서미스터는 무엇에 사용되나요?

이미지: Jeremy Cook | 서미스터는 다양한 모양과 크기로 제공됩니다

서미스터(thermistor)—열에 민감한 저항기(resistor)의 약어—는 온도에 따라 값이 변하는 저항기입니다. 서미스터는 온도의 변화에 따라 저항값이 증가하거나 감소합니다.   서미스터는 크게 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다:

• NTC 서미스터: Negative temperature coefficient–온도가 올라가면 저항값이 감소합니다.
• PTC 서미스터: Positive temperature coefficient–온도가 올라가면 저항값이 증가합니다.

여기서 R은 저항, T는 온도, k는 둘 사이를 연관 짓는 계수를 나타냅니다. 표준(비열저항기) 저항에서는 k가 이상적으로 0에 가까울수록 좋으며, 이는 넓은 온도 범위에서 일정한 R을 유지합니다.   이 1차 근사는 제한된 온도 범위 내에서만 정확합니다. 온도에 따른 저항의 보다 강력한 표현은 반도체 저항에 대한 Steinhart-Hart 방정식을 기반으로 하며, 다음과 같이 나타낼 수 있습니다:

이 방정식에서 T(온도)와 R(저항) 항은 1차 근사와 일치합니다. A, B 및 C 계수는 서미스터의 개별적인 특성을 맞추기 위해 조정됩니다.   저항 특성을 넘어, 서미스터는 매우 작은 SMD 부품이 브레드보드에 맞는 형태부터 원격 감지 작업을 위한 리드가 부착된 장치까지 다양한 패키지 형태로 제공됩니다. 서미스터는 온도 측정에 사용되거나 직접 회로 제어를 위해 구현될 수 있습니다.

서미스터는 무엇에 사용됩니까?

이미지: Jeremy Cook | 서미스터는 크고 작은 패키지로 제공됩니다

써미스터 온도 감지는 NTC 써미스터를 사용하여 이루어집니다. 예를 들어, 3D 프린터의 핫 엔드 온도는 일반적으로 정격 주변 온도(25ºC/77ºF)에서 100kΩ 저항을 가지는 NTC 써미스터를 사용하여 측정됩니다. 3D 프린터의 컨트롤러는 써미스터의 저항을 측정하며, 이는 온도와 상관관계가 있습니다. 이 온도 데이터는 프린터가 PLA 또는 기타 재료를 녹이기 위해 적절한 전력을 제공할 수 있도록 합니다.   컨트롤러에 데이터를 전달하는 것 외에도, 써미스터는 여러 방식으로 회로 내에서 직접 사용할 수 있습니다:

• PTC: 회로 보호를 위한 전류 제한. 적절히 지정된 PTC 저항기를 통해 과전류가 흐를 경우, 열이 발생하고 저항이 증가합니다. 이렇게 하면 리셋 가능한 퓨즈 역할을 하여 뜨거울 때 전류 흐름을 억제하고, 정상(더 차가운) 상태에서는 전류가 흐를 수 있도록 합니다.
• NTC: 돌입 전류 제한기. 이러한 장치의 저항은 초기에는 높지만, 소량의 전류가 써미스터를 가열하면 저항이 시간 경과에 따라 낮아집니다. 이 낮아진 저항은 더 많은 전류가 흘러가도록 하며, 제어된 방식으로 증가시킵니다.
• 열 응답 장치의 작동: NTC 써미스터를 사용하여 더운 상태에서 전원을 제공하며 냉각 팬을 제어하는 것이 가능합니다. 공간이 너무 차가울 때 히터를 작동시키기 위해 PTC 써미스터를 유사한 방식으로 사용할 수 있습니다. 둘 다 직접 제어를 수행할 수 있지만, 측정을 위해 써미스터를 사용하는 것이 더 유리할 수 있습니다. 마이크로컨트롤러, 스마트 빌딩 설정 또는 기타 스마트 장치를 사용하여 더 정교한 결정을 내릴 수 있습니다.

서미스터: 측정 및 회로 보호에 유용

써미스터는 NTC와 PTC로 나눌 수 있지만, 이러한 부품을 바라보는 더 나은 방법은 측정용인지, 아니면 직접적인 작동/회로 보호용인지에 따라 구분하는 것입니다. 측정용 써미스터는 종종 다른 전자 장치에 부착하기 위한 케이블과 함께 제공됩니다. 반면에 “직접 작동형” 써미스터는 회로 기판에서 비교적 작은 부하에 사용하기 위해 소형 표면 실장 패키지로 제공되는 경우가 많습니다. 또한, 더 큰 부하를 처리하기 위해 더 큰 관통형 부품 형태로 제공되기도 합니다.   써미스터는 여러 가지 유용한 설계 가능성을 제공하며, 온도에 민감한 응용 분야나 전자 장치 보호를 다룰 때 고려해야 합니다. 또한, 비용 효율성이 높은 경향이 있어 프로젝트 예산을 유지하는 데 도움이 됩니다.