Entre las consideraciones más importantes en el diseño electrónico se encuentra la gestión térmica. El objetivo aquí es principalmente evitar que los componentes electrónicos se calienten demasiado, y una gran parte de eso es monitorear activamente las temperaturas y limitar el sistema en consecuencia. La gestión térmica es especialmente importante en aplicaciones industriales donde la alta potencia y las altas temperaturas son la norma.
Los IC Thermoflagger brindan a los diseñadores una manera fácil de configurar la detección de sobretemperatura para productos electrónicos. Imagen de Toshiba
Con todo eso en mente, esta semana Toshbia lanzó una nueva solución IC denominada «Thermoflagger» que tiene como objetivo permitir a los diseñadores detectar sobretemperatura en sus sistemas y responder en consecuencia. En este artículo, hablaremos sobre los principios de funcionamiento de los termistores y los detalles de la nueva solución de Toshiba.
Principio de funcionamiento del termistor
Cuando se trata de detección de temperatura en sistemas electrónicos, uno de los componentes más estándar y populares es un termistor.
Un termistor es un dispositivo sensor de temperatura hecho de materiales semiconductores. Estos dispositivos miden la temperatura utilizando el principio de que la resistencia de un material semiconductor cambia con la temperatura. Por lo tanto, un termistor es esencialmente una resistencia sensible a la temperatura, que cambia su valor según la temperatura a la que se expone.
La respuesta de un termistor no es lineal. Imagen de Wavelength Electronics (Haga clic en la imagen para ampliar)
Hay dos tipos de termistores: un termistor de coeficiente de temperatura negativo (NTC) y un termistor de coeficiente de temperatura positivo (PTC). Los termistores NTC disminuyen su resistencia a medida que aumenta la temperatura, mientras que los termistores PTC hacen lo contrario.
Es importante tener en cuenta que un termistor es un dispositivo no lineal, lo que significa que el gráfico de resistencia frente a temperatura aparece como una curva en lugar de una línea recta. Por esta razón, en la práctica, las hojas de datos de termistores a menudo proporcionan una tabla que proporciona relaciones temperatura-resistencia determinadas empíricamente.
Toshiba ofrece un enfoque más simple
La nueva familia de productos Toshiba está diseñada para que a los diseñadores les resulte más fácil detectar la temperatura en los sistemas electrónicos.
La nueva familia se llama familia Thermoflagger y son circuitos integrados de detección de temperatura que funcionan junto con termistores PTC para rastrear las temperaturas del sistema. Dentro de esta familia, los dos primeros productos son el TCTH021BE y el TCTH022BE.
Principio de funcionamiento de la familia Thermoflagger. Imagen de Toshiba (Haga clic en la imagen para ampliar)
Los productos funcionan proporcionando una salida de fuente de corriente constante al pin PTCO, que luego se alimenta a una cadena de uno o más termistores PTC externos. A medida que aumenta la temperatura de estos termistores, el voltaje en el pin PTCO aumentará y ese cambio de voltaje se envía a un comparador interno en el IC. De esta manera, el Thermoflagger IC puede detectar cuando se excede un límite de temperatura y reaccionar en consecuencia.
Si se excede un límite de temperatura, los IC de indicador térmico producirán una señal de BANDERA que indica un exceso de temperatura en una MCU aguas abajo. En el TCTH021BE, la BANDERA no está bloqueada, pero en el TCTH022BE la BANDERA está bloqueada. Hay más información disponible en la hoja de datos de la serie TCTH0xxxE.
¿Qué es único?
En algunas configuraciones de detección de temperatura basadas en termistores, cada termistor individual requiere su propio circuito integrado dedicado para leer la temperatura. Con la familia Thermoflagger, Toshiba permite a los diseñadores conectar varios termopares PTC en serie con un dispositivo Thermoflagger.
Según la hoja de datos de la pieza, la familia Thermoflagger puede admitir hasta 30 termistores conectados a un dispositivo. Dado que estas partes están en serie, si la temperatura de cualquiera de los termistores supera un determinado umbral, el dispositivo podrá señalar a la MCU que se ha producido un exceso de temperatura.
La familia Thermoflagger reduce la complejidad del diseño del sistema. Imagen de Toshiba. (Click en la imagen para agrandar)
Una ventaja de este enfoque es que reduce significativamente la cantidad de circuitos integrados discretos necesarios para una solución robusta de detección de temperatura. Además, tener un solo IC de detección de temperatura también minimiza la cantidad de conexiones necesarias para una MCU, lo que a su vez reduce la complejidad del sistema.