X-Meritan sản xuất Điện trở nhiệt NTC cho Truyền thông Quang học dùng để cảm biến nhiệt độ trong các bộ thu phát quang, bao gồm các hệ số dạng SFP, QSFP và CFP. Các bộ phận này được đặt gần diode laser hoặc bên trong vòng điều khiển TEC để cung cấp phản hồi nhiệt độ theo thời gian thực. Giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ có thể dự đoán được, cho phép mạch điều khiển duy trì điểm hoạt động ổn định của laser.
Giám sát nhiệt độ chính xác trong mô-đun quang học không phải là một tính năng tiện lợi. Bước sóng laser thay đổi khoảng 0,1 nm mỗi độ C đối với nhiều laser DFB. Sự chênh lệch nhiệt độ vài độ có thể di chuyển đầu ra ra ngoài cửa sổ kênh có thể chấp nhận được trong hệ thống DWDM. Điện trở nhiệt NTC dành cho truyền thông quang học cung cấp tín hiệu phản hồi mà trình điều khiển TEC sử dụng để điều chỉnh độ lệch này.
Điện trở nhiệt NTC dành cho truyền thông quang học thường được liên kết với cùng một chân đế phụ với đi-ốt laze hoặc được gắn vào mặt lạnh TEC. Khi nhiệt độ laser thay đổi, điện trở nhiệt điện trở thay đổi theo đường cong phi tuyến được xác định bởi giá trị R25 và hằng số B. Mạch điều khiển đo điện trở này, chuyển đổi nó thành giá trị nhiệt độ và điều chỉnh dòng điện TEC để đưa tia laser trở lại nhiệt độ mục tiêu.
Mối quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ tuân theo phương trình chuẩn:
R(T) = R25 × exp[ B × (1/T - 1/298.15) ]
Trong đó T tính bằng Kelvin và B là hằng số vật chất. Đối với các ứng dụng mô-đun quang, giá trị B25/50 nằm trong khoảng từ 3380 K đến 3950 K là phổ biến. Sự lựa chọn phụ thuộc vào phạm vi nhiệt độ hoạt động dự kiến và độ phân giải mà mạch điều khiển yêu cầu.
Bảng dưới đây liệt kê các cấu hình tiêu chuẩn có sẵn từ X-Meritan. Có thể sử dụng các giá trị tùy chỉnh cho các dự án số lượng lớn.
|
tham số |
Biểu tượng |
Điều kiện kiểm tra |
Giá trị / Phạm vi tiêu chuẩn |
Ghi chú |
|
Điện trở danh nghĩa ở 25°C |
R25 |
25°C ± 0,01°C, công suất thấp |
10kΩ, 50kΩ, 100kΩ |
Các giá trị khác từ 1 kΩ đến 500 kΩ theo yêu cầu |
|
Khả năng chịu đựng kháng chiến |
– |
25°C |
±1%, ±3%, ±5% |
±0,5% khả dụng cho các giá trị đã chọn |
|
Giá trị B |
B25/50 |
25°C / 50°C |
3380K, 3435K, 3950K |
Các giá trị B khác theo yêu cầu |
|
Dung sai giá trị B |
– |
– |
±0,5%, ±1% |
Ảnh hưởng đến độ chính xác nhiệt độ ở mức cực đoan |
|
Hằng số thời gian nhiệt |
τ |
Không khí tĩnh lặng |
3 giây |
Kích thước chip nhỏ hơn phản hồi nhanh hơn |
|
hệ số tản nhiệt |
δ |
Không khí tĩnh lặng |
≥ 1,5 mW/°C |
Khả năng tự sưởi ấm phải được giữ ở mức dưới 0,1°C |
|
Phạm vi nhiệt độ hoạt động |
Topr |
– |
-40°C đến +125°C |
Hoạt động liên tục |
|
Công suất định mức ở 25°C |
Pmax |
25°C |
10 mW |
Vượt quá mức này gây ra lỗi tự làm nóng |
|
Điện trở cách điện |
RI |
500 VDC |
≥ 100 MW |
Giữa thiết bị đầu cuối và lớp phủ |
|
Chịu được điện áp |
– |
500 VAC, 60 giây |
Không có sự cố |
Để cách ly an toàn |
Tất cả các giá trị được xác minh trong sản xuất. Một báo cáo thử nghiệm đầy đủ với các phép đo điện trở và giá trị B có thể được cung cấp cho mỗi lô.
