PTCサーミスタ(ポジスタ)アプリケーションノート 過熱保護・過熱検知

過熱保護・過熱検知は、電子機器や電気回路の安全性を確保するために不可欠な機能です。機器内部や回路上の温度が異常に上昇した際に、その状況を迅速かつ正確に検知し、過熱による故障や火災、性能劣化を未然に防止します。
過熱検知では、温度の上昇をセンシング素子で感知し、一定の閾値に達した場合に警告信号を出したり、回路を遮断したりすることで機器を保護します。これにより、安全な動作環境を維持し、機器の長寿命化や信頼性向上に貢献します。
過熱保護・過熱検知は、スマートフォンやウェアラブルデバイス、AIサーバ、自動車、産業機器など、さまざまな分野でますます重要視されています。温度管理を正確に行うことで、機器の安全性とユーザーの安心を支える重要な役割を担っています。

ポジスタの抵抗温度特性を活かして、過熱状態を判断する出力電圧の閾値を設定するだけで、簡単に過熱検知回路が実現できます。通常時と過熱状態の出力電圧の変化量が十分大きいため、一般の温度センサのように、温度情報をデジタルに変換するためのA/Dコンバータが不要です。

複数箇所の過熱状態を単純な多連接続回路で一括検出することが可能です。
回路例を用途・使用例に示します。

通常時と過熱状態の出力電圧の変化量が大きいため、実使用でのノイズの影響が小さくなります。

ポジスタはUL/cUL、IEC（TUV）の安全規格を認証しており、機器の安全規格認証に役立ちます。

ウェアラブルデバイス、サーバ、PC、電源などの電子機器にお使いいただけます。
また、PCやサーバといった、高性能、高密度な回路において（電源回路部、コネクタ）複数の発熱点がある場合にご使用いただけます。複数のFETの温度をひとつの検知回路で検出できる例を【応用例】に示しています。異常発熱の際のフェールセーフ機能として有効です。

ウェアラブルデバイス推奨品番

サーバ推奨品番

車載ECU、車載LEDライト、IVI、BMSなどのxEVにもご使用いただけます。
またたとえば、バッテリーやインレットなど広い範囲での温度検知が必要な際に応用可能です。複数のバッテリーの温度をひとつの検知回路で検出できる例を【応用例】に示しています。バッテリーひとつひとつの異常過熱の検知によるフェールセーフ機能として有効です。

ECU推奨品番

インバータ推奨品番

検知したい温度から品番を選定します。（検知温度1、2を確認）
下図にPRF18シリーズの標準ラインアップを示しております。
高い検知精度が必要であれば狭偏差シリーズを選定します。PTCの直列接続による多点検知を検討される際、10倍点の検知温度では閾値を設定できない場合は100倍点の検知温度で閾値を設定します。
例としてラインアップを下図/表に示します。

品番ごとの仕様詳細は、製品ラインアップよりご確認いただけます。

サイズ/用途によっては下図/表に示すよう検知温度1の温度検知精度の高いラインアップもございます。標準品の検知点温度1の温度精度が±5℃に対して高精度品では±3℃を保証します。

品番ごとの仕様詳細は、製品ラインアップよりご確認いただけます。

多点検知の応用使用例として下記に民生用途としてPC、車載用途そしてバッテリーとインレットの例を示しています。
高性能、高密度な回路（電源回路部、コネクタ）やバッテリーパックなど複数の発熱点がある場合にご使用いただけます。複数のFETの温度をひとつの検知回路で検出できる例を下図に示しています。異常発熱の際のフェールセーフ機能として有効です。

上図【PRFを使用した過熱検知回路例】のように、PRFを直列につなげるだけで、複数箇所の過熱検知も可能です。温度上昇にともなうPRFの抵抗値変化は非常に大きいので、過熱状態を判断するVoutの閾値と常温付近のVoutの間には、十分なマージンを確保することができます。

上記回路を使用し、それぞれ異なる品番を3つ接続した際のVoutをグラフに示します。グラフはいずれかひとつの品番の周囲温度が上昇した際のVoutを示したグラフになっています。初期抵抗値は品番が異なっても同様かつ、検知点温度は異なるが、10倍点/100倍点の抵抗値も前品番同様となるため、同じ閾値設定で過熱検知が可能となります。

PTCサーミスタの動作シミュレーターツールです。出力電圧、温度誤差などをご確認いただけます。