Как считать температурный коэффициент напряжения

Стабилизатор применяется для обеспечения нагрузки стабильным, заданным напряжением, независимо от скачков и колебаний напряжения питания.

Основными параметрами стабилизатора напряжения являются следующие:

— коэффициент стабилизации К_ст

— выходное сопротивление R_вых

— коэффициент полезного действия h

— температурный коэффициент ТКН

Коэффициент стабилизации — это отношение относительного изменения напряжения на входе стабилизатора к соответствующему относительному изменению напряжения на его выходе (при этом R_н считаем постоянным).

Чем больше коэффициент стабилизации, тем меньше изменяется выходное напряжение при изменении входного.

Выходное сопротивление [Ом] — это отношение изменения напряжения на выходе стабилизатора к изменению выходного тока (тока нагрузки), которое вызвало изменение выходного напряжения (при этом U_вх считаем постоянным).

Чем меньше выходное сопротивление, тем меньше изменяется выходное напряжение при изменении тока нагрузки.

Коэффициент полезного действия (КПД) [%] — это отношение мощности, отдаваемой в нагрузку, к мощности, потребляемой от источника питания.

Если учесть, что P_вх=P_н+P_ст, где P_н — мощность, рассеиваемая нагрузкой, а P_ст — мощность, рассеиваемая стабилизатором, то можно записать эту формулу по другому:

Температурный коэффициент (ТКН) [%/ 0 C] — это отношение относительного изменения выходного напряжения стабилизатора к вызвавшему его изменению температуры окружающей среды.

Источник

ТКС резистора (TCR resistor)

Температурный коэффициент сопротивления резистора

Так как под воздействием температуры окружающей среды или из-за нагрева самого резистора удельное сопротивление его резистивного слоя может меняться, то для обозначения термостабильности резисторов ввели такое понятие, как температурный коэффициент сопротивления (ТКС).

В зарубежной документации он именуется, как TCR (Temperature Coefficient of Resistance).

ТКС показывает насколько меняется сопротивление резистора при изменении температуры на 1°C или 1° Кельвина. Так как температура может меняться в большую или меньшую сторону, то указывается знак «±». Начальной температурой считается +25°C (комнатная), если другое значение не оговаривается отдельно.

TCR – температурный коэффициент сопротивления (ТКС), (ppm/°C);

R₁ – сопротивление при комнатной температуре +25°C, (Ω);

R₂ – сопротивление при рабочей температуре, (Ω);

T₁ – комнатная температура (+25°C);

T₂ – рабочая температура при которой производится тестовое измерение, (°C).

Данную формулу также нередко записывают и в сокращённом виде:

В отечественной литературе и документации ТКС может иметь сокращение 1×10 6 (1/°C), 1×10 6 °C -1 или 1×10 -6 °C. Также стоит иметь ввиду, что в документации на отечественные компоненты начальной температурой (T₁) нередко считается +20°C, а не +25°C, как это принято в иностранной документации.

Что такое ± ppm/°C ?

За рубежом принято использовать сокращение ppm (Parts per million – одна миллионная часть). Считается, что такая запись гораздо удобнее, чем 1×10 -6 .

В технической документации на импортные резисторы температурный коэффициент может указываться как в градусах (± ppm/°C), так и в Кельвинах (± ppm/K). Это одно и то же.

Чтобы представить, что же такое ppm/°C в более наглядном виде, приведу пример.

Допустим, что у нас имеется резистор сопротивлением 1000000 Ω (один миллион Ом, или МегаОм – 1 МОм). Мы знаем, что его температурный коэффициент равен ±25 ppm/°C. Так как 25 – это количество частей от одного миллиона, то получаем 25/1000000 = 0,000025. Умножаем 0,000025 на 1000000 (номинал нашего резистора), чтобы узнать, каково же будет изменение в Омах. Получаем 25. То есть это всего 25 Ом от нашего мегаомного резистора. Именно на такую величину изменится сопротивление нашего резистора, если температура поднимется на 1°C. Тогда его результирующее сопротивление составит 1000000 (Ω) + 25 (Ω) = 1000025 (Ω).

Обращаю внимание на то, что ppm не имеет размерности. Тут речь идёт именно о долях от чего либо, в данном случае миллиона!

В процентах это будет 0,000025 × 100% = 0,0025%. То есть сопротивление резистора изменится на 0,0025% по отношению к первоначальному (1 Мом).

