Термистор чем заменить
Чем заменить сгоревший термистор на электромясорубке?
Доброго времени суток, коллеги-электронщики. Возник такой вопрос, а точнее идея, которую хотел бы обсудить.
Думаю все знают тиристорные регуляторы, выключатели и т.д.
В частности я использую вот такую простую схему для управления лебедкой, которой почти доволен.. (естественно у меня два таких модуля так как есть реверс, просто такая схема нашлась под рукой):
Вопрос в «почти»… Проблема в том, что есть механические контакты, и это портит всю картину, так как приходится довольно часто менять реле. В планах собрать подобное устройство, только на более высокую мощность (125 ампер), где реле точно будет плохим решением. К тому же есть идея управлять от контроллера. Вот и бросился на поиски решения… но гугл особо не помог, вернее помог, но частично)) так как судя ему, по интернету гуляет много схем подобных этим:
1.
2.
3.
4.
5.
и т.д. и т.п. То есть — на этих схемах структурно обозначены элементы, и везде есть блок СИФУ — Система Импульсно Фазового Управления тиристорами, а принципиальной схемы нигде нет!!
Вот и думаю, давайте поразмышляем, чего там такого секретного может быть в этой СИФУ? И создадим (или воссоздадим) свою, простую и доступную для повторения всем желающим .
Идеи —
1. Для начала применить бесконтактное управление вместо реле на моей схеме. Как это сделать на симисторах знаю — поставить оптрон типа MOC3052 и подобных, а вот как быть с тиристорами? Там ведь встречное включение, либо нужно управлять каждым по отдельности (особенно в случае плавного пуска). Ну даже если и удастся приспособить оптрон для запуска тиристоров, то как быть с мощными тиристорами на 200 ампер?? Там управляющие тока такие, что ни одна оптопара не выдержит… Надо какую то замену реле… но чтобы пропускало ток в обе стороны без искажений формы сигнала… и управлялось логической 1, ну или 0))
2. Реализовать плавный пуск двигателя, на рисунке 5б как раз показана СИФУ с плавным пуском.
Да, кстати, ПТТ-ПП расшифровывается как Пускатель Тиристорный Трёхфазный с Плавным Пуском.
Искал и на них схемы — тоже ничего нет, всё засектерили(
А вот в продаже они есть, только цены жесть какие конские. Но там правда и начинка покруче чем я хочу сделать — контроллер, дисплей, RS485, Modbus RTU и т.д.)) Такие функции простому человеку нафиг не нужны, главное 1 и 2, те что указал выше. Ну ещё думаю поставить систему защиты от резкого включения реверса, то есть когда СТОП не нажал, перед тем как поменять направление, но это просто сделать, главное понять принцип построение базовой схемы — можно вообще одну фазу рассмотреть, в идеале нужно чтобы при подаче напряжения 5 вольт включалась 100% мощность, при подаче 2.5 вольт — 50% и т.д. Тогда можно будет навесить переменник, которым задавать мощность, а в дальнейшем поставить контроллер с ЦАП, хотя не уверен что идея хорошая, так как мне кажется ключ к созданию СИФУ кроется в оптронах, а они работают нормально вроде тока в цифровом режиме (возможно ошибаюсь под утро).
В дополнение фото готовых подобных устройств. Платы управления причем видно не сильно сложные и огромные.
Основные параметры NTC-термисторов и позисторов
В настоящий момент промышленность выпускает огромный ассортимент терморезисторов, позисторов и NTC-термисторов. Каждая отдельная модель или серия изготавливается для эксплуатации в определённых условиях, на них накладываются определённые требования.
Поэтому от простого перечисления параметров позисторов и NTC-термисторов толку будет мало. Мы пойдём немного другим путём.
Каждый раз, когда в ваши руки попадает термистор с легко читаемой маркировкой, необходимо найти справочный листок, или даташит на данную модель термистора.
Кто не в курсе, что такое даташит, советую заглянуть на эту страницу. В двух словах, даташит содержит информацию по всем основным параметрам данного компонента. В этом документе перечислено всё, что нужно знать, чтобы применить конкретный электронный компонент.
