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Wärmemanagement Kühltechnik www markttechnik de Nr 6 2024 16 Präzise und platzsparende Methode Effektiver Schutz vor Übertemperaturen Hitze wird in elektronischen Systemen zunehmend zu einer Herausforderung Es gibt zwar mehrere Möglichkeiten der Temperaturüberwachung wie Temperaturmess-ICs und PTC-Thermistoren Allerdings haben diese auch Grenzen Eine neuere Methode stellt der Thermoflagger-Ansatz von Toshiba dar Von Rolf Horn Applications Engineer von DigiKey Electronics Die Überwachung der Temperatur ist der erste wichtige Schritt für ein effektives Wärmemanagement in elektronischen Systemen Denn erst wenn eine Übertemperatur festgestellt wird lassen sich die entsprechenden Abhilfemaßnahmen einleiten Bei der Temperaturüberwachung auf einer Leiterplatte kommen häufig PTC-Thermistoren zum Einsatz Bei einem PTC-Thermistor nimmt der elektrische Widerstand mit steigender Temperatur zu PTC-Thermistoren sind daher für bestimmte Funktionen wie Überstromund Kurzschlussschutz sowie Temperaturüberwachung prädestiniert PTC-Thermistoren zur Überwachung der Temperatur werden aus Halbleiterkeramik mit einem hohen Temperaturkoeffizienten hergestellt Sie haben bei Raumtemperatur relativ niedrige Widerstandswerte ihr Widerstand steigt jedoch rasch an wenn sie über ihre Curie-Temperatur hinaus erwärmt werden Temperaturüberwachung mit PTC-Thermistoren PTC-Thermistoren können einzeln zur Überwachung einer bestimmten Komponente beispielsweise eines Grafikprozessors oder in Reihe geschaltet zur Überwachung einer größeren Gruppe von Komponenten z Bder MOSFETs in einem POL Point of Load zum Einsatz kommen Es gibt dabei verschiedene Möglichkeiten die Temperaturüberwachung mit PTC-Thermistoren zu realisieren Zwei konventionelle Methoden sind die Verwendung eines Sensor-IC oder diskreter Transistoren zur Überwachung des Widerstands der PTC-Thermistoren Bild 1 In beiden Fällen gibt es einen einzigen Anschluss an die Host-MCU für eine Kette von PTC-Thermistoren Daraus ergeben sich folgende Kompromisse zwischen diesen Ansätzen 1 Der IC-Ansatz kommt mit drei Bauteilen aus im Vergleich zu den sechs Bauteilen die für den Transistoransatz benötigt werden 2 Da weniger Bauteile verwendet werden benötigt die IC-Methode weniger Montagefläche 3 Beide Methoden sind anfällig für Änderungen der Versorgungsspannung aber der Transistoransatz ist auch anfällig für Änderungen der Transistoreigenschaften bei steigender Temperatur Insgesamt bietet der IC-Ansatz eine höhere Präzision 4 Bei der Transistormethode werden kostengünstige Bauelemente verwendet was einen Kostenvorteil bedeuten kann Temperaturüberwachung mit Sensor-ICs Anstelle von PTC-Thermistoren lassen sich mehrere Temperaturmess-ICs verwenden Die-Bild 1 Die gängigen Temperaturüberwachungssysteme mit PTC-Thermistoren umfassen Sensorschnittstellen-ICs links oder diskrete Transistoren rechts Bi ld er Tos hi ba