東芝、温度センサーICの代替品として「サーモフラッガー」を発売

Sep 01, 2023

電子設計における最も重要な考慮事項の 1 つは熱管理です。 ここでの目標は主に電子機器が過度に熱くならないようにすることであり、その大部分は温度を積極的に監視し、それに応じてシステムを調整することです。 熱管理は、高出力と高温が常態となる産業などのアプリケーションでは特に重要です。

これらすべてを念頭に置いて、Toshbia は今週、設計者がシステムの過熱を検出し、それに応じて対応できるようにすることを目的とした、「Thermoflagger」と呼ばれる新しい集積回路ソリューションをリリースしました。 この記事では、サーミスタの動作原理と東芝の新しいソリューションの詳細について説明します。

電子システムの温度検知に関して言えば、最も標準的で一般的なコンポーネントの 1 つはサーミスターです。

サーミスタは、半導体材料で作られた温度感知デバイスです。 これらのデバイスは、半導体材料の抵抗が温度とともに変化するという原理を利用して温度を測定します。 したがって、サーミスタは本質的に温度に敏感な抵抗器であり、さらされる温度に応じて値が変化します。

サーミスタには、負温度係数 (NTC) サーミスタと正温度係数 (PTC) サーミスタの 2 種類があります。 NTC サーミスタは温度が上昇すると抵抗が減少しますが、PTC サーミスタはその逆です。

重要なのは、サーミスタは非線形デバイスであるということです。つまり、抵抗対温度のプロットは直線ではなく曲線として表示されます。 このため、実際には、サーミスタのデータシートには、経験的に決定された温度と抵抗の関係を示す表が記載されていることがよくあります。

東芝の新しい製品ファミリーは、設計者が電子システムの温度検知を容易にするように設計されています。

新しいファミリは Thermoflagger ファミリと呼ばれ、システム温度を追跡するために PTC サーミスタと連携して動作する過熱感知 IC です。 このファミリの最初の 2 つの製品は、TCTH021BE と TCTH022BE です。

この製品は、PTCO ピンに定電流源出力を提供することによって動作し、その出力が 1 つまたは複数の外部 PTC サーミスタのチェーンに供給されます。 これらのサーミスタの温度が上昇すると、PTCO ピンの電圧が増加し、その電圧変化が IC の内部コンパレータに供給されます。 このようにして、Thermoflagger IC は温度制限を超えたことを検出し、それに応じて反応することができます。

温度制限を超えた場合、サーモフラッガー IC は下流の MCU に過熱を示す FLAG 信号を生成します。 TCTH021BEではFLAGはラッチされませんが、TCTH022BEではFLAGがラッチされます。 詳細については、TCTH0xxxE シリーズのデータ​​シートを参照してください。

一部のサーミスタベースの温度検知セットアップでは、温度を読み取るために個々のサーミスタに独自の専用 IC が必要です。 東芝は、Thermoflagger ファミリを使用して、設計者が複数の PTC 熱電対を 1 つの Thermoflagger デバイスに直列に接続できるようにします。

部品データシートによると、Thermoflagger ファミリは 1 つのデバイスに接続された最大 30 個のサーミスタをサポートできます。 これらの部品は直列に接続されているため、いずれかのサーミスタの温度が所定のしきい値を超えた場合、デバイスは過熱が発生したことを MCU に報告できます。

このアプローチの利点は、堅牢な温度検知ソリューションに必要な個別の IC の量が大幅に削減されることです。 さらに、単一の温度検知 IC を使用することで、MCU に必要な接続の数も最小限に抑えられ、システムの複雑さが軽減されます。