У меня в наличии оказался вот такой термистор. Взгляните на фото. Поначалу о нём я не знал ничего. Информации было минимум. Судя по маркировке это PTC-термистор, то есть позистор. На нём так и написано – PTC. Далее указана маркировка C975.
Сперва может показаться, что найти хоть какие то сведения о данном позисторе вряд ли удастся. Но, не стоит вешать нос! Открываем браузер, вбиваем в гугле фразу типа этих: «позистор c975», «ptc c975», «ptc c975 datasheet», «ptc c975 даташит», «позистор c975 даташит». Далее остаётся лишь найти даташит на данный позистор. Как правило, даташиты оформляются как pdf-файл.
Из найденного даташита на PTC C975, я узнал следующее. Выпускает его фирма EPCOS. Полное название B59975C0160A070 (серия B599*5). Данный PTC-термистор применяется для ограничения тока при коротком замыкании и перегрузках. Т.е. это своеобразный предохранитель.
Приведу таблицу с основными техническими характеристиками для серии B599*5, а также краткую расшифровку всего того, что обозначают все эти циферки и буковки.
Max.operating voltage (TA = 60°C) – VMAX. Максимальное рабочее напряжение при температуре окружающей среды 60°С. Как видим, оно составляет 20 вольт постоянного (VDC) или переменного (VAC) тока. Это максимальное напряжение, которое может выдержать позистор.
Rated voltage — VR. Номинальное напряжение. То есть обычное, рабочее напряжение, при котором позистор исправно работает длительное время. В таблице указано напряжение в 12 вольт (переменный и постоянный ток).
Switching cycles — N. Количество циклов переключения. Это расчётное число переключений (срабатываний) позистора, при котором он не теряет свои свойства. Для данного позистора число срабатываний, при котором он должен выполнить функцию ограничения тока и не выйти из строя равно 100.
Reference temperature — Tref . Опорная температура. При росте тока через позистор он нагревается, а благодаря нагреву сопротивление его возрастает на несколько порядков. Так вот Tref – это температура позистора, когда его сопротивление начинает резко возрастать. Если взглянуть на график зависимости сопротивления позистора (RPTC) от его температуры (TPTC), то на нём чётко видно, что значительный рост сопротивления позистора происходит как раз на участке 150°С
170°C, а температура в 160°С является опорной (Tref). Я бы назвал эту температуру «температурой перехода».
Tolerance of RR – ΔRR. Допустимое отклонение от номинального сопротивления. Выражается в процентах. Например, для позистора C975 номинальное сопротивление RR (Rated resistance) составляет 1,8 Ом. На деле же оно может быть от 1,35 до 2,25 Ом, так как допуск ΔRR составляет ±25%.
Operating temperature range — Top . Диапазон рабочих температур. Как видим, в таблице указано две строки. Диапазон рабочей температуры при минимальном напряжении на позисторе (V=0) и максимальном (V=Vmax), которое, как мы уже знаем равно 20 вольтам. Из этого можно установить, что данный позистор будет исправно работать при температуре окружающей среды от -40 до +85°С.
Теперь обратим своё внимание на электрические характеристики конкретного изделия, в нашем случае это позистор PTC C975 (полная маркировка B59975C0160A070). Взгляните на следующую таблицу.
IR — Rated current (mA). Номинальный ток. Это ток, который выдерживает данный позистор в течение длительного времени. Я бы его ещё назвал рабочим, нормальным током. Для позистора C975 номинальный ток составляет чуть более полуампера, а конкретно – 550 mA (0,55A).
IS — Switching current (mA). Ток переключения. Это величина тока, протекающего через позистор, при котором его сопротивление начинает резко возрастать. Таким образом, если через позистор C975 начнёт протекать ток более 1100 mA (1,1A), то он начнёт выполнять свою защитную функцию, а точнее начнёт ограничивать протекающий через себя ток за счёт роста сопротивления. Ток переключения (IS) и опорная температура (Tref ) связаны, так как ток переключения вызывает разогрев позистора и его температура достигает уровня Tref , при которой сопротивление позистора возрастает.
