Termistor PTC

Qué es un termistor PTC

El termistor PTC, conocido como termistor de coeficiente de temperatura positivo, es una resistencia semiconductora típica con sensibilidad a la temperatura. Cuando la temperatura supera su temperatura de Curie, el valor de resistencia del PTC termistor aumentará gradualmente con el aumento de la temperatura; cuanto mayor sea la temperatura, mayor será el valor de la resistencia.

Características del termistor PTC

Función de protección autorrecuperable: Cuando la temperatura aumenta debido a una sobrecarga, bloqueo o cortocircuito del equipo, el valor de resistencia del termistor PTC aumentará bruscamente, limitando así la corriente y protegiendo el equipo de posibles daños. Cuando se elimina el fallo y la temperatura desciende, el termistor PTC volverá automáticamente a un estado de baja resistencia, sin necesidad de reajustar o sustituir manualmente el componente.
Respuesta sensible a la temperatura: El termistor PTC es muy sensible a los cambios de temperatura, puede detectar rápidamente el aumento anormal de la temperatura y activar a tiempo el mecanismo de protección, reduciendo el riesgo de daños en el equipo.
Estructura sencilla, fácil de instalar: tamaño compacto, fácil de empotrar en el equipo, y sin circuito de control complejo, se puede conectar directamente al circuito del equipo
Alta fiabilidad, larga vida útil: capaz de trabajar de forma estable en entornos de alta temperatura, resistencia a altas temperaturas, fuerte resistencia a los golpes y aplicable a diversas condiciones de trabajo duras.
Ahorro de energía y protección del medio ambiente: Bajo consumo de energía en condiciones normales de funcionamiento, sin mercurio, plomo ni otras sustancias nocivas, en consonancia con los requisitos medioambientales.

Símbolo del termistor PTC

The symbol of PTC thermistor is a simple graphic symbol, usually expressed as a rectangle with a “+” symbol, and sometimes there will be “PTC” on the “+” symbol. This symbol visualizes the positive temperature coefficient characteristic of PTC thermistor, i.e., the resistance value increases with increasing temperature.

¿Para qué sirve un termistor PTC?

El termistor PTC (termistor de coeficiente de temperatura positivo) es un tipo de resistencia semiconductora con sensibilidad a la temperatura, y sus principales usos incluyen la protección contra sobrecorriente, la protección contra sobrecalentamiento y el calentamiento a temperatura constante.
Protección contra sobrecorriente
El termistor PTC desempeña la función de protección contra sobrecorriente en el circuito. Cuando la corriente en el circuito supera el valor establecido, el valor de resistencia del termistor PTC aumentará drásticamente, limitando así el paso de la corriente y protegiendo de daños a otros componentes del circuito. Esta característica hace que los termistores PTC se utilicen ampliamente en transformadores de potencia, cargadores diversos, instrumentos y otras aplicaciones que requieren protección contra sobrecorriente.
Protección térmica
Los termistores PTC también tienen la función de protección contra el sobrecalentamiento. Cuando la temperatura del equipo o circuito aumenta debido a una sobrecarga o cortocircuito, el valor de resistencia del termistor PTC aumentará rápidamente, cortando así el circuito y evitando daños en el equipo o incendios, y otros peligros para la seguridad. Esta característica hace que los termistores PTC se utilicen ampliamente en la protección de motores, sistemas de gestión de baterías y otros campos.
Temperatura constante
Los termistores PTC también pueden utilizarse para generar calor a una temperatura constante. Al controlar la corriente, los termistores PTC pueden reducir automáticamente la corriente cuando se alcanza la temperatura fijada, manteniendo así una temperatura constante. Esta característica hace que se utilicen en mantas eléctricas, calientabebés y otros aparatos eléctricos que necesitan un control constante de la temperatura.

