Use la detección de temperatura de componentes NTC para proteger los dispositivos de carga rápida
La electrónica portátil está creciendo rápidamente. Desde teléfonos celulares y reproductores de MP3 hasta PDA, reproductores de DVD personales y computadoras portátiles más tradicionales. La gente comenzó a revisar muchos aspectos del diseño de productos de consumo y profesionales.
Este cambio es más evidente en la tecnología de batería. Los usuarios quieren baterías para satisfacer las necesidades de aplicaciones cada vez más complejas, por lo que necesitan más horas de trabajo actuales y más largas. Al mismo tiempo, la demanda de productos pequeños y livianos también es muy fuerte, y la batería representa una proporción considerable del volumen y peso de cualquier dispositivo. Por lo tanto, los fabricantes prestan gran atención a reducir su tamaño y peso. Otro punto es el requisito de carga rápida, es decir, reducir el tiempo que el usuario espera para cargar y maximizar las ventajas de la movilidad.
Estos requisitos han llevado a los fabricantes de baterías a cambiar a nuevos materiales químicos como el hidruro de níquel-metal y el ion de litio para lograr una mayor densidad de potencia, un peso más ligero y velocidades de carga más rápidas. Estas características, especialmente la carga rápida, tienen el costo de una mayor complejidad. Las baterías nuevas requieren circuitos de carga controlados con precisión que no solo garanticen que estén completamente cargadas, sino que también maximicen su vida útil y eviten posibles riesgos de sobrecalentamiento.
El incumplimiento de cualquiera de los componentes de la batería puede tener consecuencias muy graves, no sólo por el producto en sí no se puede usar porque no puede ser alimentado. Recientemente, una compañía retiró una serie de baterías específicas para computadoras portátiles, que se estima que causan pérdidas de hasta $ 400 millones. Además del posible daño financiero, la batería puede causar lesiones personales e incluso provocar un incendio.
Diseñe estrategias de control efectivas para la carga de la batería (especialmente para baterías de iones de litio de alta energía). Se requiere un buen diseño y especificaciones de componentes y políticas de adquisición adecuadas. Están disponibles las siguientes arquitecturas: para las baterías de NiMH, el circuito de control de carga puede monitorear (usando varios niveles de precisión) el voltaje de la batería en función del tiempo. También es posible limitar el tiempo máximo de carga; O deje que el sistema controle los cambios de temperatura. En la mayoría de los casos, se necesita algún tipo de método de monitoreo de temperatura para brindar protección.
Las baterías de iones de litio suelen utilizar un esquema CCCV (corriente constante-voltaje constante). Sin embargo, esto todavía requiere monitorear la temperatura para permitir que se inicie la carga rápida, al tiempo que requiere un mecanismo para garantizar que la carga se detenga cuando la temperatura exceda un umbral seguro.
Por lo tanto, todas estas estrategias de control y protección deben incluir mecanismos de monitoreo de temperatura como parte integral del sistema funcional general. Los circuitos integrados que normalmente se colocan en un cargador o batería proporcionan funciones de monitoreo y control. Pero asegúrese de instalar uno o más sensores de temperatura en la batería, el cargador o el compartimento de la batería (como suele ser el caso con los teléfonos de bajo costo).
Para los diseñadores, la elección de tales sensores no es grande. Los dispositivos de termopar requieren circuitos de compensación relativamente complejos, lo que puede causar algunos problemas de calibración. Además, producen voltajes de salida de unos pocos mV, requieren acondicionamiento de señal y son susceptibles al ruido electromagnético.
Algunas veces se utilizan resistores de película de metal (PTC) con coeficiente de temperatura positivo de níquel o platino (o alambre enrollado). Su estabilidad a largo plazo es mejor que los dispositivos de termopar y es menos susceptible al ruido. Sin embargo, dado que dependen de la corriente que fluye a través de ellos mismos para controlar la temperatura, y generalmente son dispositivos de baja impedancia, el consumo de energía es relativamente alto. Y no son lo suficientemente sensibles a los cambios de temperatura para lograr un monitoreo confiable de la temperatura. La mayoría de los dispositivos semiconductores PTC lineales en el mercado tienen este inconveniente.