Lưu ý quan trọng về quá trình tự làm nóng: Dòng điện đo qua NTC phải đủ thấp để công suất tiêu tán trong điện trở nhiệt không làm tăng nhiệt độ của nó quá 0,1°C. Đối với NTC 10 kΩ có hệ số tiêu tán là 1,5 mW/°C, điều này có nghĩa là dòng điện đo phải ở dưới khoảng 120 µA. Vượt quá mức này sẽ làm cho nhiệt điện trở đọc được nhiệt độ cao hơn nhiệt độ thực tế của tia laser, điều này có thể khiến vòng điều khiển bị nguội quá mức.
X-Meritan cung cấp Điện trở nhiệt NTC cho Truyền thông Quang học ở dạng chip trần, với các điện cực Au hoặc Ag, thích hợp để liên kết dây hoặc hàn lên các giá đỡ bằng gốm. Kích thước chip thường nằm trong khoảng 0,5 mm × 0,5 mm đến 1,0 mm × 1,0 mm, với độ dày từ 0,2 mm đến 0,5 mm. Dấu chân nhỏ này cho phép đặt vị trí liền kề với diode laser mà không ảnh hưởng đến đường dẫn quang.
Đối với những khách hàng thích bộ phận được gắn sẵn, chip có thể được lắp ráp trên một vật mang nhôm hoặc nhôm nitrit nhỏ có dây dẫn. Phiên bản này dễ xử lý hơn trong dây chuyền lắp ráp thủ công và đơn giản hóa quá trình liên kết.
Bề mặt điện cực được thiết kế để liên kết dây Au hoặc hàn PbSn/AuSn. Quá trình kim loại hóa cụ thể được lựa chọn dựa trên quy trình lắp ráp của khách hàng. Chúng tôi cung cấp bảng dữ liệu với các thông số liên kết được khuyến nghị cho từng loại điện cực.
Hằng số thời gian nhiệt của chip trần NTC thường dưới 1 giây khi được gắn một lớp keo hoặc chất hàn nhiệt mỏng. Trong không khí tĩnh, không lắp đặt, hằng số thời gian sẽ cao hơn. Đối với các ứng dụng mô-đun quang, NTC phải được ghép nhiệt trên cùng bề mặt với diode laser hoặc tấm lạnh TEC. Một đường keo dày hoặc khe hở không khí sẽ làm chậm phản ứng và tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa cảm biến và tia laser.
Chúng tôi khuyên bạn nên gắn chip NTC bằng chất kết dính hoặc phôi hàn dẫn nhiệt. Độ dày của lớp liên kết phải được kiểm soát ở mức nhỏ hơn 25 µm. Điều này đảm bảo rằng NTC theo dõi nhiệt độ laser với độ trễ tối thiểu, điều này rất quan trọng đối với các vòng điều khiển TEC hoạt động ở tốc độ cập nhật trên 10 Hz.
Điện trở nhiệt NTC dành cho truyền thông quang học có thể có độ lệch điện trở nhỏ theo thời gian, đặc biệt là khi hoạt động ở nhiệt độ cao. Công thức vật liệu và khả năng thụ động hóa điện cực của chúng tôi làm giảm độ lệch này đến mức không ảnh hưởng đến hiệu suất của mô-đun quang học trong thời gian sử dụng thông thường là 10 năm. Bảng dưới đây cho thấy độ lệch dự kiến trong các điều kiện bảo quản khác nhau, dựa trên thử nghiệm độ tin cậy nội bộ.
|
Tình trạng |
Khoảng thời gian |
Độ lệch kháng cự điển hình |
|
Bảo quản khô ở 125°C |
1000 giờ |
< 0,5% |
|
85°C / 85% RH |
1000 giờ |
< 0,8% |
|
Chu trình nhiệt -40°C đến +125°C |
500 chu kỳ |
< 0,5% |
|
Tuổi thọ hoạt động ở 25°C |
10 năm (ước tính) |
< 1,0% |
Những giá trị này dựa trên thử nghiệm tăng tốc và không đảm bảo. Độ trôi thực tế phụ thuộc vào ứng suất lắp đặt, độ ẩm và dòng điện vận hành. Chúng tôi có thể cung cấp một báo cáo độ tin cậy chi tiết cho các dự án đủ điều kiện.
Chip NTC được sản xuất tại cơ sở của chúng tôi bằng kỹ thuật xử lý gốm. Quy trình sản xuất bao gồm chuẩn bị bột, đúc băng, in điện cực, thiêu kết, thái hạt lựu và thử nghiệm điện cuối cùng. Chúng tôi kiểm soát thành phần vật liệu nội bộ, cho phép điều chỉnh giá trị B và đặc tính điện trở.