Principio de funcionamiento de los termistores PTC

El principio de funcionamiento del termistor PTC se basa en el efecto de coeficiente de temperatura positivo (efecto PTC) del material; cuando aumenta la temperatura, su valor de resistencia aumenta significativamente.Esta característica hace que los termistores PTC tengan una amplia gama de aplicaciones en circuitos de control automático, como para protección contra sobrecalentamiento y control de temperatura.Además, los termistores PTC también tienen características de autorrecuperación y se utilizan habitualmente en la fabricación de dispositivos de protección contra sobrecorriente, como los fusibles autorrecuperables.
En la práctica, los termistores PTC se suelen utilizar en serie en los circuitos para evitar daños en el circuito causados por una corriente excesiva o una temperatura elevada.Este tipo de componentes en el aumento de la temperatura aumenta la resistencia, lo que limita la corriente, juegan un papel protector; cuando la temperatura disminuye, el valor de la resistencia disminuye, y los componentes pueden restaurar automáticamente el estado de trabajo.
Efecto positivo del coeficiente de temperatura
Efectos PTC lineales y no lineales:
La mayoría de los materiales metálicos (como el cobre o el aluminio) tienen un efecto PTC lineal, la resistencia aumenta lentamente con la temperatura.
El efecto PTC no lineal se da en los materiales poliméricos o cerámicos: cuando la temperatura supera la temperatura de Curie, el valor de la resistencia aumenta bruscamente en un estrecho margen de temperatura; por ejemplo, la resistencia de los PTC poliméricos (PPTC) puede aumentar entre varios y una docena de órdenes de magnitud.
Mecanismo de funcionamiento y diferencias materiales
Polímero PTC (PPTC):
Fabricados con materiales en los que las partículas conductoras están dispersas en una matriz polimérica. A temperatura normal, las partículas conductoras forman una vía, baja resistencia; cuando la corriente es demasiado grande para provocar el aumento de temperatura, la matriz se expande de modo que las partículas conductoras se separan, la resistencia aumenta repentinamente, bloqueando la corriente. Una vez eliminado el fallo, la temperatura disminuye y la matriz se contrae para restablecer la vía.
PTC cerámico (CPTC):
El componente principal es la cerámica semiconductora, como el titanato de bario. A bajas temperaturas, la barrera de potencial del límite de grano es baja, y los electrones pueden pasar fácilmente; a altas temperaturas, la barrera de potencial del límite de grano aumenta, dificultando el movimiento de los electrones, y la resistencia aumenta bruscamente.
Balance energético y características de autorrecuperación
En condiciones normales de funcionamiento, el calor generado por la PTC se equilibra con el calor disipado para mantener un estado de baja resistencia.
Protección contra sobrecorriente: Cuando la corriente aumenta anormalmente, la acumulación de calor hace que la temperatura supere la temperatura de Curie, y la resistencia aumenta bruscamente para limitar la corriente. Tras la resolución del problema, la temperatura desciende y la resistencia vuelve automáticamente a un estado de baja resistencia sin necesidad de sustituirla.

Diferencia entre termistor NTC y termistor PTC

Las principales diferencias entre los termistores NTC y los termistores PTC son las características de su valor de resistencia con la temperatura, la composición del material, los escenarios de aplicación y otras características de rendimiento.
Características del valor de resistencia que cambia con la temperatura
Termistor NTC: A medida que aumenta la temperatura, disminuye el valor de su resistencia. Esto significa que la resistencia de los termistores NTC está inversamente relacionada con la temperatura.
Termistor PTC:A medida que aumenta la temperatura, aumenta el valor de su resistencia.Esto significa que la resistencia de los termistores PTC es directamente proporcional a la temperatura.
Composición del material
Termistores NTC:Suelen estar fabricados con materiales semiconductores como óxido de manganeso, óxido de níquel u otros compuestos similares.Estos materiales tienen una alta resistencia a bajas temperaturas, que disminuye gradualmente a medida que aumenta la temperatura.
Termistores PTC: suelen estar fabricados con materiales cerámicos, como el titanato de bario.Estos materiales tienen una resistencia baja a temperaturas de funcionamiento normales, pero la resistencia aumenta drásticamente cuando la temperatura supera un umbral específico.
Escenarios de aplicación
Termistores NTC:Comúnmente utilizados en medición de temperatura, compensación de temperatura, protección contra sobrecalentamiento y circuitos de control de temperatura. Se pueden utilizar para suprimir la corriente de irrupción y proteger equipos eléctricos como televisores, ordenadores, etc. de daños en situaciones como el encendido, etc. Los termistores NTC tienen un tiempo de respuesta más rápido y son adecuados para aplicaciones que requieren una respuesta rápida a los cambios de temperatura.
Termistores PTC:Comúnmente utilizados para protección contra sobrecorriente, fusibles de autorrecuperación, elementos calefactores y control de temperatura.Cuando la temperatura de un dispositivo eléctrico supera un valor establecido, la resistencia del termistor PTC aumenta drásticamente, limitando así la corriente y protegiendo el dispositivo eléctrico de posibles daños.Las características de respuesta lenta de los termistores PTC pueden ser ventajosas en algunas aplicaciones.
Otras características de rendimiento
Termistores NTC: normalmente de menor coste, adecuados para la producción en serie y aplicaciones sensibles a los costes. Pueden ser más sensibles a la humedad y a los productos químicos, y requieren protección en entornos específicos. Pueden presentar una ligera desviación de la resistencia en aplicaciones a largo plazo.
Termistores PTC: pueden ser más caros, pero este coste adicional merece la pena en aplicaciones que requieren alta fiabilidad y seguridad.Suelen tener una mejor estabilidad a largo plazo y una vida útil más larga.Toleran mejor los factores ambientales y son capaces de mantener un rendimiento estable en condiciones adversas.

