SimSurfing
NTCサーミスタ動作シミュレータ
操作マニュアル

2023年8月
株式会社村田製作所
23 August 2023
Copyright © Murata Manufacturing Co., Ltd. All rights reserved. 2019

目次
1.当ソフトウェアについて
1-1.概要1-2.主な機能

ページ

34

2.クイック操作ガイド
2-1.シミュレーションのグラフ表示
2-2.グラフの重ね描き
2-3.シミュレーションの比較と出力

567

3.操作の詳細
3-1.NTCサーミスタの種類の選択
3-2.シミュレーション回路の選択
3-3.シミュレーション条件の変更/設定
3-4.テキストファイル保存
3-5.プリントアウト
3-6.グラフ内でのマーキング

8910171819

4.回路パターンに関して

225.シミュレーション使用事例
5-1.所望の出力電圧を得る回路
285-2.任意の温度で出力電圧利得を最大とする回路 33
6.バージョン確認および問い合わせ方法
Appendix 標準数表

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1.当ソフトウェアについて
1-1.概要SimSurfing NTCサーミスタ動作シミュレータ（以下、当ソフトウェア）は、当社NTC サーミスタの出力電圧の温度特性をシミュレーションするためのソフトウェアです。
指定した回路での出力電圧特性、出力電圧誤差および温度誤差の各グラフを表示します。

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1.当ソフトウェアについて
1-2.主な機能⚫ NTC サーミスタおよび抵抗の各接地回路について、出力電圧特性をシミュレーションできます。
<回路例>⚫ デフォルトのシミュレーションでは「Output Voltage（出力電圧）」、「Voltage Error（出力電圧誤算）」および「Temperature Error（温度換算誤差）」をグラフ表示します。
⚫ 上記3つのグラフのほか、以下のグラフも表示できます。
• Vout Gain （単位温度あたりの出力電圧）• Self Heating （自己発熱）• Output Voltage Approximation（出力電圧の近似値）• Approximate Vout Error（電圧近似値のズレ）• Approximate Temp. Error（電圧近似値のズレ（温度換算））• Temperature Approximation（出力電圧に対する温度の近似値）• Approximate Temp. Error v.s. Vout（温度近似値のズレ）• Approximate Temp. Error（温度近似値のズレ（温度に対する））⚫ 各グラフの特性データをCSVファイルとして保存できます。また、プリントアウトもできます。
⚫ 複数の回路 （Circuit0 + Circuit1 + ･･･）を同時にシミュレーションでき、それぞれ異なる条件下での結果を比較できます。
⚫ 分圧抵抗値の推奨値を計算できます。
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2.クイック操作ガイド

2-1.シミュレーションのグラフ表示⚫ 本ソフトウェアを起動し、(1)品番と(2)回路図を選択して(3)をクリックすると画面が切り替わり、次ページのように、シミュレーション結果のグラフが表示されます。

(2)
(1)

(3)

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2.クイック操作ガイド
2-2.グラフの重ね描き⚫ 「NTC Thermistor Simulation」には回路図とNTC サーミスタのパラメータが表示されます（パラメータの数値は変更できます）。
⚫
をクリックし、前ページと同じ手順で異なる回路図や製品を選択してをクリックすると、別の回路のシミュレーション結果が既存のグラフ上に追加され、比較できます。
シミュレーション
パラメータ

新しいシミュレーション結果がグラフ上に追加される

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2.クイック操作ガイド

2-3.シミュレーションの比較と出力⚫ Circuit0, Circuit1,･･･の条件を変更することで、それぞれのシミュレーション結果を同一グラフ上で比較できます（条件を変更したあと、 をクリックしてください）。
⚫ グラフ上の曲線をテキストファイル（CSV形式）に保存できます。
⚫ グラフをプリントアウトできます。
<2つのシミュレーション結果の比較例>

テキスト形式で保存できます

シミュレーション条件や結果をプリントアウトできます7
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3.操作の詳細

3-1.NTCサーミスタの種類の選択⚫ 民生用NTCサーミスタまたは車載用NTCサーミスタを選択できます。
（「NTCサーミスタ」、「NTCサーミスタ(高信頼性・車載用途。AECQ-200準拠)」のタブをクリックすると切り替えできます）

