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NTC-Sensoren - Schnelle und zuverlässige Temperaturmessungen

Wo eine präzise Temperaturüberwachung gefragt ist, sind NTC- (Negative Temperature Coefficient) Sensoren bzw. -Thermistoren durch vielfältige Standardversion und kundenspezifische Anpassungsmöglichkeiten die ideale Wahl.

Aufgrund ihrer Technologie bieten NTC-Thermistoren die höchste Empfindlichkeit gegenüber Temperaturwechseln: Sie verzeichnen Änderungen von -3 % bis -5 % pro Grad Celsius, während andere resistive Technologien wie Platin- oder Nickel-basierende Temperatursensoren lediglich unter 1 % pro Grad Celsius erreichen. Zudem bieten NTC-Thermistoren eine hohe Breite an Widerstandswerten, die in niedrigen Spannungen resultieren. Dadurch ermöglichen sie Zweipunktmessungen mit höchster Präzision.

Diese Eigenschaften machen NTC-Thermistoren zum idealen Oberflächen-Temperatursensor für viele elektronische Geräte, etwa in der Leistungselektronik, der Regelung von Kühlsystemen, in Verbraucherelektronik sowie zahlreichen Industrie- und Automotive-Anwendungen. Vor allem für die Lebensdauer von Batterien und Wechselrichtern ist ihre thermische Zuverlässigkeit und Genauigkeit entscheidend.

Widerstandsfähig gegenüber mechanischem Stress

Darüber hinaus gibt es immer mehr Anwendungen, die starken Vibrationen ausgesetzt sind und hohe Leistungen und Spannungen auf engem Bauraum beherrschen müssen. Hierfür werden robuste NTC-Sensoren mit spezifischer elektrischer und mechanischer Leistung benötigt. Deshalb hat Vishay eine große Auswahl an kabelschuhmontierbaren NTC-Thermistoren entwickelt.

Durch den Kabelschuh lassen sich die Thermistoren einfach mit einer Schraube an der Metalloberfläche des Systems montieren. Sie befinden sich normalerweise direkt auf den Kühlkörpern, Batteriepolen, Hochspannungsschienen, Hochstrom-Stechverbindern oder dem Gehäuse. Das Portfolio der NTCALUGx-Standard-Familie umfasst Kabelschuh-Anschlüsse von M2 bis M6, größere Varianten sind als kundenspezifische Lösungen verfügbar.

Der NTC-Chip selbst befindet sich innerhalb der Hülse des Kabelschuhs; es kommen entsprechende thermisch leitfähige und elektrisch isolierende Schutzvorrichtungen zum Einsatz. Mit isolierten Leitungen bieten die NTC-Thermistoren eine gute thermische Verbindung und halten dauerhaft Betriebstemperaturen von bis zu 150 °C stand.

Die elektrischen Eigenschaften des Kabelschuhs und der Anschlüsse sind kritische Aspekte bei der Endmontage. Um spezifische Designanforderungen zu erfüllen, steht eine sehr große Auswahl an Standardgrößen und kundenspezifischen Optionen zur Verfügung. Beispielsweise reduziert ein Nickel-Kabelleiter in einer geschlossenen Ringzunge mit niedrigem Profil den Wärmegradienten der Endbaugruppe, was insbesondere für die Temperaturmessung von Kühlkörpern wichtig sein kann.

Die Notwendigkeit, die Temperatur an Hochspannungs- und stromleitenden Elementen zu erfassen, erfordert eine höhere Isolationsspannung zwischen der Sensorfläche oder dem Kabelschuh und den Anschlüssen des NTC. Die Serie NTCALUG von Vishay bietet zum Beispiel Isolationsspannungen bis zu 5 kV AC und damit einen entscheidenden Vorteil besonders für Anwendungen rund um Elektrofahrzeuge, wie Onboard-Ladegeräte (Onboard Charger, OBCs), DC/DC-Inverter, Ladekabelstecker und -buchsen, Ladestationen, Kupplungs- und elektrische Fahrmotoren, Batterien und Batteriemanagementsysteme (BMS), Temperaturregelung von MOSFETs und Zwischenkreiskondensatoren.

In der Regel erfordern diese Anwendungen auch eine höhere mechanische Festigkeit, die sich durch größere Kabelschuhe und dickere Drahtabschnitte (NTCALUG01x) für den Anschluss an Automobil-Steckverbinder erreichen lässt. Die Mini-Kabelschuh-Version NTCALUG03x bietet aufgrund der Minimierung der mechanischen Parameter eine verbesserte Reaktionszeit und einen geringen Temperaturgradienten. Damit eignet sie sich perfekt für Module mit begrenztem Platzangebot, beispielsweise bei LED-Beleuchtung. Die Auswirkungen von mechanischem Stress, verursacht durch Einschränkungen des Schaltungsdesigns und durch die Anforderungen an die Kabelführung, lassen sich mithilfe von rechtwinkligen Kabelschuhen und mehradrigen flexiblen Drähten mildern.

Abgesehen von den elektrischen Auswahlkriterien des NTC-Bausteins sind die Schraubgrößen und die Drahtstärke wählbar. Zudem sind Anpassungen der Kabellängen, das Entfernen der Kabelisolierung zum Löten, verstärkte Kabelisolierungen (z.B. Schrumpf- oder Silikonschlauch), Kabelbäume und die Integration beliebiger Steckverbinder zur einfacheren Endgeräteproduktion oder zum Anschluss an Steuerplatinen möglich.

Rutroniks breite Palette an Standard- und kundenspezifisch anpassbaren LUG-NTC-Sensorprodukten bietet vielfältige Möglichkeiten für die Temperaturerfassung und ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Die Bausteine mit vielen Material-Optionen geben Entwicklern eine hohe Flexibilität bei der Integration in Geräte-Designs und bei der Optimierung der Produktionseffizienz. Darüber hinaus liefern sie eine sehr zuverlässige Leistung. Die Produkte von Vishay sind mit AEC-Q200-Qualifikation, UL-Zertifizierung und als Pb-freie Version/RoHS-konform (ohne Ausnahme) erhältlich.

 

 

Komponenten gibt es auf www.rutronik24.de.

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AEC-Q200 qualification means that Vishay’s NTCALUGx family NTC thermistors are also suitable for automotive applications.
Mit AEC-Q200-Qualifizierung eignen sich die NTC-Thermistoren der NTCALUGx-Familie von Vishay auch für Automotive-Anwendungen.