تقوم X-Meritan بتصنيع NTC Thermistor للاتصالات البصرية المستخدمة لاستشعار درجة الحرارة في أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية، بما في ذلك عوامل الشكل SFP وQSFP وCFP. يتم وضع هذه المكونات بالقرب من الصمام الثنائي الليزري أو داخل حلقة التحكم TEC لتوفير تعليقات درجة الحرارة في الوقت الحقيقي. تتغير قيمة المقاومة بشكل متوقع مع درجة الحرارة، مما يسمح لدائرة التحكم بالحفاظ على نقطة تشغيل ليزر مستقرة.
لا تعد المراقبة الدقيقة لدرجة الحرارة في الوحدات الضوئية ميزة ملائمة. يتغير الطول الموجي لليزر بمقدار 0.1 نانومتر تقريبًا لكل درجة مئوية للعديد من أجهزة ليزر DFB. يمكن أن يؤدي انجراف درجة الحرارة ببضع درجات إلى تحريك الإخراج خارج نافذة القناة المقبولة في أنظمة DWDM. يوفر الثرمستور NTC للاتصال البصري إشارة التغذية الراجعة التي يستخدمها برنامج تشغيل TEC لتصحيح هذا الانحراف.
عادةً ما يتم ربط الثرمستور NTC للاتصال البصري بنفس التركيبة الفرعية مثل الصمام الثنائي الليزري أو يتم توصيله بالجانب البارد TEC. مع تغير درجة حرارة الليزر، تتغير مقاومة الثرمستور وفقًا لمنحنى غير خطي محدد بقيمة R25 وثابت B. تقوم دائرة التحكم بقياس هذه المقاومة، وتحولها إلى قيمة درجة الحرارة، وتضبط تيار TEC لإعادة الليزر إلى درجة الحرارة المستهدفة.
العلاقة بين المقاومة ودرجة الحرارة تتبع المعادلة القياسية:
R(T) = R25 × EX[ B × (1/T - 1/298.15)]
حيث T بالكلفن و B هو ثابت المادة. بالنسبة لتطبيقات الوحدات الضوئية، تكون قيم B25/50 بين 3380 K و3950 K شائعة. يعتمد الاختيار على نطاق درجة حرارة التشغيل المتوقعة والدقة التي تتطلبها دائرة التحكم.
يسرد الجدول أدناه التكوينات القياسية المتوفرة من X-Meritan. القيم المخصصة ممكنة لمشاريع الحجم.
|
المعلمة |
رمز |
حالة الاختبار |
القيم القياسية / النطاق |
ملحوظات |
|
المقاومة الاسمية عند 25 درجة مئوية |
25 ريال |
25 درجة مئوية ± 0.01 درجة مئوية، طاقة منخفضة |
10 كيلو أوم، 50 كيلو أوم، 100 كيلو أوم |
قيم أخرى من 1 كيلو أوم إلى 500 كيلو أوم عند الطلب |
|
التسامح المقاومة |
– |
25 درجة مئوية |
±1%، ±3%، ±5% |
±0.5% متاح للقيم المحددة |
|
قيمة ب |
ب25/50 |
25 درجة مئوية / 50 درجة مئوية |
3380 ك، 3435 ك، 3950 ك |
قيم B أخرى عند الطلب |
|
ب- قيمة التسامح |
– |
– |
±0.5%، ±1% |
يؤثر على دقة درجة الحرارة في أقصى الحدود |
|
ثابت الزمن الحراري |
τ |
لا يزال الهواء |
≥ 3 ثواني |
تستجيب أحجام الرقائق الصغيرة بشكل أسرع |
|
عامل التبديد |
δ |
لا يزال الهواء |
≥ 1.5 ميجاوات/درجة مئوية |
يجب أن يبقى التسخين الذاتي أقل من 0.1 درجة مئوية |
|
نطاق درجة حرارة التشغيل |
توبر |
– |
-40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية |
عملية مستمرة |
|
الطاقة المقدرة عند 25 درجة مئوية |
بماكس |
25 درجة مئوية |
10 ميغاواط |
تجاوز هذا يسبب خطأ التسخين الذاتي |
|
مقاومة العزل |
ري |
500 فولت تيار مستمر |
≥ 100 ميجا أوم |
بين المحطات والطلاء |
|
تحمل الجهد |
– |
500 فولت تيار متردد، 60 ثانية |
لا انهيار |
لعزل السلامة |
يتم التحقق من جميع القيم في الإنتاج. يمكن توفير تقرير اختبار كامل مع قياسات المقاومة والقيمة B لكل دفعة.
