Реле подогревателя PTC замыкаются согласно сигналам блока управления системой кондиционирования, подавая питание в подогреватель PTC, установленный в блоке радиатора отопителя.
Извлеките предохранители PTC HTR1 и PTC HTR3, и высокоамперные предохранители PTC HTR и PTC HTR2 из блока реле № 1 моторного отсека.
Измерьте сопротивление предохранителей.
Номинальное сопротивление
Контакты для подключения диагностического прибора
Условие
Заданные условия
Предохранитель PTC HTR1
Всегда
Менее 1 Ом
Высокоамперный предохранитель PTC HTR2
Всегда
Менее 1 Ом
Предохранитель PTC HTR3
Всегда
Менее 1 Ом
Высокоамперный предохранитель PTC HTR
Всегда
Менее 1 Ом
ЗАМЕНИТЕ ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ
ПРОВЕРЬТЕ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
Снимите блок управления системой кондиционирования, не отсоединяя его разъемы (см. стр. Click here).
Включите зажигание (IG).
Если выполняются условия, необходимые для работы подогревателя PTC (двигатель вращается с частотой вращения холостого хода или быстрее, температура окружающего воздуха не превышает 10°C (50°F), температура охлаждающей жидкости не превышает 65°C (149°F), переключатель температуры установлен в положение MAX HOT), поверните переключатель вентилятора в положение LO.
Измерьте напряжение в соответствии со значениями, приведенными в таблице.
Номинальное напряжение
Зажигание включено (IG)
Переключатель вентилятора в положении LO
Зажигание включено (IG)
Переключатель вентилятора в положении LO
Зажигание включено (IG)
Переключатель вентилятора в положении LO
ЗАМЕНИТЕ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ Click here
Есть два основных вида терморезисторов: PTC, у которых сопротивление растет при повышении t°, и NTC с негативной тенденцией, у которых при этом оно падает. Второе название элементов с Positive Temperature Coefficient — позисторы. PTC защищают электроустановки, электронику от перегруза, перегрева, обслуживают реле пускателей, нагревательных узлов. Рассмотрим, где находятся PTC термические резисторы, какие их функции, как выглядят, отличия от NTC (термисторов с Negative Temperature Coefficient), как проверить.
Позисторы (PTC резисторы) как вид терморезисторов
Для электроники температура является одним из факторов, требующих постоянного контроля, так как ненормальный нагрев свидетельствует об изменении параметров тока, о небезопасных явлениях (перегрев вплоть до выгорания).
На платах приборов самыми элементарными стандартными элементами, радиодеталями, которые измеряют t°, контролируя ее значения и предохраняя схему, являются терморезисторы. Детали реагируют особым образом: их сопротивление (R) при различной температуре меняется, соответственно, происходит пропускание или непропускание токов определенной мощности, так реализуется защита микросхемы, устройств.
Термические резисторы (ТР) — это полупроводниковые электронные детали из сплавов с высоким термокоэффициентом трансформации.
Типоразмеры
Форма ТР: тонкие пластинки (реже трубочки), шайбочки, таблетки, каплевидные формы, размером в несколько мм. Некоторые типоразмеры микроскопические (микроны).
Есть также типоразмер SMD, напоминающий такого же типа плавкие предохранители, конденсаторы, иные детали. Изделия таких форм похожие (находятся в стандартных диапазонах 1206, 0805, 0603 и так далее), их почти невозможно различить «на глаз», надо читать спецификацию схемы.
Другой особый тип — встроенные изделия, они более узнаваемые: термопара, таблетка, капля с выводами или более габаритный корпус-цилиндр с двумя проводками.
По количеству отпаек (ножек) есть 2 типа позисторов: с 2 или 3 указанными элементами. Трехвыводные состоят из 2 позитронов-таблеток, объединенных одним корпусом. Одна из пластинок меньшая. Отличается и R, например, 1.3…3.6 кОм и 18…24 Ом. ТР с 2 ножками чаще всего кремниевые (Si), это более узнаваемые пластинки.
Обозначения разных электродеталей на схемах:
Что такое терморезисторы PTC (позисторы), чем отличаются от термисторов (NTC)
Есть 2 вида теплорезисторов, принцип функционирования аналогичный, отличается лишь направление темп. коэф. (ТКС):
Часто PTC (позисторы) и термисторы (NTC) внешне похожи, поэтому надо читать спецификацию, надписи на корпусах:
Обозначение на схемах:
Схематические рисунки для разных запчастей могут быть похожими, поэтому надо внимательно их читать:
Значки ТР могут несколько отличаться, но t° в них присутствует обязательно, у позисторов почти всегда есть буквенно-цифровые обозначения R1, TH1 или RK1 Таким образом, безошибочно можно узнать данные элементы на чертежах.
