Qué es un Termistor NTC y como funciona: Usado en fuentes de voltaje modernas.

Aprende todo sobre su funcionamiento, aplicaciones  y como identificarlo en un circuito electrónico.

Este componente electrónico no es mas que una una resistencia que reacciona a los cambios de  temperatura, reduciendo su valor si esta aumenta y viceversa. Tiene aplicaciones como sensor. Pero su principal uso consta de un diseño que soporta valores de tensión grandes. Se instala comúnmente en fuentes de voltaje modernas de potencia media y alta, para "amortiguar" el encendido del equipo. Mas adelante se explica esta función.

Ejemplos de diseño de un termistor NTC.

Las siglas NTC, vienen del ingles: "Negative Temperature Coefficient" que en español se traduce como: "Coeficiente negativo de temperatura" E indica justo lo que mencionamos antes, pero de forma mas ñoña: 

"Es proporcionalmente negativo al incremento de temperatura".

Entonces: Entre mas calor comience a recibir el termistor NTC, comenzará a bajar su valor óhmico (bajar su resistencia) de forma gradual y mas o menos lineal hasta llegar a un limite establecido por el fabricante. Y cuando dicho calor se reduce o desaparece, su resistencia comienza  subir a un valor en ohms, establecido.

Se hace esta distinción de siglas, porque también existen los Termistores PCT.  Que como te imaginarás, actúan justamente a la inversa de los NTC: El aumento de temperatura hace que aumente su resistencia.

Anuncio:

Su pariente mas cercano es el Varistor, que tiene una función y forma física similar. Y muchas veces es confundido  por este otro componente. Pero se usan en aplicaciones y propósitos completamente diferentes. 

SI TE INTERESA APRENDER DE VARISTORES, PUEDES DAR CLIC EN EN ESTE ENLACE:

QUE ES UN VARISTOR Y COMO FUNCIONA. EL COMPONENTE QUE DA SU VIDA POR SALVAR A OTROS.

USO DE UN TERMISTORES NTC EN CIRCUITOS ELECTRONICOS Y EJEMPLOS DE APLICACION.

COMO SENSOR DE TEMPERATURA EXTERNA.

Un diseño para este tipo de componentes tiene aplicaciones en sensores pequeños de temperatura usado en equipos electrónicos de precisión industriales o de consumo para el hogar:  

• Termómetros médicos.
• Puntas de medición para multímetros.
• Sensores para mantener  la temperatura  en hornos de panadería.
• Incubadoras.

En estos casos, los Termistores NTC son pequeños y frágiles. Soportan bajos valores de tensión y forman parte de circuitos complejos. 

En este articulo no hablaremos sobre este tipo de usos. Nos enfocaremos mas otro mas común que tiene una aplicación mas amplia en fuentes de voltaje y circuitos de potencia. Pues muchos colegas diseñan o reparan este otro tipo de equipos. 

COMO AMORTIGUADORES DE CORRIENTE EN FUENTES DE VOLTAJE O CIRCUITOS DE POTENCIA.

Existe otro diseño mucho mas robusto en estos componentes que les permite soportar valores de voltaje y corriente altos. Además reaccionan a la temperatura que ellos mismos generan cuando se les aplica dicho flujo de corriente. Este comportamiento permite usarlos al principio de circuitos que necesitan grandes tensiones de corriente alterna, al ser activados, en un arreglo  que  podríamos denominar como "amortiguador gradual". Por esto, se pueden encontrar principalmente en:

• Fuentes de voltaje conmutadas de potencias altas y medias.
• Motores eléctricos.
• Fuentes de voltaje lineales de potencias medias y altas.
• Generadores de alta tensión pero baja corriente.
• Cargadores de  baterias o pilas.
• Fuentes de voltaje no aisladas que rectifican la CA de la línea comercial. Como las usadas en focos y lamparas ahorradoras o LEds,  

Anexar al principio del circuito, antes del rectificador de CA, un Termistor NTC, evita que se dañen condensadores y diodos que forman dicho puente rectificador. También evita que se fundan los fusibles debido al gran consumo de corriente que se requiere al activar el circuito donde están montados.

El comportamiento mas o menos lineal del diseño en termistores NTC para estas aplicaciones, van incrementando lentamente el flujo de corriente en el circuito conforme se aumenta de temperatura que ellos mismos generan, por la reducción de su resistencia interna. Esto evita que el circuito reciba de golpe una gran cantidad de corriente al activarse. Disminuyendo "bajones" y “chisporroteos” (arcos eléctricos) al momento de enchufarlos al tomacorriente o activarlos. 

CIRCUITOS ELECTRONICOS DONDE SE APLICAN TERMISTORES NTC.

Los circuitos electrónicos  donde mas se instalan termistores NTC, son aquellos de gran consumo, que  no reducen o limitan la tensión de AC de la línea eléctrica comercial con un trasformador reductor u otro método, y/o que dicha  tensión tenga que ser convertida en CD directamente. como las fuentes conmutadas   (“swicher” o SMPS (por sus siglas en ingles: switch mode power supply). 