Las tolerancias generalmente se expresan en ° C y se pueden usar como una medida de la precisión de la medición de temperatura del dispositivo. En algunos casos, el fabricante dará una tolerancia expresada en términos de valor de resistencia, es decir, qué tan cerca está la resistencia del dispositivo a su valor de resistencia esperado a una temperatura dada. Para los especificadores y compradores detallados, es importante tener en cuenta los siguientes puntos. Es decir, los requisitos de tolerancia para un diseño particular pueden limitarse a una temperatura específica o a un rango de temperatura ligeramente más amplio. En el segundo caso, la tolerancia en sí misma varía con el valor absoluto de la resistencia del dispositivo. Los diseñadores deben calcular la tolerancia de resistencia en todo el rango de temperatura utilizando el coeficiente de temperatura negativo especificado para el dispositivo para garantizar que el componente seleccionado cumpla con los requisitos de precisión de medición del sistema.
El rendimiento del dispositivo depende de su material y estructura en el rango de temperatura de funcionamiento y se describe en la tercera especificación básica, la curva R-T del dispositivo.
Al usar dispositivos basados en NTC, los diseñadores a menudo especifican solo resistencias, tolerancias y curvas estándar. Sin embargo, en muchos casos, otros parámetros son la clave para garantizar que el sistema funcione como se espera.
Uno de los parámetros más importantes es el valor de B, que indica la sensibilidad de la resistencia del dispositivo a la temperatura. Igualmente importante es la tolerancia de calibración del parámetro. Los dispositivos electrónicos de Yaxun tienen excelentes valores B y tolerancias para una mayor precisión y una mejor confiabilidad general del sistema. También tiene un buen rendimiento en todo el rango de temperatura de funcionamiento del dispositivo.
Finalmente, lo que el comprador suele pasar por alto es que los dispositivos de tipo NTC deben montarse firmemente en los puntos de prueba de temperatura requeridos. Esto significa que el componente debe ser capaz de resistir las tensiones físicas de los procesos de fabricación modernos. Especialmente en el caso de un perfil de temperatura pronunciada en un proceso sin plomo que cumple con RoHS.
Este cambio es más evidente en la tecnología de batería. Los usuarios quieren baterías para satisfacer las necesidades de aplicaciones cada vez más complejas, por lo que necesitan más horas de trabajo actuales y más largas. Al mismo tiempo, la demanda de productos pequeños y livianos también es muy fuerte, y la batería representa una proporción considerable del volumen y peso de cualquier dispositivo. Por lo tanto, los fabricantes prestan gran atención a reducir su tamaño y peso. Otro punto es el requisito de carga rápida, es decir, reducir el tiempo que el usuario espera para cargar y maximizar las ventajas de la movilidad.
Estos requisitos han llevado a los fabricantes de baterías a cambiar a nuevos materiales químicos como el hidruro de níquel-metal y el ion de litio para lograr una mayor densidad de potencia, un peso más ligero y velocidades de carga más rápidas. Estas características, especialmente la carga rápida, tienen el costo de una mayor complejidad. Las baterías nuevas requieren circuitos de carga controlados con precisión que no solo garanticen que estén completamente cargadas, sino que también maximicen su vida útil y eviten posibles riesgos de sobrecalentamiento.
El incumplimiento de cualquiera de los componentes de la batería puede tener consecuencias muy graves, no sólo por el producto en sí no se puede usar porque no puede ser alimentado. Recientemente, una compañía retiró una serie de baterías específicas para computadoras portátiles, que se estima que causan pérdidas de hasta $ 400 millones. Además del posible daño financiero, la batería puede causar lesiones personales e incluso provocar un incendio.
Diseñe estrategias de control efectivas para la carga de la batería (especialmente para baterías de iones de litio de alta energía). Se requiere un buen diseño y especificaciones de componentes y políticas de adquisición adecuadas. Están disponibles las siguientes arquitecturas: para las baterías de NiMH, el circuito de control de carga puede monitorear (usando varios niveles de precisión) el voltaje de la batería en función del tiempo. También es posible limitar el tiempo máximo de carga; O deje que el sistema controle los cambios de temperatura. En la mayoría de los casos, se necesita algún tipo de método de monitoreo de temperatura para brindar protección.
Las baterías de iones de litio suelen utilizar un esquema CCCV (corriente constante-voltaje constante). Sin embargo, esto todavía requiere monitorear la temperatura para permitir que se inicie la carga rápida, al tiempo que requiere un mecanismo para garantizar que la carga se detenga cuando la temperatura exceda un umbral seguro.
Por lo tanto, todas estas estrategias de control y protección deben incluir mecanismos de monitoreo de temperatura como parte integral del sistema funcional general. Los circuitos integrados que normalmente se colocan en un cargador o batería proporcionan funciones de monitoreo y control. Pero asegúrese de instalar uno o más sensores de temperatura en la batería, el cargador o el compartimento de la batería (como suele ser el caso con los teléfonos de bajo costo).