ISmax — Maximum switching current (A). Максимальный ток переключения. Как видим из таблицы, для данной величины указывается ещё и значение напряжения на позисторе – V=Vmax. Это неспроста. Дело в том, что любой позистор может поглотить определённую мощность. Если она превысит допустимую, то он выйдет из строя.
Поэтому для максимального тока переключения указывается и напряжение. В данном случае оно равно 20 вольтам. Перемножив 3 ампера на 20 вольт, мы получим мощность в 60 Вт. Именно такую мощность может поглотить наш позистор при ограничении тока.
Что такое RR и Rmin нам поможет понять следующий график.
Rmin – Minimum resistance (Ом). Минимальное сопротивление. Наименьшее значение сопротивления позистора. Минимальное сопротивление, которое соответствует минимальной температуре, после которой начинается диапазон с положительным ТКС. Если детально изучить графики для позисторов, то можно заметить, что до значения TRmin сопротивление позистора наоборот уменьшается. То есть позистор при температурах ниже TRmin ведёт себя как «очень плохой» NTC-термистор и его сопротивление снижается (незначительно) с ростом температуры.
RR – Rated resistance (Ом). Номинальное сопротивление. Это сопротивление позистора при какой-то ранее оговоренной температуре. Обычно это 25°С (реже 20°С). Проще говоря, это сопротивление позистора при комнатной температуре, которое мы можем легко измерить любым мультиметром.
Approvals – в дословном переводе это одобрение. То есть одобрено такой-то организацией, которая занимается контролем качества и пр. Особо не интересует.
Ordering code – серийный номер. Тут, думаю, понятно. Полная маркировка изделия. В нашем случае это B59975C0160A070.
Из даташита на позистор PTC C975 я узнал, что применить его можно в качестве самовосстанавливающегося предохранителя. Например, в электронном устройстве, которое в рабочем режиме потребляет ток не более 0,5А при напряжении питания 12V.
Теперь поговорим о параметрах NTC-термисторов. Напомню, что NTC-термистор имеет отрицательный ТКС. В отличие от позисторов, при нагреве сопротивление NTC-термистора резко падает.
В наличии у меня оказалось несколько NTC-термисторов. В основном они были установлены в блоках питания и всяких силовых агрегатах. Их назначение — ограничение пускового тока. Остановился я вот на таком термисторе. Давайте узнаем его параметры.
На корпусе указана лишь такая маркировка: 16D-9 F1. После недолгих поисков в интернете удалось найти даташит на всю серию NTC-термисторов MF72. Конкретно наш экземпляр, это MF72-16D9. Данная серия термисторов используется для ограничения пускового тока. Далее на графике наглядно показано, как работает NTC-термистор.
В начальный момент, когда включается устройство (например, импульсный блок питания ноутбука, адаптер, компьютерный БП, зарядное устройство), сопротивление NTC-термистора велико, и он поглощает импульс тока. Далее он разогревается, и его сопротивление уменьшается в несколько раз.
Пока устройство работает и потребляет ток, термистор находится в нагретом состоянии и его сопротивление мало.
В таком режиме термистор практически не оказывает сопротивление протекающему через него току. Как только электроприбор будет отключен от источника питания, термистор остынет и его сопротивление вновь увеличится.
Обратим свой взор на параметры и основные характеристики NTC-термистора MF72-16D9. Взглянем на таблицу.
R25 — Номинальное сопротивление термистора при температуре 25°С(Ом). Сопротивление термистора при температуре окружающей среды 25°С. Это сопротивление легко измерить мультиметром. Для термистора MF72-16D9 это 16 Ом. По сути R25 — это то же самое, что и RR (Rated resistance) для позистора.
Max. Steady State Current — Максимальный ток термистора (A). Максимально возможный ток через термистор, который он может выдержать в течение длительного времени. Если превысить максимальный ток, то произойдёт лавинообразное падение сопротивления.
