Кто применял у себя в девайсах термисторы для определения перегрева какого-нибудь элемента схемы, ключевого транзистора например?

У меня возникло желание сделать такую защиту с хорошей чувствительностью в свой девайс, но не знаю где такие термисторы искать. Пока запасной вариант - на обратную сторону платы относительно ключевого транзистора (припаянного к плате в DPAK корпусе) поставить диод и мерить процессором разницу напряжений на этом диоде и на другом диоде, который будет в зоне платы с минимальным нагревом. Вроде бы у диодов температурный коэффициент ~2 мв/С и так можно будет посчитать перегрев и вырубить схему в критической ситуации.

Вобщем, если кто работал с термисторами и может подсказать что-нибудь - буду благодарен!

Термисторы.
http://www.terraelectronica.ru/catalog.php?ID=662
http://www.platan.ru/shop/www_7.html
Про диоды. У однотипных диодов наклон характеристики повторяется весьма точно, но начальную точку все равно калибровать нужно. Т.к. она от тока зависит. Либо запитывать диод стабильным током определенной величины, а не просто через резистор от питания МК. Причем лучше ставить два диода последовательно или сборку типа BAV99, чтобы увеличить крутизну характеристики Vf(T).
Кстати, у термисторов линейность хуже, чем у диодов.

Маломощный диод - прекрасный датчик температуры. При фиксированном токе разброс параметров порядка 1.5-2.0%. Измерено на свежей партии 100шт и контрольная партия 100шт с заведомо известным 20-летним сроком складского хранения. При классе точности измерителя 1% это очень хороший результат.
Да, что-то вроде 2,0-2.2 мВ/С при токе 1 мА.
Включение двух-трех последовательно, увы, крутизну не повышает. Ведь постоянная составляющая тоже растет. В паре с операционником можно получить неплохой датчик температуры.
Если бюджет позволяет, можно посмотреть полудолларовый KTY83 Филлипс. С виду - диодик 1N4148. Ведет себя, как терморезистор, но ошибка 2-3С и внутри там не резистор.
Если нужно по теплу защищать полупроводниковый прибор, то нужно хорошо продумать тепловой контакт непосредственно с корпусом или радиатором. Установка рядом на плате, с обратной стороны платы не спасает и-за инерционности тепловых процессов.

А я разве не об этом же написал? Без цифр правда.
Това-а-арищ, а вы формулу и график прямой линии хорошо себе представляете? Наклон графика (характеризующий крутизну характеристики диодного термодатчика) от его смещения по оси ординат способны отличить?
U=k*(T-T0)+U0 -> k=(U-U0)/(T-T0). Вопрос на засыпку: если U и U0 увеличить вдвое, то коэффициент k изменится? А если изменится, то во сколько раз? Если сложно представить, то см. график на картинке.
Хороший тепловой контакт в любом случае нужно обеспечить. От него же погрешность измерения зависит.

Очень рекомендую заклеить диод(ы) пеночкой, чтобы убрать теплоотвод через воздух. Генератор тока на полевике - см. "термостабильная точка". Если есть достаточно большое напряжение, то и резистор подойдет. Вместо диода можно транзистор. Есть еще схемы на (не помню, где видела) с еще одним(?) транзистором для увеличения чувствительности. У АД есть спец. датчики для таких нужд, настроенные на некоторую температуру и перестраиваемые с логическим выходом.

KTY82 "терморезистор" в SOT23.
LM45/50/60/62 термодатчики в SOT23.

Thermistor – Onboard Type.

Что такое "заклеить пеночкой"?

Не понимаю, почему все пишут про очень стабильный ток? Мне нужно вырубить схему грубо при 110+-10 градусов. При том, что в нормальном режиме транзистор будет в районе 50 градусов (т.окр = 25). Почему я не могу просто подтягивать оба диода (в разных местах платы) к +5В через резистор 4.7К ? Зачем мне городить источник тока, если измерение далеко не прецезионное?

Вообще, задумывалось ввести дешёвую опцию защиты в схему, скажем в пределах рублей двадцати. Иначе я бы поставил какой-нить термометр TMP36 в TO-92 корпусе прямо сверку DPAK, приклеив на термопасту. Попроще хочется.

