zastosowań

Dzięki wąskiej obudowie i szybkiej reakcji produkt ten może być wykorzystywany w sytuacjach wymagających zaawansowanego zarządzania temperaturą, takich jak:

• Monitorowanie linii zasilających podczas szybkiego ładowania: Zapewnia szybką informację zwrotną (w odstępach 1-sekundowych), niezbędną do sterowania w czasie rzeczywistym w celu zapobiegania lokalnemu nagrzewaniu.
• Zarządzanie temperaturą w urządzeniach o dużej gęstości upakowania: Umożliwia precyzyjną detekcję w ciasnych przestrzeniach, gdzie nie zmieszczą się konwencjonalne termistory NTC, np. w szczelinach między płytkami drukowanymi.
• Kompatybilność z różnorodnymi kształtami powierzchni: Metody montażu można dobrać do kształtu obiektu, np. powierzchni płaskich lub cylindrycznych, zapewniając stabilne, długoterminowe monitorowanie temperatury.

Próbki dostarczane już w ciągu 3 tygodni

Ponieważ produkt znajduje się obecnie w fazie rozwoju, firma TDK oferuje możliwość dopasowania do konkretnych wymagań projektowych klienta. Próbki testowe — dostosowane do kształtu podłoża, wartości rezystancji i konfiguracji montażowej danego zastosowania.

Aby zapewnić sprawną obsługę zapytania, firma prosi o podanie informacji:

• Oczekiwana szybkość reakcji (stała czasowa termiczna) oraz zakres temperatur pomiarowych.
• Szczegóły dotyczące obiektu montażowego i sposobu mocowania (np. płaska powierzchnia, średnica rury itp.).
• Wymagana długość przewodów.
• Przewidywany termin rozpoczęcia produkcji seryjnej oraz wielkość produkcji.

Elastyczność w projektowaniu systemów zarządzania temperaturą

Dzięki szybkiej reakcji wynikającej z integracji z podłożem, wysokiej czułości z powodu niskiej pojemności cieplnej oraz niezawodnego montażu, produkt ten stanowi nowe rozwiązanie w rozwijającej się dziedzinie zarządzania temperaturą w elektronice mocy. TDK zaprasza do przetestowania próbek ewaluacyjnych.

Zamawianie próbek testowych i szczegółowe informacje