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May 10, 2023

Toshiba presenta "Thermoflagger" come alternativa al circuito integrato per sensori di temperatura

Among the most important considerations in electronic design is thermal

Una delle considerazioni più importanti nella progettazione elettronica è la gestione termica. L'obiettivo qui è principalmente quello di evitare che l'elettronica si surriscaldi troppo, e gran parte di questo è monitorare attivamente le temperature e limitare di conseguenza il sistema. La gestione termica è particolarmente importante in applicazioni come quelle industriali, dove alta potenza e alte temperature sono la norma.

Tenendo tutto questo in mente, questa settimana, Toshbia ha rilasciato una nuova soluzione di circuito integrato denominata "Thermoflagger" che mira a consentire ai progettisti di rilevare la sovratemperatura nei loro sistemi e rispondere di conseguenza. In questo articolo parleremo dei principi di funzionamento dei termistori e dei dettagli della nuova soluzione Toshiba.

Quando si tratta di rilevamento della temperatura nei sistemi elettronici, uno dei componenti più standard e popolari è un termistore.

Un termistore è un dispositivo di rilevamento della temperatura realizzato con materiali semiconduttori. Questi dispositivi misurano la temperatura sfruttando il principio secondo cui la resistenza di un materiale semiconduttore cambia con la temperatura. Pertanto, un termistore è essenzialmente un resistore sensibile alla temperatura, che cambia di valore a seconda della temperatura a cui è esposto.

Esistono due tipi di termistori: un termistore a coefficiente di temperatura negativo (NTC) e un termistore a coefficiente di temperatura positivo (PTC). I termistori NTC diminuiscono la loro resistenza all'aumentare della temperatura, mentre i termistori PTC fanno il contrario.

È importante sottolineare che un termistore è un dispositivo non lineare, il che significa che il grafico della resistenza rispetto alla temperatura risulta come una curva anziché come una linea retta. Per questo motivo, in pratica le schede tecniche dei termistori spesso forniscono una tabella che fornisce le relazioni temperatura-resistenza determinate empiricamente.

La nuova famiglia di prodotti Toshiba è progettata per facilitare ai progettisti il ​​rilevamento della temperatura nei sistemi elettronici.

La nuova famiglia si chiama famiglia Thermoflagger e comprende circuiti integrati di rilevamento della temperatura che funzionano insieme ai termistori PTC per monitorare le temperature del sistema. All'interno di questa famiglia, i primi due prodotti sono il TCTH021BE e il TCTH022BE.

I prodotti funzionano fornendo una sorgente di corrente costante in uscita sul pin PTCO, che viene quindi alimentata a una catena di uno o più termistori PTC esterni. All'aumentare della temperatura di questi termistori, aumenterà la tensione sul pin PTCO e tale variazione di tensione viene inviata a un comparatore interno nel circuito integrato. In questo modo, il Thermoflagger IC può rilevare quando viene superato un limite di temperatura e reagire di conseguenza.

Qualora venga superato un limite di temperatura, i circuiti integrati Thermoflagger produrranno un segnale FLAG che indica la sovratemperatura a un MCU a valle. Nel TCTH021BE, il FLAG non è bloccato, ma nel TCTH022BE, il FLAG è bloccato. Maggiori informazioni sono disponibili nella scheda tecnica della serie TCTH0xxxE.

In alcune configurazioni di rilevamento della temperatura basate su termistore, ogni singolo termistore richiede il proprio circuito integrato dedicato per leggere la temperatura. Con la famiglia Thermoflagger, Toshiba consente ai progettisti di collegare più termocoppie PTC in serie con un dispositivo Thermoflagger.

Secondo la scheda tecnica del componente, la famiglia Thermoflagger può supportare fino a 30 termistori collegati a un dispositivo. Poiché queste parti sono in serie, se la temperatura di uno qualsiasi dei termistori supera una determinata soglia, il dispositivo sarà in grado di segnalare all'MCU che si è verificata una sovratemperatura.

Un vantaggio di questo approccio è che riduce significativamente la quantità di circuiti integrati discreti necessari per una solida soluzione di rilevamento della temperatura. Inoltre, avere un unico circuito integrato di rilevamento della temperatura riduce al minimo il numero di connessioni necessarie a un MCU, il che a sua volta riduce la complessità del sistema.