У PTC две стрелки смотрят вверх, «−» около t° ставят для NTC, так как у него негативный коэффициент.
Наглядное объяснение работы
Принцип работы основывается на взаимосвязанном изменении 2 параметров: температуры внешней среды или самого элемента и его сопротивления (число Ом).
Если взять любой термический резистор, мультиметром замерить сопротивление на нем при обычной комнатной температуре и при его охлаждении/нагревании, то количество Ом будет отличаться. В PTC с ростом температуры значение R будет увеличиваться.
Объяснение работы и отличий PTC/NTC на схеме
На температурных тепловых расцепителях (реле) могут применяться как позисторы, так и термисторы с учетом особенностей их срабатывания и того, какой алгоритм потребуется в конкретной ситуации. На чертеже ниже кривая 1 — это PTC, 2 — NTC. ТР ставят с обычными электромагнитными реле («б»). На рисунке «б» — принципиалка защиты электромотора, «в» — схема подсоединения контактора КМ при термисторе, а «г» при позисторе.
Объяснение работы схемы:
Где применяются
Рассматриваемые детали можно найти на большинстве печатных плат электроники — в самом стандартном виде, это пластинки и таблетки на ножках, могут также выполняться как цилиндрики и в прочих типоразмерах. Характерный вид позисторов на пускателях, подобных устройствах — пластиковая коробочка (внутри клеммами зажата металлическая таблетка). Сфера применения — электроника, цепи электроустановок, электроприборов, сигнализаций.
PTC, как и NTC, применяются для электроцепей приборов, оборудования, для процессов, зависящих от корректности настроек режима t°. Особо актуальные для компьютеров, телевизоров, электроустановок, оборудования связи, для сигнализаций, автомобильных узлов, реле бытовых приборов, блоков питания, высокоточного производственного оборудования. Часто используются в роли температурных датчиков.
PTC (с положительным коэффициентом) термисторы при нагреве повышают свое число Ом. Поэтому позисторы чаще всего используют с целью защиты силовых электроустановок от перегруза, перегрева, а также для поддержания безопасной t°.
PTC
NTC
Старые телевизоры с цветными кинескопами (для размагничивания).
Сенсор откл./вкл. климат контроля в машине.
Защита электромоторов, трансформаторов (там PTC на первичке), а особенно их обмоток от перегорания при заклинивании ротора, при поломке охлаждения.
Защита перезаряжаемых Li батарей.
В балластах светодиодных ламп.
Уменьшение токов: зарядных на блоках питания (БП), пусковых на электромоторах.
Повышение оборотов кулеров при перегревах.
Самовосстанавливающийся предохранитель можно рассматривать как модификацию позистора.
Узел нагрева на термопистолетах для силиконового клея, в паяльниках.
На автомобильных, машинных трактах пуска для нагрева.
Позисторы и термисторы используются как датчики в реле, контакторах. Если применен PTC, то при форс-мажоре число Ом растет, сигнал от такого сенсора идет на управляющий узел, командующий отключить двигатель.
Если кратко, то позисторы чаще применяют для защиты устройств в процессе их работы от скачков, перегрева, перегрузки, для регулировки нагревания. Термисторы — для уменьшения токов именно при активации приборов, для плавного включения силовых узлов, БП. Общая сфера применения: датчики, вместе с реле, расцепителями, температурный контроль оборудования. Как видим сферы применения в общем схожие, но учитываются нюансы алгоритма сработки ТР. Некоторые иные области применения позисторов рассмотрим ниже в разделе со схемами.
Задачи позисторов
Основная цель терморезисторов состоит в изменении параметров токов при пуске и работе приборов, электроустановок. PTC ставят для ограничения таковых, а также как термодатчики, переключатели в схемах пусковых конструкций.
Опишем как образцовый пример стандартный процесс: аппарат включается в сеть, напряжение подается на БП, конденсаторы быстро набирают свои емкости (заряжаются), что провоцирует повышенные токи на цепи. Если нет ограничения, то создается высокая вероятность перегрева, перегорания, пробоя элементов, диодных мостов.