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3.操作の詳細

3-2.シミュレーション回路の選択⚫ 品番と回路図を選択します。
選択できる回路は10通りあります（抵抗接地回路、NTC サーミスタ接地回路の2通り、抵抗の挿入位置で5通り）。
選択後にをクリックすると、シミュレーション結果のグラフが表示されます。

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3.操作の詳細

3-3.シミュレーション条件の変更/設定（1/7）⚫ 「NTC Thermistor Simulation」ウィンドウの各項目を任意に変更できます。

<電圧パラメータについて>• Compare Mode（比較モード）
をクリックして「Voltage Error」を選択したうえで「Diff」を選択すると、下記の項目を表示します（複数の回路を選択したときにのみ使用できます）。
Compare Modeのチェックを外すと、全ての回路がCenterに変わり（比較モードではなくなり）、それぞれの回路の値を表示します。
• Vout_Error_H：Circuit0～Circuit n での出力上限値と出力電圧との差• Vout_Error_L：Circuit0～Circuit n での出力下限値と出力電圧との差• Vout_Difference+：Circuit n の出力電圧上限値とCircuit（n-1）の出力電圧との差• Vout_Difference：Circuit n の出力電圧とCircuit（n-1）の出力電圧との差• Vout_Difference：Circuit n の出力電圧下限値とCircuit（n-1）の出力電圧との差• Approximation
誤差グラフの表示・非表示。
（「3-3.シミュレーション条件の変更/設定（6/6）」を参照）• Vin（V）
入力電圧（初期値は3[V]）。
• Vin Tolerance
入力電圧許容差を入力（初期値は0.0[%]）。
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3.操作の詳細

3-3.シミュレーション条件の変更/設定（2/7）<固定抵抗パラメータについて>
R1 Recommend（kohm）
R1 の推奨抵抗値。選択した温度範囲の中央値で最も電圧変化が大きくなる(Vout=1/2Vinとなる)R1の値を示します。
• R1（kohm）
V𝑇 +𝑇𝑙 𝑉𝑜𝑢𝑡 𝑇ℎ +𝑉𝑜𝑢𝑡 （𝑇𝑙）
抵抗値（R）。
𝑜𝑢𝑡 ℎ=22
選択したシミュレーション回路により、抵抗の数が異なります（R1～R3）。
初期値は、選択したシミュレーション回路により異なります。
• R1 Tolerance（%）
抵抗許容差（R Tolerance）。
選択したシミュレーション回路により、抵抗の数が異なります（R1～R3）。
初期値は1（%）です。
• R1 TCR（ppm/deg.C）
抵抗温度係数（R TCR）。
選択したシミュレーション回路により、抵抗の数が異なります（R1～R3）。
初期値は200[ppm/℃]です。

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3.操作の詳細

3-3.シミュレーション条件の変更/設定（3/7）<パラメータの設定>• Thermal Dissipation Constant
熱放散定数。
初期値は、3mw/℃（NCP18シリーズを面実装した場合を想定）と仮定して算出しています。
熱放散定数はNTCサーミスタのサイズに依存します。
NTCサーミスタのサイズに応じて、熱放散定数を以下のように変更してください。

シリーズ

熱放散定数[mW/℃]

NCP02 シリーズ

2NCP03 シリーズ

2NCP15,NCU15 シリーズ

2.5

NCP18,NCU18 シリーズ

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3.操作の詳細

3-3.シミュレーション条件の変更/設定（4/7）<選択されたサーミスタのパラメータ>• NTC P/N
品番リストから選択した品番（P/N:Part Number）。
その下には、選択された品番のR25（kohm）、抵抗許容差、B（25/50）（K）、B定数許容差（%）が表示されます。

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3.操作の詳細

3-3.シミュレーション条件の変更/設定（5/7）⚫

をクリックすると、グラフパラメータの設定と表示グラフを変更できます。

<パラメータの設定>• Temp_L[deg.C]
下限温度（Temp_L）。初期値は各品番の下限温度です。
• Temp_H[deg.C]
上限温度（Temp_H）。初期値は各品番の上限温度です。