Пеночка - это слэнг. Пенополи...что-нибудь... Непонятно, зачем Вам два датчика. Кажется, что Вас волнует температура одного транзистора... А как (чем) Вы собираетесь напряжение на диоде измерять?

Два датчика - чтобы не калибровать диод. То бишь сразу после запайки схемы она будет точно мерить разность температур двух датчиков. А мерить буду Mega8, которая в девайсе контроллирует все "движения".

Ну ещё чтобы мерить перегрев транзистора, а не общую температуру окружающей среды.

Странно, а если плата нагреется до 120, а транзистор до 150, то все нормально?
Вам же уже писали, что в одной партии разброс небольшой. Лень один раз измерить, а две лишние детали не лень? А генератор тока ставят потому, что знают формулу секретную... Хотя, если опорой у Вас будет то же самое питание, то сойдет и резистор для такой точности, возможно...

Я ведь буду знать даже две температуры - и транзистора, и окружающей среды, хоть и приблизительно. Но перегрев транзистора буду знать точно. Если окружающая температура будет повышаться, то допустимый перегрев я будут понижать. Если окружающая будет 100 градусов, то вообще можно схему не запускать изначально. Тут есть поле для раздумий.

А вообще, контроллируемый транзистор - МОП синхронный выпрямитель. Он может работать правильно и перегреваться на 25 гр, а может неправильно и перегреваться на 100..150 гр. Именно эту поломку я хотел бы обнаруживать и не давать в конец перегореть схеме.

Та вроде представляю. И прямую и кривую и формулу.....

Давайте поймем суть. Если на фоне 500мВ прямого падения на диоде Вам нужно поймать 2 мВ на градус - одна проблема. Нужно суметь аккуратненько вычесть ровно 500мВ из 502мВ, ну и усилить до необходимого уровня.
Решить ее путем обнаружения 4 мВ на фоне 1000мВ (два диода) - ничуть не легче. И путем 20мВ на фоне 5 вольт (десять диодов включить последовательно) то же самое.
Посему, в расчет принимают относительное изменение параметра, а не абсолютное.
Медный термометр растет на 3.9% на 10С. И совершенно неважно, измеряете Вы это на сопротивлении в 50 Ом или 50 кОм. Крутизна медного датчика ПОСТОЯННА. То же самое и у кремниевого перехода.

При измерении через АЦП без ОУ крутизна (dV/dt) всё-таки увеличится. Особенно вычисляя разность между двумя парами диодов.

Да.
Можно и так http://www.ixbt.com/cpu/fan-thermal-control.shtml

Напрямую, без усиления? А справится?


Позвольте не согласиться. Как раз "аккуратненько вычесть" практически не имеет значения - сколько: 500мВ или 1000. А вот 2 или 4 мВ на градус - существенная разница. И такая "уловка" применяется.

С точностью до 10 градусов я бы поставил обычный терморезистор Эпкос рублей за 5 который. Запитал бы через просто резюк от напряжения питания контроллера. И все дела. Никаких калибровок.
Дешевле придумать трудно (если есть вход АЦП какой-нибудь свободный...).

Кстати, терморезисторы довольно шустрые. Они охлаждаются медленно, а вот нагреваются - очень быстро. Вот прям сейчас испытывал одно изделие с терморезистором. Проверял на собственной температуре. От 22 С окружающей среды 36.6 показал через 2 секунды ровно. Но вот обратно опускался где-то минуту, даже больше.

А вообще - по-хорошему защиту по теплу лучше делать независимую ни от чего. Т.е. железную.

Кто-нибудь может ещё подсказать термопроводящий клей или герметик? Паста не затвердевает и стирается, а хочется приклеить сверху транзистора выводный термистор. Очень крепко не обязательно, достаточно по твёрдости обычного герметика.

ЗЫ. Разве термистор и терморезистор не одно и то же?!? Вроде бы оба - полупроводники с резистивной ВАХ.

Это может говорить только об одном - саморазогреве терморезистора протекающим. током. Его, по возможности, следует минимизировать, чтобы уменьшить погрешности.