Fuentes de voltaje conmutadas de diferente potencia con termistores NTC.

Estos termistores tienen otras aplicaciones como amortiguadores de inicio en motores, pero es mas común encontrarlos en  fuentes de poder para computadoras, tv´s, equipos de sonido, lamparas y bombillos ahorradores de altas potencias y otros tantos que tengan condensadores de altos valores de voltaje en sus fuentes de tensión.

Anuncio:

MOTIVO PARA INSTALAR UN TERMISTOR NTC EN UNA FUENTE DE VOLTAJE O CIRCUITO ELECTRÓNICO DE POTENCIA.

Ya mencioné que los Termistores TNC se montan antes de un puente rectificador que convertirá la CA a CD directamente de la línea comercial (120-220 VCA) y que usan condensadores electrolíticos que filtran esos valores altos. Pero lo que no mencione es que debe ir instalados en serie después del fusible. Esto tiene un motivo muy importante que también da origen al  uso del Termistor NTC.

UN FENÓMENO PELIGROSO EN UN CIRCUITO DE POTENCIA QUE JUSTIFICAN EL USO DE UN TERMISTR NTC.

Los condensadores que trabajan altos valores de voltaje, rectificado directamente de la línea de nuestras casas, entre 160 y 310 Vcd, están completamente descargados antes de activar el circuito. Al activarlo estos condensadores se comportándose de forma similar a una resistencia de casi 0 ohms al momento de recibir el flujo de corriente y hasta que alcanzan un cierto umbral de carga en ellos. Esto genera una enorme demanda inicial de corriente eléctrica en el circuito que muchas veces rebasa por breves instantes el milite que podría soportar el fusible o los diodos del puente rectificador principal. causando daños en ellos.  Aquí es donde entra el termistor NTC...

Fuente conmutada de TV 40", con Termistor NTC instalado.

También: Al desconectar una fuente de voltaje que energiza un equipo de gran potencia, de la línea eléctrica o  un equipo que use algún inductor como motores eléctricos o trasformadores, puede causar picos de tensión debido a los inductores del bobinado, del  filtro EMI o al trasformador  principal en una fuente lineal o conmutada. Incluso llegan a generar un "chisporroteo" debido a un arco eléctrico y  "flamear" los conductores dentro de los interruptores (swhitch) que se usan para activar o desactivar la fuente, Esto se percibe en el momento de enchufar el equipo a la toma de corriente, con el sonido de "chasquidos" producidos por el arco eléctrico que en ocasiones se pueden ver cuando el equipo no tienen un interruptor  principal o esté se encuentra cerrado al conectarlo.

 

 

Circuito  rectificador de 330Vcd con filtro EMI. 

 

 

Estos riesgos y comportamientos no deseados, ocasionados por los valores de tensión y potencia  que se usan en este tipo de circuitos, deben ser eliminados o en el peor de los casos reducidos muchísimo. Expliquemos entonces como  un termistor NTC realiza la función de suprimir ambos factores.

FUNCIONAMIENTO DE UN TERMISTOR NTC EN UNA FUENTE DE VOLTAJE.

Para entenderlo bien, deben recordar dos cosas:

Primero: 

Como mencioné, típicamente el termistor NTC se montan antes del arreglo de diodos rectificadores, inductores y condensadores; muy al principio del circuito, en la etapa de alimentación de corriente alterna (AC), después del fusible . 

 

 

Ubicacion de un termistor NTC en el diagrama electronico de una fuente de voltaje.

Segundo:

Un termistor NTC tiene un valor máximo óhmico en su resistencia cuando esta a temperatura ambiente (Frio). Cuando fluye corriente a través de el, La temperatura que  genera el mismo aumenta gradualmente y esto reduce sus resistencia interna de forma gradual hasta alcanzar un valor mínimo permitiendo un mayor flujo de corriente.

Anuncio:

Teniendo lo anterior dicho, explico: 

Cuando arranca la fuente de alimentación, con una tensión de 110  o 220 Vca, el valor en ohms del Termistor NTC es elevado, limitando mucho el flujo de corriente que deja pasar al circuito. Esta corriente eléctrica que también fluye por el comienza a calentarlo.

El calor generado por el termistor provoca en el mismo la disminución de su valor en ohms... incrementando lentamente la tensión que fluye a través de el y el resto del circuito (ley de ohm) “amortiguando” el arranque del circuito.  Así se disminuye o se eliminan por completo cualquier riesgo  o peligro que podrían causar los daños y fenómenos mencionados antes.

Mientras mas se caliente el termistor NTC a causa de la demanda de corriente por la carga de los condensadores y demás circuitos, esté seguirá bajando su resistencia e incrementando el flujo de corriente, abasteciendo la demanda requerida. Cuando el circuito después del termistor NTC alcanzan un umbral de funcionamiento estable, el incremento de flujo de corriente se detiene y el termistor mantiene una temperatura estable logrando un equilibrio.