Другой пример, более приближённый к практике.

Имеется резистор на 56 килоОм (56 000 Ом). Его температурный коэффициент составляет ±50 ppm/°C. Давайте рассчитаем, в каких пределах будет меняться его сопротивление при изменении температуры на ±10°C. То есть при охлаждении на 10°C, так и нагреве на 10°C. Диапазон изменения температуры в данном случае составит 20°C.

Как уже говорилось, стартовой температурой отсчёта считается +25°C. Именно при такой температуре наш резистор имеет сопротивление 56 кОм.

Сначала узнаем, насколько изменится сопротивление нашего резистора при изменении температуры на 1°C. Считать будем по следующей формуле. Наверняка уже заметили, что это та же самая формула расчёта ТКС, только изменённая.

ΔR – величина, на которое изменится сопротивление (в Омах, Ω);

R₀ – сопротивление резистора при +25°C (комнатная температура);

TCR – величина ТКС резистора (±50×10 -6 °C или то же самое ±50 ppm/°C);

ΔT – изменение температуры, °C. В нашем случае, это 1°C.

Таким образом мы узнали, что при изменении температуры на 1 градус, сопротивление нашего резистора изменится на 2,8 Ом. Соответственно, при изменении температуры на 10°C, сопротивление изменится на 28 Ом. В результате получаем диапазон изменения сопротивления от 55972 Ом (при 15°C) до 56 028 Ом (при 35°C). Как видим, наш резистор имеет очень хорошую термостабильность. Его сопротивление меняется незначительно, особенно, если учесть тот факт, что среди резисторов много и таких, у которых ТКС равен 100. 300 ppm/°C.

В технической документации на серию резисторов, величина ТКС, как правило, указывается для определённого диапазона температуры (например, от -55 до +125°C). Можно заметить, что чем он шире, тем, как правило, величина ТКС больше.

Как пример, далее показан график, взятый из даташита на серию резисторов VSMP от Vishay. На нём показаны значения T.C.R для разных температурных диапазонов.

Также величина ТКС может указываться вот в таком формате: -200

+600 ppm/°C. Это означает, что при понижении температуры резистор ведёт себя более стабильней, и его сопротивление изменяется меньше, чем при её повышении.

Можно заметить и то, что для конкретного диапазона сопротивлений указывается своя величина T.C.R.

Величина ТКС не указывается в маркировке резисторов. Узнать его можно из технической документации на конкретную серию резисторов. Надо отметить, что ТКС резистора сильно зависит от материала, из которого изготовлен его резистивный слой, а также технологии его производства.

Далее для сравнения приведены величины ТКС для резисторов с разной резистивной основой и технологией производства.

Тип резистора и его температурный коэффициент сопротивления:

Самым большим (и плохим) температурным коэффициентом обладают резисторы с проводящим слоем на основе углерода. Их ТКС может достигать 5000 ppm/°C! Резисторы на основе углеродной проводящей плёнки (carbon film resistors) имеют ТКС в диапазоне 200. 500 ppm/°C (CF-25, CF-100 и им подобные). Именно поэтому допуск (точность) таких резисторов редко меньше 5%.

Металлоплёночные (серия MF, например, MF-100). Их TCR обычно лежит в диапазоне ±15. 100 ppm/°C, но в некоторых случаях вплоть до 10 ppm/°C. На фото – металлоплёночные прецизионные резисторы серии RN (Military). Нашёл их на печатной плате от промышленного станка. ТКС резистора RN55E – 25 ppm/°C, а RN55D – 100 ppm/°C.

Металлооксидные плёночные резисторы (серия MO, например, MO-200) имеют ТКС в диапазоне 100. 200 ppm/°C.

На фото показаны металлооксидные (металлодиэлектрические) резисторы МО-200 (160Ω, 5%). Их ТКС равен 200 ppm/°C;

Толстоплёночные чип-резисторы (T.C.R составляет 50. 200 ppm/°C, реже 300 ppm/°C);

Тонкоплёночные чип-резисторы (ТКС составляет 5. 50 ppm/°C). Это одни из самых термостабильных резисторов. Малым ТКС обладают тонкоплёночные прецизионные резисторы. Он может составлять всего ±2–5 ppm/°C. В документации на такие резисторы можно встретить обозначение Low TCR – низкий ТКС;

Проволочные резисторы (серия KNP, «цементные» SQP). ТКС составляет ±300. 350 ppm/°C (для диапазона температур от -55 до 155. 250°C). Низким температурным коэффициентом менее 10 ppm/°C обладают проволочные прецизионные резисторы;

Самым малым ТКС обладают фольговые резисторы (Bulk Metal ® Foil, BMF). Это самые термостабильные из всех существующих резисторов. Например, ультрамалый ТКС (всего 0,05 ppm/°C) имеют прецизионные фольговые резисторы серии VSMP Vishay (сверхточные фольговые резисторы для поверхностного монтажа).