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3.操作の詳細

3-3.シミュレーション条件の変更/設定（6/7）<グラフパラメータ（1/2）>• Output Voltage
出力電圧。これを選択すると、下記の項目を表示します。
• Vout_typ：Circuit0～Circuit n の出力電圧• Vout_max：Circuit0～Circuit n の出力電圧上限値• Vout_min：Circuit0～Circuit n の出力電圧下限値• Voltage Error
出力電圧誤差グラフ。 「NTC Thermistor Simulation」ウィンドウの「Diff」を選択したうえでこれを選択すると、下記の項目を表示します。
• Vout_Error_H：Circuit0～Circuit n での出力上限値と出力電圧との差• Vout_Error_L：Circuit0～Circuit n での出力下限値と出力電圧との差• Vout_Difference+ ：Circuit n の出力電圧上限値とCircuit（n-1）の出力電圧との差• Vout_Difference：Circuit n の出力電圧とCircuit（n-1）の出力電圧との差• Vout_Difference：Circuit n の出力電圧下限値とCircuit（n-1）の出力電圧との差• Temperature Error
温度換算誤差グラフ。これを選択すると、下記の項目を表示します。
• Circuit0～n の Temperature Error_L ：Vout_Error_L の温度換算グラフ• Circuit0～n の Temperature Error_H ：Vout_Error_H の温度換算グラフ• Temp_Difference+ ：「Vout_Difference+」をCircuit（n-1）の温度に変換した値• Temp_Difference：「Vout_Difference」をCircuit（n-1）の温度に変換した値• Temp_Difference- ：「Vout_Difference-」をCircuit（n-1）の温度に変換した値
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3.操作の詳細

3-3.シミュレーション条件の変更/設定（7/7）<グラフパラメータ（2/2）>• Self Heating
自己発熱グラフ。これを選択すると、Circuit0～n の自己発熱（Self Heating[℃]）を表示します。
• Voltage Gain
単位温度あたりの出力電圧グラフ。これを選択すると、Circuit0～n の単位温度あたりの出力電圧（Vout Gain[mV/℃]）を表示します。
• Vout Approximation
出力電圧の近似値グラフ。「NTC Thermister Simulation」ウィンドウの「Approximation」を選択したうえでこれを選択すると、下記の項目を表示します。
• Circuit n のVout-typ（出力電圧のセンタ値）とVout_Approximation（出力電圧の近似値）のグラフ• Circuit n のApproximate Vout Error（電圧近似値のズレ）のグラフ• Circuit n のApproximate Temp. Error（温度換算電圧近似値のズレ）のグラフ※Degreeは上記近似式の次数• Temperature Approximation
出力電圧に対する温度の近似値グラフ。「NTC Thermister Simulation」ウィンドウの「Approximation」を選択したうえでこれを選択すると、下記の項目を表示します。
• Circuit n のTemp-typ（出力電圧のセンタ値）とTemp_Approximation（出力電圧に対する温度の近似値）のグラフ• Circuit n のApproximate Temp. Error v.s.Vout（電圧に対する温度近似値のズレ）のグラフ• Circuit n のApproximate Temp. Error v.s.Temp（温度に対する温度近似値のズレ）のグラフ※Degreeは上記近似式の次数16Copyright © Murata Manufacturing Co., Ltd. All rights reserved. 2019

3.操作の詳細

3-4.テキストファイル保存

CSV形式でデータを保存できます。

各グラフ内のアイコンでもできます。
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3.操作の詳細

3-5.プリントアウト

表示しているグラフをプリントアウトできます。
<プリントアウト画面例>

各グラフ内のアイコンでもできます。
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3.操作の詳細

3-6.グラフ内でのマーキング⚫ グラフ上の任意の場所をクリックすることにより、測定したいポイントをマーキングすることができます。マーキング箇所を再度クリックすると解除できます。

任意の数字を入れることにより、マーキングポイントを動かすことができます

クリック

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操作マニュアルは以上になります。
次ページ以降では当ソフトウェアを最大限活用するためのテクニックと、具体的な操作手順を紹介いたします。

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23 August 2023

目次
1.当ソフトウェアについて
1-1.概要1-2.主な機能

ページ

342.クイック操作ガイド
2-1.シミュレーションのグラフ表示
2-2.グラフの重ね描き
2-3.シミュレーションの比較と出力

567

3.操作の詳細
3-1.NTCサーミスタの種類の選択
3-2.シミュレーション回路の選択
3-3.シミュレーション条件の変更/設定
3-4.テキストファイル保存
3-5.プリントアウト
3-6.グラフ内でのマーキング

