サーミスタは、故障の原因となる機器の過熱を防ぐための温度検出に広く使用されています。その用途は、ウェアラブルデバイスや携帯電話から自動車や産業機器まで多岐にわたります。電子製品における重要な保護装置です。この記事では、サーミスタの種類と用途、村田製作所が紹介する自動車用NTCサーミスタの機能と特徴を紹介します。
サーミスタ値は温度によって変化する
サーミスタは、温度によって値が変化し、温度によって体積が大きく変化するセンサー抵抗器です。サーミスタは可変抵抗器のカテゴリに属し、温度検出器、回路スイッチ、突入電流抑制装置、モーター始動の遅延、過熱保護などに使用できます。突入電流リミッター、温度センサー、リセット可能ヒューズ、自動調整ヒーターなど、さまざまな電子機器に広く使用されています。
抵抗温度計に使用される純金属とは異なり、サーミスタに使用される材料は通常セラミックです。両者は温度応答特性が異なります。抵抗温度計は広い温度範囲に適しており、サーミスタは通常、-40℃から100℃の限られた温度範囲で高い精度を実現します。° Cと150° C.
サーミスタは温度によって抵抗が変化する電子部品です。サーミスタは抵抗の変化によってNTC（負温度係数）サーミスタとPTC（正温度係数）サーミスタの2種類に分けられます。NTCサーミスタは温度が上昇すると抵抗が3～5%減少します。° Cは、温度検知、補償、突入電流抑制に使用できます。PTCサーミスタの抵抗は、ある温度までは一定ですが、臨界温度に達すると急激に増加します。過熱検知、過電流保護、突入電流抑制、ヒーターなどに使用できます。この記事では、NTCサーミスタと自動車分野でのその応用に焦点を当てます。
NTCサーミスタは自動車業界で広く使用されています
NTCサーミスタは、マンガン (Mn)、ニッケル (Ni)、コバルト (Co) などの酸化物から焼成されたセラミックで作られています。セラミックは電極を形成し、通常は鉛とチップの形状をしています。セラミック材料技術を使用したNTCサーミスタは自動車に広く使用されています。たとえば、従来の自動車照明システムでは温度監視が必要です。質量空気流量またはマニホールド絶対圧 (MAF/MAP) センサーと加速度センサーも温度監視が必要ですが、NEV BMS、インバーター、DC-DCコンバーターでは、より多くのオンボード温度監視が必要です。
さらに、NTCサーミスタは、自律操縦ミリ波、LIDAR、ADASなどのシステムでも使用され始めています。NTCサーミスタは温度を検出するために使用されます。温度が高すぎる場合、アクティブ冷却（ファン）デバイスが駆動され、システムを適切な温度条件に保ち、安定した動作を維持します。
自動車やオートバイ市場では信頼性の高いNTCサーミスタを使用する必要があります
村田製作所は、信頼性の高い自動車市場向けに、SMD温度センサー「NCUシリーズNTCサーミスタ」を発売しました。NCUシリーズの外部電極は銅製で、信頼性が向上し、高湿度環境でも電子の移動を防止します。NCUシリーズは主に高信頼性温度検出に使用されます。広範囲の温度で温度検知と温度補正が可能となり、耐熱性の低い機器を熱によるダメージから守り、温度上昇時にも高精度で機器を良好に動作させることができます。
SMD NTCサーミスタは、周囲温度によって感度や精度が変化する高精度半導体デバイス (イメージ センサー、レーザー ダイオードなど) に最適なパートナーであり、周囲温度を検出して補正するために使用されます。さらに、動作時間が長くなり、測定温度が上昇すると、デバイスの損失も増加します。NTCサーミスタは、デバイスの実際の温度を効果的に検出して過熱を防ぎ、デバイスの耐用年数を保護し、システムの信頼性を向上させます。
一方、NTCサーミスタは、DC-DC/インバータ、電気自動車 (EV) のOBCシステムでも使用でき、電力デバイスの温度を検出し、過熱を防ぎ、デバイスの耐用年数を保護します。各（12V/48V）保護ユニットの温度を検出し、DCDCコンバータの動作速度を調整し、安全性を向上します。NTCサーミスタをBMS (バッテリー管理システム) で使用すると、セルとBMS基板の温度を検出し、過熱を防ぎ、デバイスの耐用年数が短くなるのを防ぐことができます。
低電力の電動バイクのアプリケーションでは、デジタル クラスター、LED照明、AD/DC、DC/DCコンバーター、バッテリー パック、BMS、モーター コントローラーなどのBMS、OBC、コンバーターにも多数のサーミスターが必要です。これらすべてにおいて、デバイスの過熱を防ぎ、システムの動作安定性を向上させるために、SMD NTCサーミスターを使用して保護する必要があります。
NTCサーミスタのさまざまな仕様は、オンボードアプリケーションの要件を満たすことができます。
村田製作所のNTCサーミスタの仕様は非常に多様で、お客様は製品名から仕様特性を知ることができます。製品名には、製品ID、シリーズ、サイズ（L x W）、温度特性、抵抗、抵抗許容差、個別の仕様、パッケージが含まれており、NCU15シリーズ（車載用）1.0×0.5mm/0.4×0.2インチ（車載用）やNCU18シリーズ（車載用）1.6×0.8mm/0.6×0.3インチ（車載用）などがあります。より詳しい製品の仕様や特性については村田製作所のWebサイトをご覧ください。
村田製作所は、自動車アプリケーション市場向けに、サーミスタを使用した設計を支援するために、ICとサーミスタの推奨組み合わせリストもいくつか用意しています。ADASアプリケーションを例に挙げてみましょう。Renesas R-CarH3チップを使用する場合は、NCU18XH103F6SRBまたはNCU15XH103F6SRCサーミスタを使用できます。IVI/TCUアプリケーションの場合、Samsung Exynos8890 V3、Renesas R-Car-M3、R-Car-M2、またはQualcomm Snapdragon SA8155の場合は、NCU18XH103F6SRBまたはNCU15XH103F6SRCを使用できます。Mediatek MT2712を使用する場合は、NCU18WF104F6SRBまたはNCU15WF104F6SRCを使用できます。その他のアプリケーションのニーズがある場合は、詳細については村田製作所またはArrow Electronicsにお問い合わせください。
結論
自動車の電子化が進むにつれて、燃料自動車とハイブリッド/純電気自動車の両方でますます多くの電子機器と電子部品が使用されるようになり、自動車の過酷な使用環境では、温度を検出し、より優れたシステム安全保護を提供するためにNTCサーミスタが必要になります。村田製作所は、高い安定性を求める自動車市場のアプリケーション ニーズを満たす、完全で高品質のNTCサーミスタ製品ラインを提供しています。