ntc熱敏電阻溫度跟蹤電源中電壓模式

時間:2019-02-26 ??來源:敏創(chuàng)電子??編輯:熱敏電阻廠家??瀏覽:次

電壓模式

雖然比電阻模式電路更復(fù)雜，但電壓模式電路具有一些獨特的優(yōu)點。首先，電壓模式電路提供與溫度相關(guān)的模擬電壓，該模擬電壓可以通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）輕松數(shù)字化，以向系統(tǒng)的微處理器提供溫度信息。此外，通過僅改變一個電阻的值，可以很容易地調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器的輸出電壓溫度系數(shù)。這種優(yōu)勢允許在實驗室中進(jìn)行簡單的試錯設(shè)計，并且對于在生產(chǎn)中容納多源熱敏電阻或LCD面板也非常有價值。

正如看到的圖1中，線性化的熱敏電阻電路的偏置電壓參考以產(chǎn)生依賴于溫度的電壓，V TEMP。然后，V TEMP通過電阻器R3加到反饋節(jié)點中，電阻器R3設(shè)置溫度依賴性的增益。因此V TEMP不需要緩沖，熱敏電阻的標(biāo)稱電阻應(yīng)保持遠(yuǎn)低于R3。如圖1所示，穩(wěn)壓器在Vout處呈現(xiàn)出負(fù)溫度系數(shù)輸出電壓，這在LCD偏置解決方案中通常是必需的。（要創(chuàng)建正溫度系數(shù)輸出，R和Rt的位置應(yīng)相反。）

圖1.電壓模式線性化熱敏電阻電路應(yīng)用于電壓調(diào)節(jié)器的反饋網(wǎng)絡(luò)。

它基本上將電流i3添加到反饋節(jié)點中，使得i1 = i2 + i3。如果Vref是Vfb的兩倍，那么i3在25C時為零，R1和R2按照穩(wěn)壓器數(shù)據(jù)表中的正常描述計算，溫度依賴性可以通過簡單地縮放R3來調(diào)整。另外，Vtemp可以由主機(jī)系統(tǒng)通過模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器獲取。

雖然不是強(qiáng)制性的，但圖1中最簡單的實現(xiàn)是Vref = 2xVfb時。（方便的是，許多穩(wěn)壓器的Vfb = 1.25V，許多電壓基準(zhǔn)具有Vref = 2.5V，許多ADC的輸入電壓范圍為0至2.5V。）當(dāng)Vref = 2xVfb時，V TEMP將在+ 25°C時等于Vfb，i3將等于零。這允許R1和R2將標(biāo)稱輸出電壓設(shè)置為+ 25°C，與R3和熱敏電阻無關(guān)。根據(jù)調(diào)節(jié)器數(shù)據(jù)表中的建議選擇R2。然后將R1和i2計算為：

然后計算R3的近似值：

其中T C是Vout的負(fù)溫度系數(shù)，單位為％/°C。（R3的這個值足以進(jìn)行簡化的設(shè)計計算，之后可以通過實驗室的實驗進(jìn)行調(diào)整。）然后，為了避免在V TEMP和R3 之間需要緩沖放大器，請選擇標(biāo)稱熱敏電阻值：

更多精確計算后，R3的最終值最終會略微修改，以匹配熱敏電阻的β到所需的? Ç。為此，首先在0°C和+ 50°C下計算熱敏電阻的電阻。NTC熱敏電阻作為溫度函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)公式如下：

然后在兩個溫度下計算線性化電壓V TEMP：

最終給出R3的更準(zhǔn)確值：

電壓模式設(shè)計實例

在Li +電池上運行的系統(tǒng)中需要LCD偏置電壓。所需的偏置電壓在室溫下為Vout = 20V，T C = -0.05％/℃。選擇MAX629穩(wěn)壓器是因為它具有參考電壓輸出，可用于偏置熱敏電阻線性化網(wǎng)絡(luò)。電壓模式設(shè)計公式用于計算所需的元件如下：

根據(jù)數(shù)據(jù)表，R2應(yīng)在10kΩ至200kΩ范圍內(nèi)，Vfb = 1.25V; 因此：

R3的近似值為：

熱敏電阻的標(biāo)稱電阻應(yīng)保持小于46.9kΩ。因此，選擇NTC熱敏電阻，R 25C =20kΩ，β = 3965K，采用串聯(lián)20kΩ電阻線性化，Vref = 2.5V偏置。

每更準(zhǔn)確的設(shè)計計算，熱敏電阻器的在0℃電阻和+ 50℃將是：

在0℃下將線性化電壓和+ 50℃將是：

R 3的新值然后計算為：

在本在這種情況下，更精確的R3值與使用簡化計算獲得的值沒有實質(zhì)性差異，應(yīng)選擇最接近的標(biāo)準(zhǔn)電阻值。

Vref≠2xVfb時的設(shè)計實例

在上述電壓模式設(shè)計示例中，如果系統(tǒng)中還沒有Vref = 2.5V電源，則添加一個可能成本過高。幸運的是，任何調(diào)節(jié)電壓都足夠了。在本例中，使用MAX629的REF引腳，Vref'= 1.25V。與上面的例子相比，V TEMP現(xiàn)在變化范圍的范圍是一半; 因此，R3必須減半至R3'=475kΩ，以保持相同的輸出電壓溫度系數(shù)T C = -0.05％/°C。此外，建議將熱敏電阻值和線性化電阻值降低到R = R 25C =10kΩ。此外，由于V TEMP在25°C時低于Vfb，因此i3將為非零，并且穩(wěn)壓器的輸出電壓將略高于所需的值：