Cuando el equipo se desactiva, o desconecta de la toma de corriente, el voltaje remanente que podría quedar en los inductores (bobinas) del filtro EMI o del trasformador principal, también liberan esa energía, pero en sentido inverso al circuito y hacia la línea de suministro eléctrica. Pero, debido a la posición donde esta montado, forzosamente pasa por el termistor NTC, que limita dicho pico de tensión que podrían dañar el fusible del equipo y minimiza o desaparece los chisporroteo en la clavija. 

Ingenioso, ¿verdad?

DISEÑO DE LOS TERMISTORES NTC QUE SE USAN EN FUENTES DE VOLTAJE Y CIRCUITOS DE POTENCIA.

A ojos de inexpertos y/o principiantes, se confunden con condensadores cerámicos de disco o varistores. por su engañoso parecido en su forma física.  

 

Termistores  NTC se confunden con condensadores  fácilmente.

APARIENCIA FÍSICA DE UN TERMISTOR NTC.

Son casi siempre de color negro o verde aceituna. Aunque en ocasiones se pueden encontrar azules, grises y amarillos. Pero estos últimos tres rara vez se montan en fuentes de coltaje o circuitos de potencia media.

 

 

Múltiples formas y tamaños de Termistores NTC y PTC.

 

 

Su nomenclatura en la mayoría de las marcas, indica claramente la leyenda: NTC, seguido de un código directo e indirecto que describe su valor en ohms y la intensidad máxima que soportan en amperes o watts. 

ejemplo de dos Termistores NTC: Uno de 5 Ohms a 25 amperes (negro) y otro de 7Ohms a 20 amperes (verde).

Aunque claro, hay fabricantes que usan complejos códigos impresos, donde no queda de otra que buscar sus características en la respectiva hoja de datos técnica (datasheet), pues esos códigos, describen también, entre otras cosas, tamaño del disco, tolerancia, tipo y grado de calidad, y hasta lotes de fabricación.

 

 

Termistores NTC con un código de identificación mas complejo.

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE UN TERMISTOR NTC DE POTENCIA.

Típicamente son de un valor en ohms pequeño. Los más usados y comunes para fuentes conmutadas de equipos electrónicos de hogar, rondan entre 10 ohms y hasta los 220 Ohms máximo, a temperatura ambiente (“frios”). Pues deben permitir el paso de tensión eléctrica suficiente para que el circuito funcione estable al arrancar.  Pero deben soportar valores de corriente altos; entre 1 y hasta 25 amperes.

Anuncio:

También se toma en cuenta el valor mínimo en ohms que pueden tener, cuando pasa a través de este, la máxima intensidad soportada y temperatura. Así como el factor de disipación de calor, y la constante de tiempo.  

 

Tabla con las características mas importante de un termistor NTC.

 

OTRAS APLICACIONES DE LOS TERMISTORES NTC.

Básicamente Hay tres aplicaciones en las que se usan los termistores NTC. 

• Aplicaciones en las que la corriente que circula por ellos, no es capaz de producir aumentos apreciables de temperatura Y por tanto la resistencia del termistor depende únicamente de la temperatura del medio ambiente en que se encuentra.

• Aplicaciones en las que su resistencia depende de las corrientes que lo atraviesan. (explicada en este artículo).

• Aplicaciones en las que se aprovecha la inercia térmica, es decir, el tiempo que tarda el termistor en calentarse o enfriarse cuando se le somete a variaciones de tensión.

Fuera de estas aplicaciones y usos: Desconozco mas. ¿se te ocurre o conoces alguna otra?

OTROS TIPOS DE TERMISTORES.

Ya los mencione: También existen los termistores PTC. pero estos no son tan comunes como los NTC y es raro encontrarlos en equipos electrónicos de consumo y hogar. Así que no trataremos ese tema. Lo dejo de tarea para otro articulo. 

 

 

Termistor PTC. A veces encontrado en circuitos de focos ahorradores.

 

Bueno… Ahora ya sabes cómo identificar a estos componentes y el por qué se usan en fuentes conmutadas. Ya Puedes identificarlos y diagnosticarlos fácilmente; Un poco mas de conocimientos prácticos y listos para ponerse en uso. 

No olvides compartir esta información a todos aquellos que conozcas y estén interesados en el tema.

También te invito a dejar tus comentarios en la parte de abajo.

Nos vemos en el próximo artículo, proyecto o tutorial.

¡Sigan sonriendo!

Esta información ha sido patrocinada por...

¡USTED!

Si desea ayudarme directamente para seguir publicando mas proyectos e información valiosa, puede convertirse en patrocinador estrella con una pequeña donación: 

 

 

Aunque no debe sentirse obligado;

Solo con leer, comentar o compartir este material, ya me ayuda un montón.  

Pero si desea apoyarme directamente... 

¡Muchísimas Gracias! 

Así seguirán siendo gratis para todos. 

Anuncio:

QUIZA TAMBIEN TE INTERESE:

RESISTENCIAS EN LUGAR DE FUSIBLES EN ALGUNOS EQUIPOS ELECTRONICOS.

UN FUSIBLE NO PROTEGE COMPONENTES ELECTRONICOS. EXPLICO EL POR QUE.