Высокие токи провоцируют повышение температуры, но PTC терморезистор не дает им провоцировать перегрев: его сопротивление растет, не пропуская чрезмерные значения напряжения. Сами по себе терморезисторы при небезопасных факторах не расцепляют контакты, а только служат преградами, ограничителями. Причем их действие уже заложено в них, то есть без механических движений — блокировать будет само сопротивление. Такие элементы (термопары) особенно контактные также часто работают как датчики с реле, расцепителями: отслеживают и сообщают исполнительному узлу о небезопасном факторе.
PTC встречаются почти во всех современных приборах, например, на импульсных блоках питания. Эти детали служат не только лишь для нормализации температурного режима, но и в устройствах защиты, реле, расцепителях, узлах, основывающихся на измерениях t° (термопары, сенсоры холодильников, стиралок).
Виды термических резисторов с положительным ТКС
Рассмотрим виды термических резисторов, для PTC и NTC они одинаковые.
Разновидности по особенностям действия
По типу действия (сработки) есть такие типы ТР:
Номинал, разновидности по температурным параметрам
Детали чаще рассматриваются в международной системе измерений СИ, в Кельвинах. Переводить К в градусы Цельсия нужно особым образом — сравнивая две шкалы.
Один градус К равен 1° C, но точки на шкалах разнятся: нулю по Цельсию отвечает 273.150 на линейке, градуированной Кельвинами. Также тут есть такая отметка как абсолютный ноль, но это не «0° C» — он равен отметке «−273.150 °C».
Терморезисторы различаются по степени реагирования на определенную температуру так:
Первоначальные характеристики терморезисторов — термисторов, позисторов — могут изменяться при функционировании с частыми колебаниями t°.
Виды по типу нагрева
Нагрев может быть таких типов (ему соответствует 2 типа термических резисторов):
Какие параметры влияют на подбор терморезисторов
Рассмотрим, какие параметры надо определить и учесть при выборе PTC, позистор, терморезистор с положительным коэффициентом.
Габариты. Деталь должна поместиться на плате, не мешать иным деталям.
Сопротивление, оно же номинал, RT, в Омах. Указывается на элементе на его маркировке вместе с температурой в Цельсиях или Кельвинах. Надо также читать таблицы данных и спецификацию детали. Например, если ТР рассчитан на функционирование при −100…+200° C, режим для окружающих условий использования принимают как +20…+25° C;
Временная переменная температуры в сек. Отражает тепловую инерционность: период, необходимый для изменения t° теплового резистора на 63% от разницы t° на нем и окружающей среды. Обычно принимается равным +100° C;
ТКС он же TCR (в % на 1 градус С°), αR или αRT. Это основная характеристика — тепловой (термический) коэффициент сопротивления. Прописывается для той же t°, что и «холодное» R. Цифры значения могут быть с «+», «–» или «±», что показывает, в какую сторону учитывают изменения температуры (это не отклонения точности). По данной характеристике выделяют определенные группы терморезисторов (А, Б, В и так далее).
Предельная интенсивность рассеивания Pmax, Вт. Порог, до которого нет необратимых трансформаций в детали. По этой характеристике главное исключить ситуации, когда tmax превышает предел, Pmax.
Tmax — наибольшее значение, при котором свойства детали определенное время остаются неизменными (эти две составляющие устанавливаются изготовителем).
Коэффициенты G и H. Данные характеристики зависимы от свойств используемого сплава, нюансов теплообмена между ТР и средой. Характеристики взаимосвязанные, что отображает уравнение G=H/100а:
Теплоемкость (Дж на 1° C), «C» — количество тепла для нагрева терморезистора на 1°.
Временная постоянная τ = отношению между C и H. Подбирая изделие, надо учесть промежуток температурного сопротивления и кратность колебаний R на участке положительного ТКС.
Для правильного выбора позисторов надо изучить все варианты терминологии: другие и некоторые вышеуказанные позиции трактуются также следующим образом:
Температура и т. Кюри:
Базовые свойства позисторов
При расчете терморезисторов потребуется оценить следующее составляющие:
Как работает PTC с физико-химической точки зрения
Терморезистор типа PTC повышает свое сопротивление (на схемах обозначается R, в Омах), при увеличении t°; у термистора NTC алгоритм тот же, но наоборот: при росте первой, вторая величина падает.
Главная особенность терморезистора — максимальная чувствительность R материала к изменениям t°. Если нагрева нет, то атомы расположены ровно, выстроенные длинными линиями. При росте тепла число транспортировщиков заряда становится большим, и чем больше, тем лучше проводимость.
