Da elektronische Geräte immer ausgefeilter werden, stehen Ingenieure vor der entscheidenden Herausforderung, eine Überhitzung zu verhindern, um einen stabilen und zuverlässigen Schaltungsbetrieb zu gewährleisten. PTC-Thermistoren (Positive Temperature Coefficient) bieten mit ihren einzigartigen Temperatureigenschaften eine wirtschaftliche und effiziente Lösung für dieses Problem.

PTC-Thermistoren sind spezielle keramische Halbleiterbauelemente, deren Widerstandswerte eine signifikante positive Korrelation mit Temperaturänderungen aufweisen. Bei Raumtemperatur weisen PTC-Thermistoren typischerweise niedrige Widerstandswerte auf, aber wenn die Temperatur ihre Curie-Temperatur überschreitet, steigt der Widerstand dramatisch an. Diese einzigartige Eigenschaft macht PTC-Thermistoren ideal für Überhitzungsschutzanwendungen.

Es sind verschiedene Arten von PTC-Temperaturbegrenzungssensoren erhältlich, darunter SMD-Chip-Typen, bedrahtete Scheibentypen und Schraubmontage-Typen, die nahezu alle Übertemperaturbedarfe erfüllen. Darüber hinaus können speziell entwickelte Motorschutzsensoren direkt in Motorwicklungen (Statorseite) installiert werden, um eine präzise Überwachung der Motorüberhitzung zu erreichen.

• Überhitzungsschutz für Transistorschaltungen
• Überhitzungsschutz für Leistungshalbleiterbauelemente
• Überhitzungsschutz für Einphasen-/Dreiphasen-Induktionsmotoren

PTC-Temperaturbegrenzungssensoren bieten eine einfache, aber effektive Lösung für den Überhitzungsschutz in Transistorschaltungen. Ob durch steigende Umgebungstemperaturen oder selbst erzeugte Wärme im Transistor, PTC-Thermistoren reagieren umgehend, um Schäden an Schaltungskomponenten durch übermäßige Hitze zu verhindern.

In Transistorverstärkerschaltungen können übermäßige Temperaturen dazu führen, dass sich die Transistoreigenschaften verschlechtern, was den normalen Schaltungsbetrieb beeinträchtigt. Wie in Abbildung 1 gezeigt, erhöht sich der Widerstand eines PTC-Thermistors, der in Reihe in einer Transistorschaltung geschaltet ist, schnell, wenn die Umgebungstemperatur steigt. Dies führt dazu, dass die Basis-Emitter-Spannung des Transistors abfällt, wodurch der Laststrom des Transistors unterbrochen wird. Wenn die Umgebungstemperatur wieder normal ist, kehrt der Widerstand des PTC-Thermistors auf seinen niedrigeren Wert zurück und die Schaltung nimmt den normalen Betrieb wieder auf.

Leistungshalbleiterbauelemente erzeugen während des Betriebs erhebliche Wärme. Ohne ausreichende Wärmeableitung können diese Bauelemente leicht überhitzen und ausfallen. PTC-Temperaturbegrenzungssensoren schützen Leistungshalbleiterbauelemente effektiv vor thermischen Gefahren.

Wie in Abbildung 2 dargestellt, erhöht sich der Widerstand des Thermistors, wenn ein PTC-Thermistors direkt auf einem Kühlkörper montiert ist und die Kühlkörpertemperatur den eingestellten Wert überschreitet, stark. Dies führt dazu, dass die Basisspannung des Leistungstransistors abfällt, wodurch der Kollektorstrom reduziert und die Wärmeerzeugung unterdrückt wird, wodurch der Leistungstransistor vor Überhitzungsschäden geschützt wird.

Einphasen- und Dreiphasen-Induktionsmotoren werden häufig in verschiedenen elektronischen Geräten und Industrieanlagen eingesetzt. Um Motorschäden durch Überlastung oder unzureichende Kühlung zu vermeiden, sind in der Regel Überstrom- und Überhitzungsschutzvorrichtungen erforderlich. PTC-Thermistoren dienen als Motorschutzsensoren und schützen effektiv vor thermischen Gefahren.

Wie in Abbildung 3 gezeigt, sind drei Motorschutzsensoren direkt auf Motorwicklungen (Statorseite) montiert. Wenn die PTC-Thermistortemperatur den eingestellten Wert erreicht, löst sie eine Auslöseeinheit (Leistungsschalter) aus, um die Stromversorgung zu unterbrechen und den Motor vor Überhitzungsschäden zu schützen. Dieser Ansatz bietet einen hochzuverlässigen Motorschutz vor Überhitzung.

Die Vielseitigkeit und Zuverlässigkeit von PTC-Thermistoren machen sie zu unverzichtbaren Komponenten im modernen Elektronikdesign und bieten einen robusten Schutz vor thermischen Gefahren in verschiedenen Anwendungen.