Approx. R of Max. Current — Сопротивление термистора при максимальном токе (Ом). Приблизительное значение сопротивления NTC-термистора при максимальном протекающем токе. Для NTC-термистора MF72-16D9 это сопротивление равно 0,802 Ома. Это почти в 20 раз меньше, чем сопротивление нашего термистора при температуре в 25°С (когда термистор «холодный» и не нагружен протекающим током).
Dissip. Coef. — Коэффициент энергетической чувствительности (mW/°C). Чтобы внутренняя температура термистора изменилась на 1°С, он должен поглотить некоторое количество мощности. Отношение поглощаемой мощности (в мВт) к изменению температуры термистора и показывает данный параметр. Для нашего термистора MF72-16D9 данный параметр составляет 11 миллиВатт/1°С.
Напомню, что при нагреве NTC-термистора его сопротивление падает. Для его разогрева расходуется протекающий через него ток. Следовательно, термистор будет поглощать мощность. Поглощённая мощность приводит к нагреву термистора, а это в свою очередь ведёт к уменьшению сопротивления NTC-термистора в 10 — 50 раз.
Thermal Time Constant — Постоянная времени охлаждения (S). Время, за которое температура ненагруженного термистора изменится на 63,2% от разности температуры самого термистора и окружающей среды. Проще говоря, это время, за которое NTC-термистор успевает остыть, после того, как через него перестанет протекать ток. Например, когда блок питания отключат от электросети.
Max. Load Capacitance in μF — Максимальная ёмкость разряда. Тестовая характеристика. Показывает ёмкость, которую можно разрядить на NTC-термистор через ограничительный резистор в тестовой схеме без его повреждения. Ёмкость указывается в микрофарадах и для конкретного напряжения (120 и 220 вольт переменного тока (VAC)).
Tolerance of R25 — Допуск. Допустимое отклонение сопротивления термистора при температуре 25°С. Иначе, это отклонение от номинального сопротивления R25. Обычно допуск составляет ±10 — 20%.
Вот и все основные параметры термисторов. Конечно, есть и другие параметры, которые могут встретиться в даташитах, но они, как правило, легко высчитываются из основных параметров.
Надеюсь теперь, когда вы встретите незнакомый вам электронный компонент (не обязательно термистор), вам будет легко разузнать его основные характеристики, параметры и назначение.
Дата: 12.09.2015 // 0 Комментариев
Терморезисторы делятся на два вида: позисторы и термисторы. Все они изменяют свое сопротивление в зависимости от их температуры. У позисторов сопротивление увеличивается в зависимости от температуры, а у термисторов, наоборот – уменьшается. Терморезисторы находят свое применение во многих узлах различной техники и аппаратуры, начиная от датчиков температуры, заканчивая ограничителями пусковых токов в энергосберегающих лампах, блоках питания или двигателях.
Как проверить термистор мультиметром?
Если есть подозрение, что термистор неисправен, а его визуальный осмотр не выявил различных почернений, сколов и т.п., тогда можно приступить к проверке термистора мультиметром.
Для проверки используем NTC термистор 10S050M, 5 Ом, 4 А, со старого блока питания компьютера.
Перед началом проверки, мультиметр переводим в режим измерения сопротивления.
Также необходимо выбрать диапазон измерений в зависимости от особенностей проверяемого термистора.
При комнатной температуре термистор покажет сопротивление указанное производителем, в данном случае оно составляет 5,1 Ом.
Следующим шагом станет нагревания термистора и отслеживание изменения его сопротивления.
Для нагрева используется старый советский паяльник на 90Вт, который нагревается очень медленно и даст возможность визуально отследить изменения сопротивления термистора (изменения сопротивления составляют от 4,2 Ом до 2,7 Ом).
В нашем случае подопытный термистор работает вполне исправно, его сопротивление уменьшается одновременно с нагревом паяльника.
При монтаже на платах необходимо учитывать особенность термисторов — они нагреваются, и их необходимо размещать подальше от термочувствительных радиодеталей.
Резистор — это самый простой и одновременно самый распространённый элемент электронных схем. Поэтому если вам нужно будет произвести ремонт любого электроприбора или электронной платы, то вы наверняка столкнётесь с этим элементом. Кроме обычных, есть ещё термосопротивления. Давайте разберёмся, что это за электронные компоненты, и как их проверить мультиметром.