Кривая t°/R нелинейная, наиболее ярко свойства проявляются при −90…+130° C.
Свойства ТР создаются путем сравнения режима t° с характеристиками используемых в детали сплавов, являющихся полупроводниками. Применяют составы чрезвычайно чувствительные к температуре.
При прохождении тока появляется электрополе, подталкивающее электроны, ударяющиеся об атомы, так они затормаживаются. При высоких температурах движение атомов интенсивнее, исходная частичка быстрее взаимодействует, создавая дополнительное сопротивление. После охлаждения валентные уровни электронов станут низкими, перейдут в спокойное состояние, частички будут меньше перемещаться, перестанут повышать число Ом.
Проверка мультиметром
Работоспособность позистора покажет мультиметр. Проверка основывается на замерах сопротивления при изменении температуры. Алгоритм:
Проверка терморезистора опусканием в теплую воду и замерами тестером, показывающим сопротивление:
Как подключить, схемы
Рассмотрим основные схемы подключения PTC резистора в зависимости, для каких целей он применяется. Чаще элементы подключаются последовательно, но также иногда могут включаться и параллельно, например, к пусковому реле.
Схема для тепловых пожарных извещателей:
PTC как плавкий предохранитель:
Примеры других схем для позисторов:
Как сенсор температуры, термокомпенсации
Ниже принципиалка температурной компенсации: при смещении транзистора используется R позистора. При перегреве первого, на втором также повышается t°, и когда значение преодолеет точку Кюри ТР перейдет на режим мощного сопротивления, цепь сместится, транзистор отключится.
Если PTC в роли детектора перегрева, когда затребована температурная компенсация, прибор не меняет сопротивление на входе наподобие термистора NTC, учитывая последовательное подсоединение на входную цепь. Это отлично подходит для вариантов последней, требующих описанного нюанса: для импульсных линий, региональных усилителей, измерительных устройств.
Несколько позисторов в схеме
Два и больше PTC могут обслуживать несколько активных сегментов работы с компаратором. Ниже — схема последовательно включения увеличенного числа ТР: при обнаружении одним хотя бы перегрева микросхемой компаратором демонстрируется резкое значение температурного сопротивления. Такая схема позволит легко менять количество PTC или замерять t° на целой базовой схеме.
Защита перегрева двигателя
PTC применяют для мониторинга перегрева электромоторов, трансформаторных обмоток, подшипниковых конструкций, силовых транзисторов. Ниже пример PTC, определяющего чрезмерный нагрев мотора, что тянет за собой сработку реле на его отключение.
Непосредственно позистором может осуществляться блокировка цепей с малыми регулярными токами, если же они большие и постоянные в линию включают реле, тиристор.
Компонент контроля
PTC, как электронная составляющая текущего контроля, показан на простейшем решении ниже:
При превышении заданной температуры загорается диод. Если нарушено предельное значение тока, терморезистор среагирует и моментально реализует защиту.
Опцию задержки можно воплотить посредством динамических свойств ТР, есть два метода: подсоединение параллельно или последовательно с реле. Позволительно также контролировать пусковые токи позистором, например, на импульсных источниках питания, которые, как правило, имеют значительную эту величину при первом старте.
PTC можно применить вместо NTC или простого резистора как ограничитель пусковых токов. Деталь нагревается токовыми перегрузками при отказе реле или тиристора и происходит его сработка при высоком сопротивлении, течение тока блокируется моментально.
Помимо указанного, практично использовать PTC для схемы старта моторов как бесконтактный стартер, например, для компрессора холодильников, кондиционеров и подобного.
На Arduino
Программируемая база в виде контроллера Arduino применяется для различных самоделок, мини-роботов.
В данном случае необходимо подсоединить PTC к указанной платформе для считывания показателей, туда также будет включен ЖК дисплей, показывающий их.
Описание примера (при номинале терморезистора, когда на нем в горячем состоянии 10 кОм):
Ниже то же самое немного иными словами. Для элементарной сборки возьмем монтажную плату, 3 проводка, PTC, резистор (это основное сопротивление схемы) на 10 кОм. Вывод последнего подключается к той ножке PTC, к которой идет также жила, подключаемая на, в нашем случае, аналоговый пин A0 Ардуино. То есть один контакт PTC — к 5V, а второй, соединенный с ножкой резистора 10 кОм, — к А0. Оставшаяся ножка последнего — к пину «земли». На схеме ниже порядок виден четко.
Более детально ознакомиться с работой с различными компонентами можно на каком-нибудь симуляторе в сети.