ملاحظة هامة حول التسخين الذاتي: يجب أن يكون تيار القياس عبر NTC منخفضًا بدرجة كافية بحيث لا تؤدي الطاقة المتبددة في الثرمستور إلى رفع درجة حرارته بأكثر من 0.1 درجة مئوية. بالنسبة لـ NTC 10 كيلو أوم مع عامل تبديد قدره 1.5 ميجاوات/درجة مئوية، فهذا يعني أن تيار القياس يجب أن يظل أقل من 120 ميكرو أمبير تقريبًا. يؤدي تجاوز هذا إلى قراءة الثرمستور لدرجة حرارة أعلى من درجة حرارة الليزر الفعلية، مما قد يؤدي إلى التبريد الزائد لحلقة التحكم.
توفر شركة X-Meritan الثرمستور NTC للاتصالات البصرية في شكل شريحة عارية، مع أقطاب كهربائية Au أو Ag، مناسبة لربط الأسلاك أو اللحام على التركيبات الفرعية الخزفية. تتراوح أبعاد الرقاقة عادةً بين 0.5 مم × 0.5 مم إلى 1.0 مم × 1.0 مم، وبسمك يتراوح من 0.2 مم إلى 0.5 مم. تسمح هذه المساحة الصغيرة بوضعها بجوار الصمام الثنائي الليزري مباشرة دون التدخل في المسار البصري.
بالنسبة للعملاء الذين يفضلون مكونًا مثبتًا مسبقًا، يمكن تجميع الشريحة على حامل صغير من الألومينا أو نيتريد الألومنيوم مع أسلاك الرصاص. هذا الإصدار أسهل في التعامل معه في خطوط التجميع اليدوية ويبسط عملية الربط.
تم تصميم سطح القطب الكهربائي إما لربط سلك Au أو لحام PbSn/AuSn. يتم اختيار المعدن المحدد بناءً على عملية التجميع الخاصة بالعميل. نحن نقدم أوراق البيانات مع معلمات الترابط الموصى بها لكل نوع من أنواع الأقطاب الكهربائية.
عادةً ما يكون ثابت الوقت الحراري لشريحة NTC العارية أقل من ثانية واحدة عند تركيبها بطبقة رقيقة من المادة اللاصقة الحرارية أو اللحام. في الهواء الساكن، بدون التركيب، يكون ثابت الوقت أعلى. بالنسبة لتطبيقات الوحدات الضوئية، يجب أن يكون NTC مقترنًا حراريًا بنفس السطح مثل الصمام الثنائي الليزري أو اللوحة الباردة TEC. سيؤدي خط الغراء السميك أو فجوة الهواء إلى إبطاء الاستجابة وإحداث توازن في درجة الحرارة بين المستشعر والليزر.
نوصي بتركيب شريحة NTC بمادة لاصقة موصلة للحرارة أو قالب لحام. يجب التحكم في سمك طبقة الترابط إلى أقل من 25 ميكرومتر. وهذا يضمن أن NTC يتتبع درجة حرارة الليزر بأقل قدر من التأخير، وهو أمر بالغ الأهمية لحلقات التحكم TEC التي تعمل بمعدلات تحديث أعلى من 10 هرتز.
يمكن أن يُظهر جهاز NTC Thermistor للاتصالات البصرية انحرافًا طفيفًا في المقاومة بمرور الوقت، خاصة عند تشغيله في درجات حرارة مرتفعة. تعمل تركيبة المواد وتخميل القطب الكهربائي لدينا على تقليل هذا الانجراف إلى مستوى لا يؤثر على أداء الوحدة الضوئية على مدار عمر الخدمة النموذجي الذي يبلغ 10 سنوات. يوضح الجدول أدناه الانحراف المتوقع في ظل ظروف تخزين مختلفة، بناءً على اختبار الموثوقية الداخلية.
|
حالة |
مدة |
الانجراف المقاومة النموذجية |
|
تخزين جاف بدرجة حرارة 125 درجة مئوية |
1000 ساعة |
<0.5% |
|
85 درجة مئوية / 85% رطوبة نسبية |
1000 ساعة |
<0.8% |
|
التدوير الحراري -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية |
500 دورة |
<0.5% |
|
عمر التشغيل عند 25 درجة مئوية |
10 سنوات (تقديري) |
< 1.0% |
وتستند هذه القيم إلى اختبار سريع وليست ضمانات. يعتمد الانجراف الفعلي على الضغط المتزايد والرطوبة وتيار التشغيل. يمكننا تقديم تقرير موثوقية مفصل للمشاريع المؤهلة.
يتم إنتاج رقائق NTC في منشأتنا الخاصة باستخدام تقنيات معالجة السيراميك. يتضمن تدفق التصنيع إعداد المسحوق، وصب الشريط، والطباعة الكهربائية، والتلبيد، والتقطيع، والاختبار الكهربائي النهائي. نحن نتحكم في تركيبة المواد داخليًا، مما يسمح بتعديل قيمة B وخصائص المقاومة.