Ток - 150 микроампер. Не уверен, что он разогревается.
Хотя - кто его знает. Но 36.6, хоть и 5% резистор - измерил прям точно. Даже удивился.

Клеить наверное эпоксидкой.

Я использовал в двух вариантах - приклеенный к транзистору в TO-220 и запаянный в плату.
А в чем проблемы то?

Думал у термисторов большой разброс от экземпляра к экземпляру, что выльется в большой разброс срабатывания по температуре. По сравнению с диодом, а ещё лучше с разностью между двумя диодами. Видел в продаже есть много 5% термисторов. Но это только лишь начальное сопротивление. Плюс ещё разброс ТКС. Поэтому не могу в данный момент решить смогу ли добиться точности +-10 или +-15 градусов (на самом термисторе) если термистор просто подтяну к +5В+-0.1 через резистор.

Ваше чудо объясняется очень просто - теплоотдача в воздух плохая, а теплоподвод при контакте с телом хороший. Вот заверните в бумажку или в вату и потом в руку возьмите...

Есть ещё такой парадокс: если поставить в морозилку два стакана с водой: холодной и тёплой - тёплая замерзает быстрее...

Так человеку и надо, чтоб грелся быстро. Я вот к чему.

Вода не такое уж и простое вещество. Она бывает в структурированном виде, неструктурированном и в смеси обоих. Кластерные структуры в воде могут хранить информацию о своем предыдущем состоянии и самовоспроизводиться. Причем это уже не домыслы или чистая теория, а результаты научных исследований. Для примера ссылка.

Хм...любопытно.
Ну, когда реально разок повычитаете , просчитаете все ошибки, погоняете аппаратуру в климатике - увидите .
А пока, если так рассуждать, то включив резистор 20кОм 5% мы имеем погрешность в 1кОм.
Если включить два по 10кОм 5%-ных, то получим погрешность в 10%. т.е 2 кОм?
Набрав 20 кОм из 20 5%-ных резисторов по 1 кОм получим погрешность 50%?
Да нет же, она, по-прежнему, не превосходит 5%!!
Имея датчик с крутизной, скажем, 1%/С, сколько бы их последовательно ни включали, мы получим ТУ ЖЕ крутизну характеристики в 1 %. Никак иначе.

Вы путаете относительные единицы и абсолютные. Указанная вами погрешность резисторов величина относительная. Поэтому при последовательном или параллельном включении резисторов одинакового номинала относительная погрешность общей величины сопротивления не увеличивается. Крутизна же температурной зависимости прямого напряжения на диоде (при постоянном токе) есть величина абсолютная, хоть и выражена в единицах отношения напряжения к температуре (В/°C). Поэтому при последовательном включении диодов крутизна все же увеличивается (складывается), как бы вам этого ни хотелось . Точно также, например, складываются величины тепловых сопротивлений кристалл-корпус, корпус-теплоотвод и теплоотвод-окружающая среда при установке транзистора на радиатор, хотя тепловое сопротивление тоже в единицах отношения мощности к температуре выражается (Вт/°C).
Для измерения малых величин на фоне больших используют дифференциальный вход, чтобы привести диапазон изменения измеряемой величины как можно ближе к допустимому диапазону входных сигналов измерителя (АЦП). Так что увеличив крутизну характеристики за счет последовательного включения диодов, мы ничего существенного в точности не потеряем. Вернее даже наоборот, точность измерения увеличится.

Значит, у меня ещё всё впереди? Это радует. Но раз уж Вы этот путь прошли, не обратили внимания на то, что у различных пп-приборов падение на переходе разное, а температурный коэффициент одинаков? И что он приводится в мВ на градус - т.е. абсолютных величинах, а не в процентах?

Спасибо, познавательно. А какова будет результирующая погрешность у цепочки резисторов с разной точностью?

Это тоже не парадокс.
Стаканы лопнуть могут, только конические... А если крышечкой прикрыть, пробовали?

http://e-science.ru/math/theory/?t=564

Спасибо, но у меня не к Вам был вопрос.