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4.回路パターンに関して

21

5.シミュレーション使用事例
5-1.所望の出力電圧を得る回路
275-2.任意の温度で出力電圧利得を最大とする回路 32
6.バージョン確認および問い合わせ方法
Appendix 標準数表

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4.回路パターンに関して
4-1.NTCサーミスタの位置と出力電圧
Simsurfingでは10種類の回路パターンを用意しており、NTCサーミスタの位置によって2種類に大別されます。また、固定抵抗の追加、抵抗値の変更で出力電圧を変化させることができます。

①サーミスタをVout-GND間に配置⇒Vout-Tempの傾きは正② NTCサーミスタをVin-Vout間に配置⇒Vout-Tempの傾きは負

circuit1

circuit022
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4.回路パターンに関して
4-2.分圧抵抗値R1の影響
分圧抵抗R1のパラメータを変更することで、出力電圧のグラフ全体を平行移動させることが可能です。

R1大R1小23
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4.回路パターンに関して4-3.並列抵抗値R2の影響
並列抵抗R2のパラメータを変更することで、出力電圧グラフの傾きを変更できます。R2の値が大きいほど低温側の出力電圧は小さくなります。

※※R2に「0」を入力した場合、抵抗値∞として扱われます。(開放状態)

R2大24
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4.回路パターンに関して
4-4.直列抵抗値R3の影響
直列抵抗R3のパラメータを変更することで、出力電圧グラフの傾きを変更できます。R3の値が大きいほど高温側の出力電圧は小さくなります。

※※R3に「0」を入力した場合、抵抗値0として扱われます。(短絡状態)

R3大25
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4.回路パターンに関して
4-5.回路パターンまとめ
分圧抵抗R1,並列抵抗R2,直列抵抗R3を用いることで出力電圧グラフの概形を変化させることが可能です。
並列抵抗R2⇒低温側のVoutの大きさに関係

R2

直列抵抗R3⇒高温側のVoutの大きさに関係

R3
R3大R2大分圧抵抗R1⇒Voutの大きさに関係

R1大R1R1小26
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目次
1.当ソフトウェアについて
1-1.概要1-2.主な機能

ページ

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2.クイック操作ガイド
2-1.シミュレーションのグラフ表示
2-2.グラフの重ね描き
2-3.シミュレーションの比較と出力

567

3.操作の詳細
3-1.NTCサーミスタの種類の選択
3-2.シミュレーション回路の選択
3-3.シミュレーション条件の変更/設定
3-4.テキストファイル保存
3-5.プリントアウト
3-6.グラフ内でのマーキング

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4.回路パターンに関して

215.シミュレーション使用事例
5-1.所望の出力電圧を得る回路
275-2.任意の温度で出力電圧利得を最大とする回路 32
6.バージョン確認および問い合わせ方法
Appendix 標準数表

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5.当ソフトウェア活用事例

5-1-1.直列抵抗及び並列抵抗を用いた回路設計
当ソフトウェアを使用して、所望の出力を得るための回路を設計してみましょう。

-設計事例1R2

使用サーミスタ :NCU15XH103F
回路:右図（分圧抵抗R1+並列抵抗R2)

使用温度範囲:0℃～100℃

入力電圧Vin:1V(電圧ばらつきはないものとする)
R1

出力電圧Vout :0.4V@10℃, 0.7V@60℃

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5.当ソフトウェア活用事例

5-1-2.回路、使用サーミスタの選択
使用サーミスタ回路
使用温範囲
入力電度圧Vin
出力電圧Vout:NCU15XH103F:下図（分圧抵抗R1,並列抵抗R2):0℃～100℃:1V(電圧ばらつきはないものとする):0.4V@10℃,0.7V@60℃

(2)

(1)

(3)

(1)サーミスタを選択します(2)回路を選択します(3)シミュレーションを実行します29
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5.当ソフトウェア活用事例

5-1-3.使用温度、入力電圧を設定
使用サーミスタ回路
使用温範囲
入力電度圧Vin
出力電圧Vout:NCU15XH103F:下図（分圧抵抗R1,並列抵抗R2):0℃～100℃:1V(電圧ばらつきはないものとする):0.4V@10℃,0.7V@60℃