Mỗi lô được kiểm tra:
● Điện trở ở 25°C sử dụng bể ổn nhiệt có độ chính xác cao
● Giá trị B được tính từ phép đo điện trở ở 25°C và 50°C
● Kiểm tra bằng mắt dưới độ phóng đại
● Điện trở cách điện
● Chu kỳ nhiệt tùy chọn theo yêu cầu của khách hàng
Dữ liệu thử nghiệm được lưu trữ và có thể được cung cấp theo mỗi lô hàng. Chúng tôi cũng hỗ trợ các thủ tục kiểm tra đầu vào dành riêng cho khách hàng.
Để chọn điện trở nhiệt NTC chính xác cho mô-đun quang của bạn, hãy xem xét các yếu tố sau:
Giá trị phổ biến là 10 kΩ và 100 kΩ. Giá trị điện trở thấp hơn sẽ thu được nhiều dòng điện đo hơn nhưng ít nhạy cảm hơn với nhiễu. Giá trị điện trở cao hơn sẽ dễ đo hơn với các mạch ADC đơn giản. Sự lựa chọn thường phụ thuộc vào IC điều khiển TEC được sử dụng trong mô-đun. Nhiều trình điều khiển laser và chip điều khiển TEC được tối ưu hóa cho phạm vi điện trở NTC cụ thể, thường là 10 kΩ hoặc 50 kΩ.
Giá trị B xác định mức độ thay đổi điện trở trên mỗi độ. Giá trị B cao hơn mang lại sự thay đổi điện trở lớn hơn trên mỗi độ, có thể cải thiện độ phân giải nhiệt độ. Tuy nhiên, giá trị B rất cao cũng có nghĩa là điện trở trở nên rất cao ở nhiệt độ thấp, có thể vượt quá phạm vi đầu vào của mạch đo. B25/50 = 3435 K là mức thỏa hiệp phổ biến cho các mô-đun quang hoạt động từ -10°C đến +75°C.
Dung sai điện trở và dung sai giá trị B ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của phép đo nhiệt độ. Dung sai điện trở ±1% kết hợp với dung sai giá trị B ±1% dẫn đến sai số nhiệt độ ban đầu khoảng ±0,3°C ở 25°C. Đối với các ứng dụng DWDM trong đó độ ổn định bước sóng phải nằm trong phạm vi ±0,01 nm, lỗi này có thể quá lớn. Một bước hiệu chuẩn trong phần sụn mô-đun có thể bù cho dung sai ban đầu, nhưng dung sai phải đủ chặt để hiệu chuẩn vẫn hợp lệ trong phạm vi hoạt động.
NTC phải vừa với không gian có sẵn bên trong mô-đun quang. Chip trần có diện tích nhỏ nhất nhưng yêu cầu thiết bị liên kết dây hoặc gắn khuôn. Các chip được gắn sẵn trên các giá đỡ gốm giúp đơn giản hóa việc lắp ráp nhưng tăng thêm chiều cao. Chúng tôi có thể cung cấp cả hai lựa chọn và tư vấn về lựa chọn tốt nhất cho dây chuyền sản xuất của bạn.
Dòng điện đo phải được giữ ở mức thấp. Đối với NTC 10 kΩ có hệ số tiêu tán là 1,5 mW/°C, dòng điện đo tối đa để tự gia nhiệt ở 0,1°C là khoảng 120 µA. Nếu bộ điều khiển TEC của bạn sử dụng dòng điện cao hơn, hãy xem xét NTC có điện trở thấp hơn hoặc chip lớn hơn có hệ số tiêu tán cao hơn.
Nếu bạn không chắc nên chọn tham số nào, hãy cung cấp số bộ phận của bộ điều khiển TEC và phạm vi nhiệt độ mục tiêu. Chúng tôi có thể đề xuất cấu hình NTC tương thích.
Nhiệt điện trở NTC được sử dụng bên trong mô-đun để theo dõi nhiệt độ laser. Tín hiệu truyền vào bộ điều khiển TEC, bộ điều khiển này duy trì tia laser ở nhiệt độ cố định, thường là 25°C hoặc 45°C tùy thuộc vào thiết kế tia laser.
Đối với các laser có băng thông hẹp và bước sóng ổn định, độ chính xác của NTC là rất quan trọng. Vòng điều khiển phải giữ nhiệt độ trong phạm vi ±0,1°C để giữ bước sóng trong lưới kênh được chỉ định.
Trong các gói diode laser trần, NTC được liên kết với cùng một phần phụ với chip laser. Điều này cung cấp cảm biến nhiệt độ trực tiếp mà không cần thêm khối lượng nhiệt.