Эх, ничем-то Вас не удивишь...

А, так это была под...эээ...ну в общем я понял

Ладно, "собрание отклоняется от намеченной линии".
Разделимся на суннитов и шиитов, коллеги. Далее практика каждому покажет истинное толкование Корана.
Вернемся к стартовой теме.

А можно еще одно (последнее в данном топике) сообщение по теме относительных единиц? Больше здесь про них не буду Как реплика в ответ на сообщение
Аллегория для разоблачения коварства относительных единиц, т.с.
Microwatt, давайте предположим, что мы с вами делаем денежный вклад в один и тот же банк, под один и тот же процент. Пускай будет 5% годовых для определенности. Только начальная сумма у нас будет разная: я вношу 1 лямон рублей, а вы 10 тыр. Через год мы с вами оба закрываем наши счета и забираем все деньги вместе с процентами. Я получаю на руки 1050 тыр., а вы 10,5 тыр. Таким образом при одном и том же проценте у меня получается 50 тыр. "ренты", а у вас только 500 рупий. Так как по-вашему, есть какая-то разница или нет? А ведь процент-то был один и тот же

Ну, разницы, очевидно нет. Мы получили каждый свои 5%. Пусть абсолютные размеры прибыли не гипнотизируют. Я меньше получил, но меньше и рисковал.
Когда речь идет об измерениях, всегда, в первую очередь оценивают не абсолютную, а относительную погрешность. Ошибка в измерении длины в 1 см это много или мало? Да как сказать.... для 1 км - мало, для 1 см - много.
Диод с его нормированным температурным дрейфом - та же линейка, которая с ростом температуры меняет длину на 1/ 250 от своей длины при нуле градусов. Да, сложив две линейки мы получим большее абсолютное изменение длины. Но относительное будет все та же 1/250. Увеличения точности измерений мы принципиально не получим.
Было бы заметно проще измерять, если бы диод не имел условного нуля в 500мВ, или имел его на уровне , скажем, 50 мВ. Вот тогда его крутизна позволяла бы мерять проще и точнее. А наличие довеска в 99.5% застваляет нас каким-то образом его вычитать, чтобы получить чистое приращение.
Это НЕ ТАК ПРОСТО! Это заставляет нас искать эталонную линейку (опорное 500мВ), температурностабильную, масштабировать аналогово или в ходе цифровых вычислений, что везде приводит к потере точности.
АЦП глазами программера не всегда АЦП глазами метролога. Для равной точности нам нужно уверенно обнаруживать приращение 10мВ в шкале 0-1000мВ или обнаруживать ТОЧНЕЕ 1 мВ в шкале 900-1000мВ.
А два АЦП с разрешающей способностью отличающейся в 10 раз - аппаратно две большие разницы.
То же самое - схема вычитания/нормирования на ОУ или ЛЮБОЙ ДРУГОЙ метод отсчета "в чистых градусах" температуры.

Я совершенно не настаиваю на согласии с моими доводами. Нравится Вам включать несколько диодов - включайте на здоровье!

Р.S. Зайдите на какой-нибудь сайт меломанов и попробуйте поубеждать, что жилы провода от усилителя до динамика, скрученные по часовой и против часовой стрелки дают одинаковое звучание.
Потом расскажете во флейме, что там с Вами сделали

Не, Microwatt, я не могу. Я уже выше слово дал.
Вы почему-то мешаете в кучу понятия абсолютных и относительных величин, а также разрешение и точность измерений, связанные с техническими ограничениями приборов. Советую вам пересмотреть советский мультфильм "38 попугаев". Измерить это значить сравнить с чем-либо (с эталоном).
Давайте отдельную ветку заведем для такого обсуждения. Вдруг каждый что-то новое для себя узнает

rezident, создай уже новую ветку и больше здесь не засоряй тему.

Собственно, по теме. Я использую в блоках обычные маломощные транзисторы как термодатчики , причем уже довольно давно и довольно массово.
Есть много вариантов включения, самый простой - диодом, если
1. есть чем потом померить стабильно абсолютное значение напряжения (шкала 1V точность и воспроизводимость для +/- 10°C примерно +/- 10мв )
2. Подать смещение с отклонением для точности 10 град не более +/- 5% по току(то есть резистор с источника 5V+/- 5%).