Проверка электронным мультиметром
Следует отметить, что резисторы довольно надёжны, поэтому их проверку следует проводить после того, как вы убедились в исправности остальных элементов. В первую очередь обратите внимание на сопротивления в цепях, где ранее были обнаружены неисправные элементы.
Сама по себе процедура проверки довольно проста, но требует выполнения определённых действий.
Для проверки будем использовать электронный мультиметр. Щупы прибора должны быть подключены к разъёмам COM и VΩmA. Полярность подключения щупов к выводам проверяемого элемента не имеет значения. Переключатель тестера необходимо установить в положение омметра (сектор помечен знаком Ω). Цифры обозначают максимальный предел измеряемой величины.
Перед началом проверки соедините щупы вместе, при этом показания прибора должны быть равны нулю, что говорит об исправности прибора и проводов щупов. Если переключатель установлен на самом малом пределе измерения, то прибор может показывать величину равную единицам ома. Эту неточность нужно будет учесть при измерении малых величин. Кроме того, у резисторов есть допустимое отклонение от номинала, если точных данных найти не удалось, то погрешность в 10 процентов можно считать нормальной.
Для начала необходимо определить номинальное сопротивление у элемента, который вы собираетесь проверять. Сделать это можно несколькими способами:
- На элементах старого образца величина номинального сопротивления указана на корпусе резистора.
- На современных элементах применяется цветовая маркировка. Это набор цветных колец, нанесённых на корпус. С их помощью зашифровано сопротивление. Нужно взять таблицу цветовой маркировки и определить искомую величину.
- Если вы проверяете элемент с электронной платы, то возле элемента стоит его обозначение в виде буквы R и порядкового номера. Можно взять схему электронного устройства и по обозначению определить номинал. Иногда эта величина указана прямо на печатной плате.
Постоянный резистор
Проверку выполняем в такой последовательности:
- зачищаем выводы резистора от окислов и загрязнений;
- выставляем на мультиметре предел измерения, который несколько больше номинальной величины;
- кладём элемент на диэлектрическую поверхность;
- прижимаем щупы прибора к выводам резистора, при этом нельзя прикасаться к щупам пальцами.
На экране мы можем увидеть три варианта показаний:
- Единица на экране прибора говорит о том, что сопротивление резистора больше установленного предела измерения. Проверьте правильно ли выбран предел измерения, если ошибки нет, то присутствует обрыв между выводами элемента. Такой элемент неисправен и подлежит замене.
- Ноль обозначает, что выводы соединены накоротко. Элемент неисправен.
- Если на экране другое число, сравните его с величиной номинального сопротивления резистора. Измеренная величина не должна отличаться от номинальной больше чем на 10%. Чтобы было понятно, при проверке резистора в 1 тыс. Ом прибор может показать величину от 900 Ом до 1100 Ом, в обоих случаях элемент можно считать исправным. Когда вы измеряете величины менее ста Ом, не забудьте от полученного значения отнять сопротивление щупов.
Тестирование подстроечного резистора
У переменного резистора на корпусе три вывода. Для проверки необходимо определить, к какому выводу подключён подвижный (средний) контакт. Для этих целей можно воспользоваться справочными данными, если это невозможно, то определим его в процессе измерений:
- Перемещаем ручку резистора в среднее положение.
- Выполняем все действия, указанные для постоянных резисторов, но измерения проводим попарно между первым и вторым, вторым и третьим, третьим и первым выводами. Пара между которыми сопротивление будет максимальным — это крайние выводы. Сравниваем это значение с номинальной величиной по аналогии с постоянными резисторами. Если всё в норме, продолжаем проверку.
- Перемещаем ползунок в одно из крайних положений. Производим измерение между центральным и крайними выводами, должны получить ноль и номинальное значение. Если данные другие (допускается небольшая погрешность), то элемент неисправен.
- Повторяем измерение во втором крайнем положении ползунка, теперь показания должны поменяться местами (там, где был ноль, будет номинальное значение, и наоборот).
