Toshiba stellt „Thermoflagger“ als Temperatursensor-IC-Alternative vor

Sep 01, 2023

Zu den wichtigsten Überlegungen beim Elektronikdesign gehört das Wärmemanagement. Das Ziel besteht hier in erster Linie darin, zu verhindern, dass die Elektronik zu heiß wird, und ein großer Teil davon besteht darin, die Temperaturen aktiv zu überwachen und das System entsprechend zu drosseln. Das Wärmemanagement ist besonders wichtig in Anwendungen wie der Industrie, wo hohe Leistung und hohe Temperaturen die Norm sind.

Vor diesem Hintergrund hat Toshbia diese Woche eine neue integrierte Schaltkreislösung namens „Thermoflagger“ veröffentlicht, die es Entwicklern ermöglichen soll, Übertemperaturen in ihren Systemen zu erkennen und entsprechend zu reagieren. In diesem Artikel sprechen wir über die Funktionsprinzipien von Thermistoren und die Details der neuen Lösung von Toshiba.

Wenn es um die Temperaturmessung in elektronischen Systemen geht, ist ein Thermistor eine der gängigsten und beliebtesten Komponenten.

Ein Thermistor ist ein Temperaturmessgerät, das aus halbleitenden Materialien besteht. Diese Geräte messen die Temperatur, indem sie das Prinzip ausnutzen, dass sich der Widerstand eines Halbleitermaterials mit der Temperatur ändert. Daher ist ein Thermistor im Wesentlichen ein temperaturempfindlicher Widerstand, dessen Wert sich je nach der Temperatur, der er ausgesetzt ist, ändert.

Es gibt zwei Arten von Thermistoren: einen Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) und einen Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC). NTC-Thermistoren verringern ihren Widerstand, wenn die Temperatur steigt, während PTC-Thermistoren das Gegenteil bewirken.

Wichtig ist, dass ein Thermistor ein nichtlineares Gerät ist, was bedeutet, dass die Darstellung des Widerstands gegenüber der Temperatur als Kurve und nicht als gerade Linie dargestellt wird. Aus diesem Grund enthalten Thermistor-Datenblätter in der Praxis häufig eine Tabelle, die empirisch ermittelte Temperatur-Widerstands-Beziehungen enthält.

Die neue Produktfamilie von Toshiba soll Entwicklern die Temperaturmessung in elektronischen Systemen erleichtern.

Die neue Familie heißt Thermoflagger-Familie und besteht aus ICs zur Übertemperaturerkennung, die in Verbindung mit PTC-Thermistoren arbeiten, um die Systemtemperaturen zu überwachen. Innerhalb dieser Familie sind die ersten beiden Produkte TCTH021BE und TCTH022BE.

Die Produkte funktionieren, indem sie am PTCO-Pin einen Konstantstromquellenausgang bereitstellen, der dann einer Kette aus einem oder mehreren externen PTC-Thermistoren zugeführt wird. Wenn die Temperatur dieser Thermistoren steigt, steigt die Spannung am PTCO-Pin, und diese Spannungsänderung wird einem internen Komparator im IC zugeführt. Auf diese Weise kann der Thermoflagger IC das Überschreiten einer Temperaturgrenze erkennen und entsprechend reagieren.

Sollte ein Temperaturgrenzwert überschritten werden, erzeugen die Thermoflagger-ICs ein FLAG-Signal, das die Übertemperatur einer nachgeschalteten MCU anzeigt. Beim TCTH021BE ist das FLAG nicht verriegelt, beim TCTH022BE ist das FLAG jedoch verriegelt. Weitere Informationen finden Sie im Datenblatt zur TCTH0xxxE-Serie.

In einigen Thermistor-basierten Temperaturerfassungsaufbauten benötigt jeder einzelne Thermistor einen eigenen IC zum Ablesen der Temperatur. Mit der Thermoflagger-Familie ermöglicht Toshiba Entwicklern die Reihenschaltung mehrerer PTC-Thermoelemente mit einem Thermoflagger-Gerät.

Laut Teiledatenblatt kann die Thermoflagger-Familie bis zu 30 Thermistoren unterstützen, die an ein Gerät angeschlossen sind. Da diese Teile in Reihe geschaltet sind, kann das Gerät, wenn die Temperatur eines der Thermistoren einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, der MCU melden, dass eine Übertemperatur aufgetreten ist.

Ein Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass er die Anzahl der für eine robuste Temperaturerfassungslösung erforderlichen diskreten ICs erheblich reduziert. Darüber hinaus minimiert die Verwendung eines einzigen Temperaturerfassungs-ICs auch die Anzahl der erforderlichen Verbindungen zu einer MCU, was wiederum die Systemkomplexität verringert.