Сами транзисторы из одной парти, если не очень китайские (ну, например мотороловские BC547) - имеют ну очень хорошую воспроизводимость. Сами по себе без отбора могут в основной массе обеспечить точность по температуре порядка 1-2 °С (но тогда и ток должен быть стабильным с точностью до 1 %).

Если есть чем мерить напряжение с точностью 2.2 мв/град на пределе 1V - то более ничего не надо, кроме резистора и источника стабильного и воспроизводимого напряжения.

Если же напряжение измеряется не в диапазоне 1 V, а, скажем 5V - ставится делитель с коллектора на эмиттер 1/5 или даже 1/7, подключенный к базе ("стабилитрон" на транзисторе).

Если нет свободного входа АЦП, хороша комбинация, например, с TL431 или с ней же и компаратором(если есть свободный). В последнем случае можно стабильно и без подгонки (только проверка) получать в 90% партии точность не хуже 2°С. Это без предварительного подбора простых двухцентовых транзисторов... И при относительно нестабильном уже питании (это если с компаратором+TL431+ 4 резистора).
Прелесть использования транзисторов как термодатчиков в том, что относительно просто можно навешать довольно большое их количество (+1 доп резистор к каждому для исключения взаимовлияния) - и мерить с одной схемой превышение РАЗНЫХ довольно точно воспроизводимых порогов по температуре в разных точках схемы. Или одинаковых, что еще проще.

PS Для воспроизводимости применяйте, пожалуйста, 1% резисторы. Не намного они дороже, если 1206...Термодатчик прикрывается поролоном на липучке только при принудительном обдуве, естественная конвекция этого не требует. Клеить можно герметиком , только настоящим силиконовым (не пахнет уксусом, как акриловый). Недостаток - долго схватывается... Мы применяем "прижим под винт" и на термопасту, чтобы не ждать...
Герметик выдерживает многократное термоциклирование, влажность до 100% и хорошо держится даже на стекле (100% адгезия).
PPS если будет выбрана схема по последнему варианту, могу нарисовать, чтобы заново не проходить все эти мелочи, отнимающие время...

Не ясно только чем транзистор в диодном варианте включения лучше простого диода?
Я пока остановился в качестве термодатчика использовать последовательно два выводных стеклянных диода (КД522 или 1N4148), запаиваемых прямо над корпусом DPAK и приклеиваемых к нему же. Причём будет три таких термодатчика, подтянутых к +5В 5% резюками. Два датчика над двумя транзисторами и один отдельный для определения t окр.среды. С такой защитой можно отправляться в космос

Вам очень правильно написали (orthodox), а Вы свое...
Транзистор лучше корпусом. Если диод ставить, то только "голый" (КД102-103....) на обратную сторону. Корпусные никто никогда из приличных людей не ставит... Почему-то...
Тот вариант топологии, который Вы предполагаете применить, будет кроме прочих недостатков подвержен наводкам... А 5% - это нарочно придумали для головной боли? А питание у Вас гладкое-гладкое?

Диод буду ставить не на обратную, а на ту же самую сторону ПП где будет транзистор. Прямо над ним, а выводы диода слева и справа от транзистора будут входить в ПП. Наводок не будет, т.к. перед АЦП будет RC 1uF+1k. Резистор пусть даже 1%, посмотрел, они реально дешёвые. Ну а по питанию если и будут помехи, то более высокочастотные чем постоянная RC.

А что Вы думаете о небольшом выпрямлении наводок на диоде? Вам нужна головная боль?

Я не понимаю, на транзисторе этих наводок нет? Может покажете схему в которой нет "выпрямления" наводок. Хотя я думаю программно от них избавиться легко.

Я Вам покажу....
На залитой землей плате с другой стороны наводок меньше... Транзистор в хорошем корпусе хорошо сядет на тепловой контакт. Так как же Вы программно собираетесь, поделитесь планами - интересно...
Вы их видели когда-нибудь - эти самые наводки от импульсного питания? Там бывают весьма низкочастотные компоненты... Медленне Вашего фильтра. Они еще и от нагрузки зависят...