- Подключаем щупы к центральному выводу и к любому крайнему. Плавно перемещаем ручку и следим за показаниями прибора. Сопротивление должно изменяться без скачков, если прибор показывает единицу, это говорит о том, что в этом положении ползунка контакт плохой или пропадает вовсе, а следовательно, нормально работать такой резистор не будет, и его нужно менять.
Проверка элемента на плате
Иногда демонтаж элементов с платы сопряжён с рядом трудностей, поэтому будет полезно знать, как проверить резистор мультиметром, не выпаивая его. Это уже более сложная задача. Чтобы правильно выполнить проверку, необходимо изучить схему, в которой он установлен.
Дело в том, что различные компоненты и способы их подключения, относительно проверяемого резистора, влияют на показания тестера по-разному. Например, параллельно подключённый диод покажет нулевое сопротивление резистора, а параллельно подключённые сопротивления или катушки индуктивности сильно исказят показание прибора. Так как в мультиметре для измерений используется постоянное напряжение, то конденсатор на схеме можно приравнять к разрыву цепи.
В сложной схеме учесть все эти влияния трудно, поэтому измерить точную величину сопротивления не получится, но если вы подробно изучите схему, то сможете проверить резистор на наличие обрыва или короткого замыкания. Если у вас возникли сомнения в исправности элемента, для полной проверки придётся выпаять хотя бы один вывод.
У многих мультиметров есть режим прозвонки. В этом режиме прибор позволяет проверять электрические цепи с сопротивлением не больше сотни ом, при превышении этой величины цепь прозваниваться не будет и звукового сигнала не последует. Применение этого режима для проверки резисторов нецелесообразно, так как прозвонка показывает только наличие или отсутствие контакта между щупами, но никак не характеризует состояние радиодетали.
Типы терморезисторов и их тестирование
Отдельно нужно поговорить о том, что такое позистор и термистор, и как их проверить мультиметром.
Терморезистор — это радиодеталь, изготовленная на основе полупроводниковых материалов. Сопротивление этих элементов непостоянное и зависит от температуры. Терморезисторы разделяют на две группы:
- Термистор — элемент с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Это значит, что при нагреве его сопротивление уменьшается.
- Позистор — имеет положительный температурный коэффициент сопротивления, то есть при нагреве его сопротивление увеличивается.
Как и в случае с обычными резисторами, перед началом проверки необходимо выяснить номинальное значение проверяемого образца. Сделать это можно при помощи справочных данных на основании маркировки терморезистора.
Но есть одна особенность, так как сопротивление зависит от температуры, то в справочниках может быть дана целая таблица температур и соответствующие им сопротивления. В этом случае нужно ориентироваться на величину сопротивления при температуре близкой к температуре окружающей среды.
Если в данных указана только одна величина сопротивления, то, как правило, она соответствует температуре в 25 градусов.
На практике сложно точно поддерживать определённую температуру, поэтому сопротивление исправного терморезистора будет несколько отличаться от номинальных данных, и это нужно учитывать при измерении.
Давайте пошагово разберём, как проверить позистор мультиметром, тогда и проверка термистора не вызовет у вас затруднений. Кроме тестера, потребуется источник тепла, например, паяльник или фен. Исправный позистор должен пройти все три поверки:
- Измеряем величину сопротивления позистора в ненагретом состоянии. Если сопротивление соответствует номинальному, то можно продолжать проверку. В противном случае элемент неисправен.
- На этом шаге проверки нам потребуется нагревать элемент, поэтому заранее предусмотрите, как вы будете производить измерения, например, установите зажимы на щупы. После того как вы подключили тестер к позистору, поднесите к нему нагретый паяльник. По мере нагрева величина сопротивления должна увеличиваться, если показания прибора не изменяются, радиодеталь испорчена.
- Прекратите нагревать позистор и дождитесь, когда он остынет до комнатной температуры. Измерьте его сопротивление, оно должно вернуться к исходной величине, измеренной в первом пункте.
Проверка термистора выполняется так же, как и проверка позистора, с тем лишь отличием, что во втором пункте при нагреве величина сопротивления должна уменьшаться.