(3)

(1)
(2)
(1)使用温度範囲の設定をします(2)入力電圧を設定します(3) を押すとシミュレーション結果が表示されます
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5.当ソフトウェア活用事例
5-1-4.回路の複数表示
使用サーミスタ回路
使用温範囲
入力電度圧Vin
出力電圧Vout:NCU15XH103F:下図（分圧抵抗R1,並列抵抗R2):0℃～100℃:1V(電圧ばらつきはないものとする):0.4V@10℃,
0.7V@60℃

現在のR1,R2では所望のVoutと一致していません。
を押し、回路を複数個表示させ、所望のVoutを得るためのR1,R2を求めていきます。

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5.当ソフトウェア活用事例

5-1-5.R1,と出力電圧の相関性
使用サーミスタ回路
使用温範囲
入力電度圧Vin
出力電圧Vout:NCU15XH103F:下図（分圧抵抗R1,並列抵抗R2):0℃～100℃:1V(電圧ばらつきはないものとする):0.4V@10℃,
0.7V@60℃

26ページを参考にR1,R2の値を調整します。
今回の場合、R1=6.2kΩ,R2=22kΩとすると所望するVoutが得られます。

32
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5.当ソフトウェア活用事例

5-2-1.任意の温度で出力電圧利得を最大とする回路設計

次に、任意の温度でVoutの利得が大きくなる回路の設計してみましょう。
-設計事例2使用サーミスタ :NCP03WF104F
回路：右図

使用温度範囲:0℃～60℃

入力電圧Vin:3V(電圧ばらつきはないものとする)回路設計条件:50℃近辺で出力電圧変動が最も大きくなるよう回路を設計したい

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5.当ソフトウェア活用事例

5-2-2.回路、使用サーミスタの選択
使用サーミスタ回路
使用温度範囲
入力電圧Vin
回路設計条件:NCP03WF104F:下図:0℃～60℃:3V(電圧ばらつきはないものとする):50℃近辺で出力電圧変動が最も大きくなる回路

(2)

(1)

(3)

(1)サーミスタを選択します(2)回路を選択します(3)シミュレーションを実行します34
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5.当ソフトウェア活用事例
5-2-3.固定抵抗値の最適化
使用サーミスタ回路
使用温度範囲
入力電圧Vin
回路設計条件:NCP03WF104F:下図:0℃～60℃:3V(電圧ばらつきはないものとする):50℃近辺で出力電圧変動が最も大きくなる回路

50℃近辺で最も電圧変動が大きくなるR1を求めます。
(1)

(2)

(1)Temp_L,Temp_Hの中央値が50℃となるよう温度を設定します。
(2)R1をR1_Recommendと同じ値にします。
※R_1Recommendは、選択した温度範囲の中央値で最も電圧変化が大きくなる(Vout=1/2Vinとなる)際のR1の値を示します。
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5.当ソフトウェア活用事例
5-2-4.使用温度範囲の変更
使用サーミスタ回路
使用温度範囲
入力電圧Vin
回路設計条件:NCP03WF104F:下図:0℃～60℃:3V(電圧ばらつきはないものとする):50℃近辺で出力電圧変動が最も大きくなる回路

温度領域を再度変更し、0℃~60℃とします。

R1は先ほど設定したままの値を使用することで、50℃において電圧変化が大きい回路設計ができます。
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目次
1.当ソフトウェアについて
1-1.概要1-2.主な機能

ページ

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2.クイック操作ガイド
2-1.シミュレーションのグラフ表示
2-2.グラフの重ね描き
2-3.シミュレーションの比較と出力

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3.操作の詳細
3-1.NTCサーミスタの種類の選択
3-2.シミュレーション回路の選択
3-3.シミュレーション条件の変更/設定
3-4.テキストファイル保存
3-5.プリントアウト
3-6.グラフ内でのマーキング

89101617184.回路パターンに関して

215.シミュレーション使用事例
5-1.所望の出力電圧を得る回路
275-2.任意の温度で出力電圧利得を最大とする回路 32
6.バージョン確認および問い合わせ方法
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6.バージョンの確認および問い合わせ方法⚫ 下記のリンクから、当社ウェブサイトの問い合わせフォームにアクセスできます。

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Appendix
標準数表

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