Хорошее решение, если "простенько и со вкусом", без специализированных датчиков.

Таня совершенно права. После детектирования уже ничего программное не поможет, тем боле наводки стабильными редко бывают.
Я этот вопрос обошел, и так разболтался... Однако емкости надо вешать прямо на чувствительный элемент и обязательно провести сравнение при одной температуре с наводками и без. Спокойней будет жить. А еще датчик можно экранировать... тоже вариант...

Диоды или транзисторы применять - индивидуально решается... Когда-то a журнале ПТЭ рекомендовался советский диод КД105 для азотных температур. Кто-то где-то испытал кучу диодов, выбрал воспроизводимый и стабильный тип, поделился наработкой... Я и не стал фантазировать - откалибровал несколько штук и использовал., когда сверхпроводники выпекали и испытывали.

По транзисторам (и их типу) совет тоже "по наследству", из какой-то импортной статьи или книги.


Не факт, что не подойдут какие-то диоды, надо просто пробовать - обеспечится воспроизводимость или нет. Я наблюдал в диодах больший разброс базового напряжения - то есть при одной температуре и токе можно в диапазон не войти. Но, возможно, надо просто поискать.

А если речь идет о том, чтобы собрать всего лишь несколько сот изделий - то уж по желанию - можно просто тупо отобрать термодатчики одинаковыми(хочу предупредить, чтоб не дышать на них и не брать руками даже за выводы... Или уж брать тогда каждый на несколько секунд ). Потому что калибровка по температуре - тот еще геморрой.. Но и это можно упростить - однократно снять подробно характеристику, а в программу вводить поправку, замеряя лишь в одной точке при известной (комнатной) температуре.

PS вот еще одно соображение: Диоды в принципе могут быть произведены из сформированной струкруры слоев на пластине путем скрайбирования и разделения на отдельные участки сплошной заранее сформированной структуры. Такой фокус с транзисторами невозможен - там вся рабочая часть структуры сформирована заранее фотошаблоном.
Значит, площадь кристалла и остальное будет, вероятно, воспроизводимее в транзисторах... Технологи тут есть? Поправьте меня, если что...

Господа, товарищи, не нужно меня вводить в заблуждение. Я уже писал про точность +-10 градусов. Соответственно требуется простейшая схема. Тем более нужно измерение не абсолютной температуры, а перегрева платы в одном месте относительно другого. Я понимаю, что у некоторых здесь есть "большой" опыт измерения именно абсолютной температуры и прочих тонкостях этого дела. Спасибо за советы, но у меня другая ситуация и прошу не передёргивать мои приоритеты по поводу простоты схемы, требуемой точности и вообще цели самого измерения температуры. Повторю, для тех кто в танке
1. Цель - определить момент нарушения правильной работы схемы (значительном перегреве ключевых транзисторов), который может случиться при выходе из строя какой-нибудь мелкой детали, старения (например старения конденсаторов), или каких-то проблемах в нагрузке (замыкании). Перегрев будет значительный - 2 и более раз относительно нормы.
2. Схема простая, ~5 дешёвых деталюшек на датчик. Всё остальное при необходимости будет делаться в проце.
3. Точность +-10 гр. Средняя температура окр.среды планируется 60..70 гр, перегрев транзисторов в норме <=40 гр, срабатывание защиты на уровне 120+-10гр. Транзисторы вообще предназначены для долговременной работы на +175, поэтому если ошибусь вверх ещё на 10..20 градусов - не страшно.

Если ставить датчик на другой стороне платы под транзистором, то можно не успеть отработать перегрев в случае замыкания нагрузки (схема - DC-DC). Поэтому я решил ставить диоды прямо над DPAK.

Про конденсатор прямо на диоде - дельное замечание, это я учту. Конденсатор сильно снизит уровень пульсаций на диоде и соответственно выпрямление этих пульсаций. Но и перед АЦП тоже будет RC. Низкочастотных помех в схеме не предвидется, так что ради фильтрации их ничего делать не нужно.