Далее на фото показаны фольговые резисторы Vishay VSR. Их максимальный ТКС составляет ±4 ppm/°C в температурном диапазоне от 0°C до +60°C и ±8 ppm/°C при температуре от -55°C до +125°C.

Стоит отметить, что величина ТКС очень сильно влияет на тот самый допуск (или точность) резистора, которую указывают в процентах и кодируют в его маркировке (0,5%, 1%, 2%, 5%).

Напомню, что допуск указывает на разброс реального сопротивления резистора, который образуется из-за многих факторов, например, из-за погрешности технологии производства. Сюда же входит и разброс сопротивления из-за наличия ТКС. Именно поэтому, у резисторов с плохой термостабильностью (например, углеродистых) допуск также очень большой, так как при массовом производстве очень трудно сделать его меньше 2. 5%.

Аналогичная ситуация обстоит и с толстоплёночными SMD-резисторами. В составе резистивной пасты, которая используется для формирования проводящего слоя, присутствует серебро, из-за которого ТКС таких резисторов, как правило, не менее 50 ppm/°C.

Источник

Как считать температурный коэффициент напряжения

Автор: Мышонок
Опубликовано 07.02.2007

1. Что же такое «ТК»?
«ТК» — это сокращение от «Температурный Коэффициент». Это свойство радиодеталей изменять свои характеристики в зависимости от температуры. Возникает он оттого, что материалы, из которых делаются радиодетали, при изменении температуры расширяются, сжимаются, и с ними происходят другие странные вещи, о которых физики лучше знают.

2. Что происходит, когда мы забываем про «ТК»?
Многие котята не знают или просто забывают про «ТК». А иногда происходит всё гораздо проще, например, нужен конденсатор какой-нибудь ёмкости, а нужного ТКЕ нет или он не известен. Часто торгаши вообще не знают (или не хотят знать, что гораздо вероятнее), чем они торгуют. Вот и приходится впаивать в конструкцию то, что удалось добыть.
А этот параметр очень важный. Если его не принимать во внимание, то при изменении температуры (просто окружающего воздуха или даже от нагрева аппаратуры во время её работы), характеристики детали с неучтённым ТК могут измениться настолько, что аппаратура станет работать плохо или вообще перестанет работать. Но самое интересное, что как только температура опять станет «нормальной», аппаратура опять начинает работать как ни в чём не бывало. И сколько сил уйдёт на то, что бы отыскать эту «мерцающую неисправность» — а виноват во всём «ТК».

3. Какие «ТК» бывают и в чём они измеряются.
Бывают они такие:

вместо П60, П100, М47, М1500 можно ставить X7R, NP0 (C0G).
Но в каждом случае, конечно, думать надо: «Семь раз отмерь — один раз отрежь» — пословица №1, «Доверяй, но проверяй!» — пословица №2.
Вот, сколько мороки нам керамические конденсаторы задали. С другими конденсаторами будет полегче:

Конденсаторы слюдяные — у них всего 4 группы ТКЕ имеется:

Номинальное значение ТКЕ, ppm/ °C

Источник

Читайте также:  Каким напряжением заряжать акб efb

Оцените статью

Вам также может понравиться

Штуцер для гидравлического цилиндра AIST 1/4 – выбор профессионалов | Надежные приспособления для эффективной работы!

Штуцер для гидравлического цилиндра aist 1 4 При использовании

0172

Как сделать шляпу цилиндр, как у Шляпника, своими руками

Шляпа цилиндр как у шляпника своими руками Необходимость

0175

Как сделать шляпу-цилиндр из картона своими руками: пошаговая инструкция

Шляпа цилиндр из картона своими руками пошагово Шляпа-цилиндр

0174

Шлифовка головки блока цилиндров в Туле: цены и услуги

Шлифовка головки блока цилиндров цена в туле Головка

0154

• Правообладателям
• Политика конфиденциальности

Adblock
detector