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高速応答NTCサーミスタ:基板一体型構造による高速応答と小型・薄型化の両立による熱マネジメントの革新

EV(電気自動車)の急速充電やパワーデバイスの高出力化に伴い、急峻な温度変化をリアルタイムで捉える「熱マネジメント」の重要性が高まっています。本記事では、受熱面に薄型基板を一体成型する独自構造により、従来のケース型NTCサーミスタの限界を突破した「高速応答NTCサーミスタ」をご紹介します。小型・薄型設計でありながら、優れた熱応答性と信頼性を両立。車載バッテリーや産業機器の狭小部における高精度な温度検知を実現し、次世代の安全な熱管理設計を強力にサポートします。
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こちらの基板一体構造NTCサーミスタは開発中です。サンプルのご請求や、開発品の詳細特性についてはお問い合わせください。

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製品概要:基板一体化で熱伝達経路(熱抵抗)を最短化

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本製品は、受熱面に高導熱な薄型基板を一体成型した、電線付きの小型NTCサーミスタです。 最大の特長は、「ケースレス構造」による熱伝達経路の最短化です。従来のケース型NTCサーミスタで介在していたケース材や充填樹脂を排除し、熱源から素子までの熱抵抗を極小化しました。これにより、従来のNTCサーミスタと比較して高速応答性能を実現。薄型設計により、これまで設置が困難だった極小スペースへの実装も可能にしています。

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基板一体型 高速応答NTCサーミスタ
基板一体型 高速応答NTCサーミスタ
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設計の核:熱伝導パスの最適化と低熱容量化の両立

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本製品は、熱源からの受熱面に高導熱基板を一体成型した、電線付きの小型NTCサーミスタです。従来のケース型NTCサーミスタと比較して熱伝導パスを最適化することで、高速応答の劇的な向上を実現し、狭小スペースへの設置を可能にする薄型化を実現しました。
検知基板と素子の一体化は熱抵抗を極小化し、熱がダイレクトに素子へ伝わる点が特徴です。さらにセンサの熱容量を低減することで、微小な温度変化も短時間で検出可能となります。用途やコストに応じた薄型基板の選定により、熱時定数の短縮を実現しました。

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信頼性設計:過酷な環境に耐える機械固定と熱結合の両立

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従来のケース型NTCサーミスタはセンサ素子と熱源の間にケースや充填樹脂が存在し、熱抵抗となって応答を遅らせる要因となっていました。
本製品は従来の樹脂部分を金属に置き換えたことによる熱伝導率の向上とラグ端子やクリップによる機械的固定を前提に設計しており、振動環境下でも安定した熱結合を維持します。

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サーバ向け電源システムでは、UPS(無停電電源)→ PSU(Vac → 48V等)→ IBC(48V → 12V等)→ VRM(CPU/GPU電圧へ変換)の電源系統が一般的で、各段において高効率・低エミッション・低リップル・耐熱性・長期信頼性が強く求められます。
特に高密度化・高出力化が進む環境では、PSU段での損失低減と熱管理、IBCでの電力伝送効率改善が設計の鍵となります。
当社は、100V定格および450V定格以上の中・高耐圧MLCCの提供に加え、MLCCの構成提案ツールや熱設計シミュレーションサービスを通じて、お客様の設計・課題解決をサポートします。
 

  • 常温25℃ ⇒ 加熱側90℃にNTCサーミスタを移動させ、応答性を測定する
応答性測定の実験方法 
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活用シーン:実装・運用での適用例

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本製品は、その薄さと高速応答性を活かし、以下のような高度な熱マネジメントが求められる場面での活用ができます。
・急速充電パワーライン監視: 秒単位で上昇する局所的な発熱に対し、リアルタイム制御に不可欠な高速フィードバック(1秒単位)を提供。
・高密度実装機器の熱対策: 基板間や配管の狭隘部など、従来のNTCサーミスタが入らなかった隙間でピンポイントな検知を実現。
・多様な接地形状への対応: 平面だけでなく円筒面など、対象物の形状に合わせた固定方法を選択可能。長期にわたり安定した監視を実現します。

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基板一体型NTCサーミスタが弊社の小型樹脂ケース品センサよりも速い熱応答を示すことを表した比較グラフ
基板一体型 NTCサーミスタと弊社小型樹脂ケース品の応答性比較
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評価・導入支援体制:最短3週間でのサンプル提供

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本製品は現在開発段階にあり、お客様の個別の設計要件に合わせたカスタマイズが可能です。用途に応じた基板形状、抵抗値、取付形状での評価サンプルを最短約3週間で提供いたします。

【お問い合わせ時に頂きたい情報】 
技術相談や受託評価も承っております。お問い合わせの際は、以下の情報を添えていただけますとスムーズです。
・ご希望の応答速度・測定温度範囲
・取付対象物の詳細と固定方法(平面、配管径など)
・ご希望電線長、予定されている量産時期と数量

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まとめ:熱マネジメント設計に「自由度」と「確信」を

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基板一体化による「高速応答」、低熱容量による「高感度」、そして確実な「実装性」。これらを兼ね備えた本製品は、進化を続けるパワーエレクトロニクスの熱マネジメントにおいて、新たな解決策となります。 まずは評価サンプルによる実機検証で、設計要件への適合性をご確認ください。

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