يتم اختبار كل دفعة من أجل:
● المقاومة عند 25 درجة مئوية باستخدام حمام درجة حرارة ثابتة دقيقة
● قيمة B محسوبة من قياسات المقاومة عند 25 درجة مئوية و50 درجة مئوية
● الفحص البصري تحت التكبير
● مقاومة العزل
● دورة حرارية اختيارية حسب طلب العميل
تتم أرشفة بيانات الاختبار ويمكن إتاحتها مع كل شحنة. نحن ندعم أيضًا إجراءات التفتيش الواردة الخاصة بالعميل.
لتحديد الثرمستور NTC الصحيح للوحدة الضوئية الخاصة بك، ضع في الاعتبار العوامل التالية:
القيم المشتركة هي 10 كيلو أوم و100 كيلو أوم. تسحب قيم المقاومة المنخفضة تيارًا أكبر للقياس ولكنها أقل حساسية للضوضاء. من السهل قياس قيم المقاومة الأعلى باستخدام دوائر ADC البسيطة. يعتمد الاختيار غالبًا على وحدة التحكم TEC IC المستخدمة في الوحدة. تم تحسين العديد من شرائح محرك الليزر ووحدة التحكم TEC لنطاق مقاومة NTC محدد، عادةً 10 كيلو أوم أو 50 كيلو أوم.
تحدد القيمة B مدى تغير المقاومة لكل درجة. تعطي قيمة B الأعلى تغيرًا أكبر في المقاومة لكل درجة، مما قد يؤدي إلى تحسين دقة درجة الحرارة. ومع ذلك، فإن القيمة B العالية جدًا تعني أيضًا أن المقاومة تصبح عالية جدًا عند درجات الحرارة المنخفضة، والتي قد تتجاوز نطاق الإدخال لدائرة القياس. B25/50 = 3435 K هو حل وسط شائع للوحدات الضوئية التي تعمل من -10 درجة مئوية إلى +75 درجة مئوية.
يؤثر تحمل المقاومة وتحمل القيمة B بشكل مباشر على دقة قياس درجة الحرارة. يؤدي تحمل المقاومة بنسبة ±1% مع تحمل القيمة B بنسبة ±1% إلى خطأ أولي في درجة الحرارة يبلغ حوالي ±0.3 درجة مئوية عند 25 درجة مئوية. بالنسبة لتطبيقات DWDM حيث يجب أن يكون استقرار الطول الموجي ضمن ±0.01 نانومتر، قد يكون هذا الخطأ كبيرًا جدًا. يمكن أن تعوض خطوة المعايرة في البرنامج الثابت للوحدة عن التسامح الأولي، ولكن يجب أن يكون التسامح ضيقًا بدرجة كافية بحيث تظل المعايرة صالحة على نطاق التشغيل.
يجب أن يتناسب NTC مع المساحة المتوفرة داخل الوحدة الضوئية. توفر الرقائق العارية أصغر مساحة ولكنها تتطلب ربط الأسلاك أو معدات توصيل القوالب. تعمل الرقائق المثبتة مسبقًا على حاملات السيراميك على تبسيط عملية التجميع ولكنها تضيف ارتفاعًا. يمكننا توفير كلا الخيارين وتقديم المشورة بشأن الخيار الأفضل لخط الإنتاج الخاص بك.
يجب أن يبقى تيار القياس منخفضًا. بالنسبة لـ NTC 10 كيلو أوم مع عامل تبديد قدره 1.5 ميجاوات/درجة مئوية، يبلغ الحد الأقصى لتيار القياس للتسخين الذاتي عند 0.1 درجة مئوية حوالي 120 ميكرو أمبير. إذا كانت وحدة التحكم TEC الخاصة بك تستخدم تيارًا أعلى، ففكر في NTC ذو مقاومة أقل أو شريحة أكبر ذات عامل تبديد أعلى.
إذا لم تكن متأكدًا من المعلمات التي يجب اختيارها، فقدم رقم جزء وحدة التحكم TEC ونطاق درجة الحرارة المستهدف. يمكننا أن نوصي بتكوين NTC متوافق.
يتم استخدام الثرمستورات NTC داخل الوحدة لمراقبة درجة حرارة الليزر. يتم تغذية الإشارة إلى وحدة التحكم TEC، التي تحافظ على الليزر عند درجة حرارة ثابتة، عادةً 25 درجة مئوية أو 45 درجة مئوية اعتمادًا على تصميم الليزر.
بالنسبة لليزر ذي النطاق الضيق والطول الموجي المستقر، تعد دقة NTC أمرًا بالغ الأهمية. يجب أن تحافظ حلقة التحكم على درجة الحرارة ضمن ±0.1 درجة مئوية للحفاظ على الطول الموجي ضمن شبكة القناة المحددة.
