EN IEC 60738 Thermistoren – Direkt beheizter positiver Sprungfunktionstemperaturkoeffizient

Die Norm „EN IEC 60738 Thermistoren – Direkt beheizte Thermistoren mit positivem Sprungfunktionstemperaturkoeffizienten“, die auf einer europäischen Norm basiert und später von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) veröffentlicht wurde, besteht aus einer Reihe von Unternormen, die unter demselben Titel veröffentlicht wurden. Nämlich,

• EN 60738-1 Teil 1: Allgemeine Anforderungen definiert Prüfbedingungen und -methoden für Thermistoren mit positivem Sprungfunktions-Temperaturkoeffizienten, isolierte und nicht isolierte Typen, typischerweise aus ferroelektrischen Halbleitermaterialien. Diese Norm umfasst Standardbegriffe, Prüfverfahren und Prüfmethoden zur Verwendung in detaillierten Spezifikationen für die Qualifikationszulassung und Qualitätsbewertungssysteme für elektronische Bauteile.
• Norm „EN 60738-1-1 Teil 1-1: Vordruck für Bauartspezifikation – Strombegrenzende Anwendung – Bewertungsstufe EZ“.
• Norm „EN 60738-1-2 Teil 1-2: Vordruck für Bauartspezifikation – Anwendung von Heizelementen – Bewertungsstufe EZ“.
• Norm „EN 60738-1-3 Teil 1-3: Vordruck für Bauartspezifikation – Stoßstromanwendung – Bewertungsstufe EZ“.
• Norm „EN 60738-1-4 Teil 1-4: Vordruck für Bauartspezifikation – Detektionsanwendung – Bewertungsstufe EZ“.

Kurz gesagt handelt es sich bei dieser Norm um eine europäische und internationale Norm für Thermistoren, also temperaturempfindliche Widerstände. Es umfasst Thermistoren, die insbesondere in elektronischen Geräten verwendet werden.

Die von dieser Norm abgedeckten Themen sind:

• Allgemeine Spezifikationen für Thermistoren mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC)
• Leistungsanforderungen und Testmethoden
• Anwendungsrichtlinien (insbesondere in elektronischen Schaltungen)
• Verfahren zur Zuverlässigkeits- und Qualitätssicherung

PTC-Thermistoren sind Widerstände mit einem positiven Temperaturkoeffizienten, d. h. ihr Widerstand steigt mit zunehmender Temperatur. PTC-Thermistoren werden je nach verwendeten Materialien, Aufbau und Herstellungsverfahren in zwei Gruppen unterteilt:

• Die erste Gruppe der PTC-Thermistoren besteht aus Silistoren, die Silizium als Halbleitermaterial verwenden. Aufgrund ihrer linearen Kennlinie werden sie als PTC-Temperatursensoren eingesetzt.
• Die zweite Gruppe sind PTC-Thermistoren vom Schalttyp. Der schaltende PTC-Thermistor weist eine stark nichtlineare Widerstands-Temperatur-Kurve auf. Wenn der Schalt-PTC-Thermistor erhitzt wird, beginnt der Widerstand zunächst zu sinken, bis er eine bestimmte kritische Temperatur erreicht. Steigt die Temperatur weiter über diesen kritischen Wert, erhöht sich der Widerstand deutlich. Diese Art von PTC-Thermistoren wird häufig in PTC-Heizgeräten, Sensoren und ähnlichen Geräten verwendet. Polymer-PTC-Thermistoren aus einem speziellen Kunststoff fallen in diese Gruppe und werden häufig als rückstellbare Sicherungen verwendet.

Zu den Hauptmerkmalen von PTC-Thermistoren gehören:

• Silistoren haben eine lineare Widerstands-Temperatur-Kennlinie mit einer relativ geringen Steigung über den größten Teil ihres Betriebsbereichs. Sie können bei Temperaturen über 150 Grad einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweisen. Der Temperaturkoeffizient des Widerstands von Siliziumdioden beträgt etwa 0,7 bis 0,8 Prozent/Grad.
• Geschaltete PTC-Thermistoren bestehen im Allgemeinen aus polykristallinen Keramikmaterialien, die in ihrem ursprünglichen Zustand einen hohen Widerstand aufweisen und durch die Zugabe von Additiven halbleitend gemacht werden. Meistens als selbstregulierende PTC-Heizgeräte verwendet. Die Schalttemperatur der meisten schaltenden PTC-Thermistoren liegt zwischen 60 und 120 Grad. Es werden jedoch spezielle Anwendungsgeräte hergestellt, die bei Temperaturen von 0 Grad oder bis zu 200 Grad schalten können.

Schaltende PTC-Thermistoren haben bis zum Widerstandsminimum einen leicht negativen Temperaturkoeffizienten. Oberhalb dieses Punktes weist es einen leicht positiven Koeffizienten auf, bis es die Übergangstemperatur erreicht. Diese Temperatur wird manchmal als Schalt- oder Curietemperatur bezeichnet. Die Schalttemperatur ist die Temperatur, bei der der Widerstand von PTC-Thermistoren vom Schalttyp schnell zu steigen beginnt. Die Curietemperatur wird oft als die Temperatur definiert, bei der der spezifische Widerstand doppelt so hoch ist wie der Mindestwiderstand.

Der Mindestwiderstand eines PTC-Thermistors ist der niedrigste Widerstand, der in einem geschalteten PTC-Thermistor gemessen werden kann. Dies ist der Punkt auf der Kurve, an dem der Temperaturkoeffizient positiv wird.

Der nominale PTC-Widerstand wird normalerweise als Widerstand bei 25 Grad definiert. Es dient der Klassifizierung von Thermistoren nach ihren Widerstandswerten. Die Messung erfolgt mit einem niedrigen Strom, der den Thermistor nicht so stark erhitzt, dass die Messung beeinträchtigt wird.

Die Verlustkonstante stellt das Verhältnis zwischen der zugeführten Leistung und der durch Selbsterwärmung bedingten Temperaturerhöhung dar. Zu den Faktoren, die die Verteilungskonstante beeinflussen, zählen unter anderem: Materialien des Kontaktdrahts, Art der Montage des Thermistors, Umgebungstemperatur, Leitungs- oder Konvektionswege zwischen dem Gerät und seiner Umgebung, die Größe des Geräts und sogar seine Form. Die Verteilungskonstante hat einen großen Einfluss auf die Selbsterwärmungseigenschaften des Thermistors.

Der Nennstrom stellt den maximalen Strom dar, der unter bestimmten Umgebungsbedingungen kontinuierlich durch einen PTC-Thermistor fließen kann. Sein Wert hängt von der Verteilungskonstante und der RT-Kurve ab. Wenn der Thermistor bis zu dem Punkt überlastet wird, an dem der Temperaturkoeffizient wieder zu sinken beginnt, führt dies zu einem unkontrollierten Leistungsverlust und zur Zerstörung des Thermistors.

Ähnlich wie der maximale Nennstrom stellt die maximale Nennspannung die höchste Spannung dar, die unter bestimmten Umgebungsbedingungen kontinuierlich an den Thermistor angelegt werden kann. Sein Wert hängt von der Verteilungskonstante und der RT-Kurve ab.

Unsere Organisation, die seit Jahren versucht, Unternehmen aus allen Branchen mit einer breiten Palette von Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien zu unterstützen, verfügt über einen starken Mitarbeiterstamm, der die Entwicklungen in der Welt der Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgt und sich ständig verbessert. In diesem Zusammenhang werden für Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „EN IEC 60738 Thermistoren – Direkt beheizter positiver Sprungfunktionstemperaturkoeffizient“ angeboten.