Điện trở nhiệt NTC cũng được sử dụng trong các mạch giám sát nhiệt độ của bộ khuếch đại và thu phát quang ngoài trời, nơi có sự dao động nhiệt độ môi trường lớn.
A: R25 là điện trở ở 25°C. Giá trị B mô tả điện trở thay đổi như thế nào theo nhiệt độ. Cả hai tham số đều cần thiết để tính điện trở ở bất kỳ nhiệt độ nào khác. Giá trị B cao hơn có nghĩa là điện trở thay đổi nhiều hơn khi nhiệt độ thay đổi nhất định.
Đáp: Phương pháp đơn giản nhất là sử dụng bảng tra cứu được tạo từ các giá trị R25 và B bằng phương trình Steinhart-Hart hoặc phương trình B đơn giản hóa. Nhiều IC điều khiển TEC có thuật toán chuyển đổi tích hợp. Chúng tôi có thể cung cấp bảng hệ số cho NTC cụ thể của bạn.
A: Nó phụ thuộc vào thủ tục hiệu chuẩn của bạn. Dung sai điện trở ±5% kết hợp với dung sai ±1% B dẫn đến sai số nhiệt độ trên ±1°C trước khi hiệu chuẩn. Nếu dây chuyền sản xuất của bạn thực hiện hiệu chuẩn một lần ở nhiệt độ đã biết, thì giá trị bù ban đầu có thể bị loại bỏ. Nhưng dung sai B vẫn ảnh hưởng đến độ chính xác của độ dốc. Đối với DWDM, chúng tôi khuyến nghị điện trở ít nhất là ±1% và giá trị B là ±0,5%.
Trả lời: Ngay cả những dòng điện nhỏ cũng có thể làm nhiệt điện trở cao hơn nhiệt độ xung quanh. Dòng điện 100 µA qua NTC 10 kΩ tiêu hao 0,1 mW. Với hệ số tiêu tán là 1,5 mW/°C, điều này khiến nhiệt độ tăng 0,067°C. Trong mô-đun laser được kiểm soát chặt chẽ, độ lệch đó có thể rất đáng kể. Mạch đo nên sử dụng dòng điện thực tế thấp nhất.
Đ: Vâng. Chúng tôi có thể điều chỉnh thành phần vật liệu để đạt được giá trị B tùy chỉnh trong khoảng từ 3000 K đến 4500 K và chúng tôi có thể sàng lọc các giá trị điện trở cụ thể với dung sai chặt chẽ. Số lượng đặt hàng tối thiểu được áp dụng.
Đáp: Thường là không. NTC được gắn trên mặt lạnh hoặc mặt lạnh TEC, không phải trên mặt laser. Việc tiếp xúc trực tiếp với chip laser có thể gây ra các vấn đề về điện hoặc khối lượng nhiệt. Chúng tôi khuyên bạn nên lắp NTC càng gần tia laser càng tốt nhưng cách ly về điện.
Để yêu cầu mẫu hoặc đề xuất chi tiết, vui lòng cung cấp những thông tin sau:
● Mã bộ phận của bộ điều khiển TEC hoặc dòng điện đo
● Nhiệt độ laser mục tiêu
● Độ chính xác nhiệt độ cần thiết
● Không gian sẵn có cho NTC
● Phương pháp lắp ráp (liên kết dây, hàn, epoxy)
● Khối lượng dự kiến hàng năm
Chúng tôi trả lời trong vòng một ngày làm việc và có thể cung cấp mẫu để đánh giá.
Địa chỉ
Tòa nhà C2, Trung tâm R&F, Đường Shangpu, Quận Đài Giang, Thành phố Phúc Châu, Tỉnh Phúc Kiến, Trung Quốc
điện thoại
Bạn đã sẵn sàng bắt đầu dự án quản lý nhiệt tiếp theo hoặc yêu cầu báo giá cạnh tranh chưa? cácX-meritanĐội ngũ kỹ thuật và bán hàng luôn sẵn sàng phân tích các yêu cầu dự án của bạn, đề xuất các mẫu TEC tiêu chuẩn phù hợp hoặc thảo luận về các phương án sản xuất bộ làm mát nhiệt điện hoàn toàn tùy chỉnh.
Chỉ cần điền vào biểu mẫu yêu cầu các thông số vận hành của bạn—chẳng hạn như tải nhiệt, nhiệt độ môi trường, nhiệt độ phía lạnh mục tiêu, kích thước và khối lượng ước tính hàng năm.Các kỹ sư bán hàng kỹ thuật của chúng tôi sẽ xem xét các hạn chế về nhiệt của bạn và phản hồi bằng báo giá chi tiết cũng như đánh giá kỹ thuật trong vòng 24 giờ làm việc.