في حزم الصمام الثنائي الليزري العارية، يتم ربط NTC بنفس التركيب الفرعي مثل شريحة الليزر. وهذا يوفر استشعارًا مباشرًا لدرجة الحرارة دون كتلة حرارية إضافية.
تُستخدم الثرمستورات NTC أيضًا في دوائر مراقبة درجة الحرارة لمكبرات الصوت وأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية الخارجية، حيث يمكن أن تكون تقلبات درجة الحرارة المحيطة كبيرة.
ج: R25 هي المقاومة عند 25 درجة مئوية. تصف القيمة B كيف تتغير المقاومة مع درجة الحرارة. هناك حاجة إلى كلا المعلمتين لحساب المقاومة عند أي درجة حرارة أخرى. تعني القيمة B الأعلى أن المقاومة تتغير أكثر عند تغير درجة حرارة معينة.
ج: إن أبسط طريقة هي استخدام جدول بحث تم إنشاؤه من قيم R25 وB باستخدام معادلة Steinhart-Hart أو معادلة B المبسطة. تحتوي العديد من وحدات تحكم TEC المرحلية على خوارزميات تحويل مدمجة. يمكننا توفير جدول المعامل الخاص بـ NTC الخاص بك.
ج: يعتمد ذلك على إجراء المعايرة الخاص بك. يؤدي تفاوت المقاومة ±5% مع تفاوت ±1% B إلى حدوث خطأ في درجة الحرارة يزيد عن ±1 درجة مئوية قبل المعايرة. إذا كان خط الإنتاج الخاص بك يقوم بإجراء معايرة لمرة واحدة عند درجة حرارة معروفة، فمن الممكن إزالة الإزاحة الأولية. لكن التسامح B لا يزال يؤثر على دقة المنحدر. بالنسبة لـ DWDM، نوصي بمقاومة ±1% على الأقل وقيمة B ±0.5%.
ج: حتى التيارات الصغيرة يمكنها تسخين الثرمستور أعلى من درجة الحرارة المحيطة. تيار 100 μA من خلال NTC 10 kΩ يبدد 0.1 ميجاوات. مع عامل تبديد قدره 1.5 ميجاوات/درجة مئوية، يؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 0.067 درجة مئوية. وفي وحدة الليزر التي يتم التحكم فيها بإحكام، يمكن أن يكون هذا الإزاحة كبيرًا. يجب أن تستخدم دائرة القياس أقل تيار عملي.
ج: نعم. يمكننا ضبط تركيبة المادة لتحقيق قيم B مخصصة في نطاق 3000 كلفن إلى 4500 كلفن، ويمكننا فحص قيم مقاومة محددة بتفاوتات ضيقة. يتم تطبيق الحد الأدنى لكميات الطلب.
ج: عادة لا. يتم تركيب NTC على الجانب البارد أو الجانب البارد من TEC، وليس على جانب الليزر. قد يؤدي الاتصال المباشر بشريحة الليزر إلى حدوث مشكلات كهربائية أو مشكلات في الكتلة الحرارية. نوصي بتركيب NTC في أقرب مكان ممكن من الليزر ولكن معزول كهربائيا.
لطلب عينات أو توصية مفصلة، يرجى تقديم ما يلي:
● رقم جزء وحدة التحكم TEC أو تيار القياس
● الهدف درجة حرارة الليزر
● دقة درجة الحرارة المطلوبة
● المساحة المتوفرة للمجلس الوطني الانتقالي
● طريقة التجميع (ربط الأسلاك، اللحام، الإيبوكسي)
● الحجم السنوي المتوقع
نقوم بالرد خلال يوم عمل واحد ويمكننا تقديم عينات للتقييم.
عنوان
المبنى C2، مركز R&F، طريق Shangpu، منطقة Taijiang، مدينة Fuzhou، مقاطعة Fujian، الصين
هاتف
بريد إلكتروني
هل أنت مستعد لبدء مشروعك التالي للإدارة الحرارية أو طلب عرض أسعار تنافسي؟ الاكس ميريتانفريق الهندسة والمبيعات على أهبة الاستعداد لتحليل متطلبات مشروعك، والتوصية بنماذج TEC القياسية المناسبة، أو مناقشة خيارات تصنيع المبردات الكهروحرارية المخصصة بالكامل.
ما عليك سوى ملء نموذج الاستفسار بمعلمات التشغيل الخاصة بك - مثل الحمل الحراري، ودرجة الحرارة المحيطة، ودرجة حرارة الجانب البارد المستهدفة، والأبعاد، والحجم السنوي المقدر.سيقوم مهندسو المبيعات الفنيون لدينا بمراجعة القيود الحرارية الخاصة بك والرد عليها بعرض أسعار تفصيلي وتقييم هندسي خلال 24 ساعة عمل.
