多くのエンジニアにとって、トランジスタのベータ値やデバイスの抵抗値などの重要なパラメータが温度変化によって変動すると、何らかの対応や補償、または相殺が必要になり、問題となります。しかし、経験豊富なエンジニアは、このような変化を逆に利用して機能的なデバイスを開発します。例えば、抵抗温度検出器（RTD）やサーミスタなどの温度センサは、温度変化による抵抗値の変化を利用しています。
エンジニアは、温度を測定するために抵抗値の変化だけでなく、サーミスタのこの温度依存関係を利用しています。なぜでしょう。サーミスタは、抵抗が増加すると（周囲温度の上昇によるものか、電流の流れによる自己発熱によるものかに関係なく）、電流を制限する信頼性の高い受動部品として使用できるのです。これにより、回路や部品のストレスなどのシステムの問題を最小限に抑え、それに伴う障害を防ぐこともできます。
ここである疑問が浮かびます。なぜ、標準的な熱作動型ヒューズを使用して、電流が過度に上昇したときにそれを遮断しないのでしょうか。ヒューズは信頼性が高く、特性がよく分かっており、どこでも入手できます。それでもヒューズ以外の方法に目を向ける理由のひとつは、ヒューズが「融通の利かない」デバイスであるからです。ヒューズは、ピーク突入電流を制限することなく全電流を流すか、完全に遮断するかのどちらかです。さらに、ヒューズが作動して電流経路を遮断した場合は、ヒューズを交換しなければなりませんが、これは現実的とは言えず、コストもかかります。
これより良い方法が、サーミスタを電流リミッタとして使用することなのです。サーミスタには2つのタイプがあり、より一般的なのは負温度係数（NTC）サーミスタです。NTCサーミスタは、温度が上昇すると抵抗値が減少し、逆に温度が低下すると抵抗値が増加します。温度変化に対する応答性が高く、感度も高いことから、温度検知や温度測定用途に広く使用されています。
もう1つは正温度係数（PTC）サーミスタです。温度が上昇すると抵抗値が増加するため、抵抗値が急激に増加する変曲点があります。通常はヒューズのような部品として使用されますが、抵抗値が高く、ヒューズのような急激で不可逆的なオン/オフ動作はありません。PTCサーミスタの材料と製造方法によって、温度変化に応じて抵抗が変化する際に電流がどの程度制限されるかが決まります。
PTCサーミスタは、温度上昇に伴い抵抗値が増加することで過剰な電流を制限し、それによって過熱のリスクを低減し、過電流状態から回路を保護します。障害が解消された後も交換の必要はなく、短い冷却時間ですぐに保護機能を再開します。
さらに、PTCサーミスタは過剰電流と設定値を超える温度上昇に反応します。この高エネルギー部品は、車載充電器（OBC）やDCリンクなどの車載機能を保護することができます。これは、過電流、過熱、電気スパイクに対する効率的で安定した電力伝送を確保する上で極めて重要です。
電気自動車（EV）、ハイブリッド車、内燃エンジン（ICE）を問わず、あらゆる自動車の運転環境は高エネルギーであるため、電流やそれに伴う熱過負荷状況には特別な注意が必要です。例えば、EVの車載充電器機能には、内部コンポーネントの障害、ラインスパイク、内部および外部の過渡現象、さらにはユーザーの不適切な使用による接続ケーブルの損傷など、さまざまな課題があります（図1）。
図1：EVやハイブリッド車に搭載された車載充電器（OBC）には、ストレスや重大な障害が発生する可能性のある箇所が数多く存在します。PTCサーミスタは、過剰な電流の流れやそれに伴う過熱に対して、シンプルで信頼性の高い保護機能を提供します。（出典：blueringmedia /stock.adobe.com）
このような高エネルギー環境下では、OBCシステムの部品に過剰な電流が流れ、さらなる損傷を引き起こしたり、車両やユーザーの安全を脅かす可能性もあります。しかし幸いにも、適切なPTCサーミスタであれば、クリティカルパスに過剰な電流が流れるのを自動的に制限することができます。
また、整流段と反転段の間の電圧を安定化させるため、車載パワーエレクトロニクスシステムではDCリンクも重要です。モーターのストールや動作制限により過剰な電流が流れる状況では、DCリンクコンデンサに電気的ストレスがかかることがあります。PTCサーミスタは、過電流や電圧サージからDCリンクを保護し、システムの信頼性を維持します。
Vishay Intertechnology の高エネルギー PTCEL突入電流制限PTCサーミスタ は、コンデンサの充放電制御を必要とするさまざまな高出力アプリケーションにおいて、安全で反復的な突入電流制限と保護を提供します。 PTC突入電流制限、抵抗値、リード間隔の拡張により、高電圧アプリケーションでのエネルギー処理能力が向上します。
このPTCELシリーズは、車載アプリケーション向けのAEC-Q200認証とUL認証を取得しており、実装面積を大幅に削減します（図2）。単一のPTCEL67 で最大340ジュールの高いエネルギーレベルを吸収し、最大+105℃の高周囲温度で動作するため、部品数も削減されます。
図2：Vishayの突入電流制限PTCサーミスタのPTCELファミリは小型で、回路基板上の必要な位置に簡単に配置できます。（出典：Vishay）
PTCELサーミスタは、内蔵の自己制御型安全機能により、過負荷状態における過熱を防止します。最大1200 VDCの高電圧に対応し、高エネルギーコンデンサの充放電制御に適しています。さらに、非常に反復的な過電流事象にも対応でき、10万回以上の充放電サイクルに耐えることができます。
また、セラミックPTC技術の自己保護特性により、保護対象の部品の過熱や過負荷が防止され、回路の電流が安全な低レベルに制限されます（図3、図4）。充放電エネルギーは、10ミリ秒から数秒でPTCにすぐに印加できます。吸収されたエネルギーは数分以内に放散されるため、PTCは周囲温度まで冷却され、別の突入電流制限動作に対応できます。
図3：このグラフは、パルス時間が10ミリ秒以上の周囲温度の関数として、3種類のVishay PTCELサーミスタ（PTCEL13、PTCEL17、PTCEL67）のエネルギー能力を示しています。（出典：Vishay）
図4：このグラフは、PTCサーミスタのネットワークを使用した典型的なコンデンサ放電プロセスを示しています。主な特徴は、最初のピーク電流制限に続き、温度上昇に伴いサーミスタの電圧が低下すると抵抗が増加し、蓄積されたエネルギーが制御され、安全に放散されることです。（出典：Vishay）
Amethermは、Vishayの突入電流リミッタ製品ラインを拡充するために買収されました。
サーミスタは、他の受動部品や能動部品に比べ地味な素子かもしれませんが、突入電流や過負荷電流への対応に優れ、特に車載アプリケーションのような負荷のかかる用途には最適です。用途に合わせてさまざまな電気的サイズがあり、使いやすく、通常は目立たず静かに待機しながら、必要なときにすぐに動作します。