Para los diseñadores, la elección de tales sensores no es grande. Los dispositivos de termopar requieren circuitos de compensación relativamente complejos, lo que puede causar algunos problemas de calibración. Además, producen voltajes de salida de unos pocos mV, requieren acondicionamiento de señal y son susceptibles al ruido electromagnético.
Algunas veces se utilizan resistores de película de metal (PTC) con coeficiente de temperatura positivo de níquel o platino (o alambre enrollado). Su estabilidad a largo plazo es mejor que los dispositivos de termopar y es menos susceptible al ruido. Sin embargo, dado que dependen de la corriente que fluye a través de ellos mismos para controlar la temperatura, y generalmente son dispositivos de baja impedancia, el consumo de energía es relativamente alto. Y no son lo suficientemente sensibles a los cambios de temperatura para lograr un monitoreo confiable de la temperatura. La mayoría de los dispositivos semiconductores PTC lineales en el mercado tienen este inconveniente.
En la actualidad, la solución más efectiva es usar un termistor NTC (coeficiente de temperatura negativo) bajo la premisa de un rendimiento de costo razonable. La clase NTC de Yaxun Electronics es una solución compacta que consume muy poca energía, tiene una precisión excelente en un amplio rango de temperatura y reacciona rápidamente a los cambios de temperatura. Desde el punto de vista del ingeniero, estas especificaciones de los dispositivos proporcionan un grado muy alto de flexibilidad para el diseño eléctrico y estructural.
Los parámetros de diseño y especificación más básicos para dispositivos NTC son valores de resistencia (generalmente valores a 25 ° C) y tolerancias. Sin embargo, debe recordarse que el termistor trabaja estrechamente con la temperatura. Por lo tanto, los ingenieros deben asegurarse de que sus productos estén diseñados para funcionar correctamente cuando la temperatura de funcionamiento alcance el límite. En entornos de alta temperatura (baja impedancia), el valor de la resistencia debe ser lo suficientemente alto como para reducir los errores del sistema, como la resistencia de contacto y la resistencia de interconexión. Por el contrario, en un entorno de baja temperatura (alta impedancia), si la corriente a través del termistor no es lo suficientemente grande, la sensibilidad disminuirá.
Las tolerancias generalmente se expresan en ° C y se pueden usar como una medida de la precisión de la medición de temperatura del dispositivo. En algunos casos, el fabricante dará una tolerancia expresada en términos de valor de resistencia, es decir, qué tan cerca está la resistencia del dispositivo a su valor de resistencia esperado a una temperatura dada. Para los especificadores y compradores detallados, es importante tener en cuenta los siguientes puntos. Es decir, los requisitos de tolerancia para un diseño particular pueden limitarse a una temperatura específica o a un rango de temperatura ligeramente más amplio. En el segundo caso, la tolerancia en sí misma varía con el valor absoluto de la resistencia del dispositivo. Los diseñadores deben calcular la tolerancia de resistencia en todo el rango de temperatura utilizando el coeficiente de temperatura negativo especificado para el dispositivo para garantizar que el componente seleccionado cumpla con los requisitos de precisión de medición del sistema.
El rendimiento del dispositivo depende de su material y estructura en el rango de temperatura de funcionamiento y se describe en la tercera especificación básica, la curva R-T del dispositivo.
Al usar dispositivos basados en NTC, los diseñadores a menudo especifican solo resistencias, tolerancias y curvas estándar. Sin embargo, en muchos casos, otros parámetros son la clave para garantizar que el sistema funcione como se espera.
Uno de los parámetros más importantes es el valor de B, que indica la sensibilidad de la resistencia del dispositivo a la temperatura. Igualmente importante es la tolerancia de calibración del parámetro. Los dispositivos electrónicos de Yaxun tienen excelentes valores B y tolerancias para una mayor precisión y una mejor confiabilidad general del sistema. También tiene un buen rendimiento en todo el rango de temperatura de funcionamiento del dispositivo.
Finalmente, lo que el comprador suele pasar por alto es que los dispositivos de tipo NTC deben montarse firmemente en los puntos de prueba de temperatura requeridos. Esto significa que el componente debe ser capaz de resistir las tensiones físicas de los procesos de fabricación modernos. Especialmente en el caso de un perfil de temperatura pronunciada en un proceso sin plomo que cumple con RoHS.
