EN IEC 60738 Termistori - Coefficiente di temperatura a gradino positivo riscaldato direttamente

La norma "EN IEC 60738 Termistori - Coefficiente di temperatura a gradino positivo riscaldato direttamente", basata su una norma europea e successivamente pubblicata dalla Commissione elettrotecnica internazionale (IEC), è composta da una serie di sotto-norme pubblicate con lo stesso titolo. Vale a dire,

• La norma EN 60738-1 Parte 1: "Requisiti generali" definisce i termini e i metodi di prova per termistori a coefficiente di temperatura con funzione a gradino positivo, isolati e non isolati, tipicamente realizzati in materiali semiconduttori ferroelettrici. Questa norma copre i termini standard, le procedure di ispezione e i metodi di prova da utilizzare nelle specifiche dettagliate per i sistemi di qualificazione, approvazione e valutazione della qualità dei componenti elettronici.
• Norma “EN 60738-1-1 Parte 1-1: Specifica dettagliata vuota - Applicazione di limitazione di corrente - Livello di valutazione EZ”.
• Norma “EN 60738-1-2 Parte 1-2: Specifiche di dettaglio del pezzo grezzo - Applicazione dell'elemento riscaldante - Livello di valutazione EZ”.
• Norma “EN 60738-1-3 Parte 1-3: Specifica dettagliata vuota - Applicazione di correnti di impulso - Livello di valutazione EZ”.
• Norma “EN 60738-1-4 Parte 1-4: Specifica dettagliata del pezzo grezzo - Applicazione di rilevamento - Livello di valutazione EZ”.

In breve, questo standard è uno standard europeo e internazionale applicato ai termistori, che sono tipi di resistori sensibili alla temperatura. Riguarda i termistori utilizzati soprattutto nelle apparecchiature elettroniche.

Gli argomenti trattati da questa norma sono:

• Specifiche generali per i termistori a coefficiente di temperatura positivo (PTC)
• Requisiti prestazionali e metodi di prova
• Linee guida applicative (in particolare nei circuiti elettronici)
• Procedure di affidabilità e garanzia della qualità

I termistori PTC sono resistori con un coefficiente di temperatura positivo, il che significa che la loro resistenza aumenta all'aumentare della temperatura. I termistori PTC si dividono in due gruppi in base ai materiali utilizzati, alla loro struttura e al processo di fabbricazione:

• Il primo gruppo di termistori PTC è costituito dai silistor che utilizzano il silicio come materiale semiconduttore. Vengono utilizzati come sensori di temperatura PTC grazie alle loro caratteristiche lineari.
• Il secondo gruppo è costituito dai termistori PTC di tipo switching. Il termistore PTC di tipo switching presenta una curva resistenza-temperatura altamente non lineare. Quando il termistore PTC di tipo switching viene riscaldato, la resistenza inizia inizialmente a diminuire fino a raggiungere una determinata temperatura critica. Man mano che la temperatura supera questo valore critico, la resistenza aumenta in modo significativo. Questo tipo di termistori PTC è ampiamente utilizzato nei riscaldatori PTC, nei sensori e in apparecchiature simili. In questo gruppo rientrano i termistori PTC polimerici, realizzati in una plastica speciale, che vengono spesso utilizzati come fusibili ripristinabili.

Le caratteristiche principali dei termistori PTC includono:

• I silistor presentano una caratteristica resistenza-temperatura lineare con una pendenza relativamente piccola nella maggior parte del loro intervallo operativo. Possono presentare un coefficiente di temperatura negativo a temperature superiori a 150 gradi. Il coefficiente di temperatura della resistenza dei silistor è compreso tra lo 0,7% e lo 0,8%/grado.
• I termistori PTC commutati sono generalmente realizzati in materiali ceramici policristallini che sono altamente resistivi nel loro stato originale e vengono resi semiconduttori aggiungendo additivi. Utilizzati principalmente come riscaldatori autoregolanti PTC. La temperatura di commutazione della maggior parte dei termistori PTC è compresa tra 60 e 120 gradi. Tuttavia, vengono realizzati dispositivi per applicazioni speciali in grado di commutare a temperature basse fino a 0 gradi o alte fino a 200 gradi.

I termistori PTC di commutazione hanno un coefficiente di temperatura leggermente negativo fino al punto di resistenza minima. Al di sopra di questo punto si verifica un coefficiente leggermente positivo fino a raggiungere la temperatura di transizione. Questa temperatura è talvolta chiamata temperatura di commutazione o temperatura di Curie. La temperatura di commutazione è la temperatura alla quale la resistenza dei termistori PTC di tipo a commutazione inizia ad aumentare rapidamente. La temperatura di Curie è spesso definita come la temperatura alla quale la resistività è il doppio del valore della resistenza minima.

La resistenza minima di un termistore PTC è la resistenza più bassa che può essere misurata in un termistore PTC di tipo commutato. È il punto sulla curva in cui il coefficiente di temperatura diventa positivo.

La resistenza nominale del PTC è normalmente definita come la resistenza a 25 gradi. Viene utilizzato per classificare i termistori in base ai loro valori di resistenza. La misurazione avviene con una corrente bassa che non riscalda il termistore a sufficienza da compromettere la misurazione.

La costante di dissipazione rappresenta il rapporto tra la potenza applicata e l'aumento di temperatura dovuto all'autoriscaldamento. Alcuni fattori che influiscono sulla costante di distribuzione sono: i materiali dei fili di contatto, il modo in cui è montato il termistore, la temperatura ambiente, i percorsi di conduzione o convezione tra il dispositivo e l'ambiente circostante, le dimensioni del dispositivo e persino la sua forma. La costante di distribuzione ha una grande influenza sulle caratteristiche di autoriscaldamento del termistore.

La corrente nominale rappresenta la corrente massima che può fluire continuamente attraverso un termistore PTC in determinate condizioni ambientali. Il suo valore dipende dalla costante di distribuzione e dalla curva RT. Se il termistore viene sovraccaricato al punto che il coefficiente di temperatura inizia nuovamente a scendere, si verificherà una condizione di potenza fuori controllo e la distruzione del termistore.

Analogamente alla corrente nominale massima, la tensione nominale massima rappresenta la tensione più elevata che può essere applicata ininterrottamente al termistore in determinate condizioni ambientali. Il suo valore dipende dalla costante di distribuzione e dalla curva RT.

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