Termistor PTC Aplicaciones

Los termistores PTC se utilizan ampliamente en muchos campos, principalmente en los siguientes aspectos:
Vehículos de nueva energía: Los termistores PTC se utilizan principalmente para la protección de motores y sistemas de gestión de baterías en vehículos de nueva energía. Cuando la temperatura del motor aumenta repentinamente debido a una sobrecarga o a una mala disipación del calor, el valor de resistencia del termistor PTC aumentará de forma escalonada, lo que corta automáticamente el circuito y evita que el motor se queme. Además, también puede utilizarse en sistemas de gestión de baterías para evitar subidas anormales de temperatura causadas por cortocircuitos o sobrecarga de las baterías, limitando la corriente y activando mecanismos de protección para evitar el desbocamiento térmico.
Pequeños equipos eléctricos:Los termistores PTC también se utilizan ampliamente en pequeños equipos eléctricos, como calentadores de aire, soldadores, secadores de zapatos, etc.Debido a su pequeño tamaño y bajo consumo de energía, el termistor PTC puede conseguir el efecto de calentamiento rápido, bajo consumo de energía y poca ocupación de espacio en este tipo de equipos.
Ámbito industrial:En el campo industrial, los sensores de temperatura PTC se pueden utilizar para medir y controlar la temperatura, y como elementos de protección contra el sobrecalentamiento.Por ejemplo, en el calentador, soldador, armario de secado, aire acondicionado y otros equipos, sensores de temperatura PTC pueden medir con precisión y controlar la temperatura, para asegurar que el equipo en el rango de temperatura de funcionamiento estable, evitando daños por sobrecalentamiento del equipo.
Automoción:En el campo de la automoción, los sensores de temperatura PTC se utilizan para detectar y regular las temperaturas de determinados componentes del automóvil, como el motor y el sistema de frenos.Al controlar la temperatura de estos componentes, los problemas de sobrecalentamiento pueden detectarse y tratarse con prontitud para garantizar la seguridad y fiabilidad del automóvil. Además, también se utiliza para controlar la temperatura de los sistemas de aire acondicionado de los automóviles con el fin de mejorar el confort de marcha.
Equipamiento civil:En los equipos civiles, los sensores de temperatura PTC se utilizan para controlar la temperatura del agua de las calderas de agua instantánea, los acondicionadores de aire y las cámaras frigoríficas.Puede medir y regular con precisión la temperatura para satisfacer las necesidades de la vida diaria de las personas.
Electrónica:En el campo de la electrónica, los sensores de temperatura PTC se utilizan en posicionadores electrónicos e interruptores térmicos como componentes sensibles a la temperatura para realizar un control y una protección precisos de la temperatura.Además, los materiales PTC también pueden utilizarse para la protección contra sobrecorriente, limitando el paso de corriente y protegiendo la seguridad de circuitos y equipos.