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ntc热敏电阻 温度跟踪电源中电压模式

时间:2019-02-26 ??来源:敏创电子??编辑:热敏电阻厂家??浏览:
电压模式
虽然比电阻模式电路更复杂,但电压模式电路具有一些独特的优点。首先,电压模式电路提供与温度相关的模拟电压,该模拟电压可以通过模数转换器(ADC)轻松数字化,以向系统的微处理器提供温度信息。此外,通过仅改变一个电阻的值,可以很容易地调节稳压器的输出电压温度系数。这种优势允许在实验室中进行简单的试错设计,并且对于在生产中容纳多源热敏电阻或LCD面板也非常有价值。
 
正如看到的图1中,线性化的热敏电阻电路的偏置电压参考以产生依赖于温度的电压,V TEMP。然后,V TEMP通过电阻器R3加到反馈节点中,电阻器R3设置温度依赖性的增益。因此V TEMP不需要缓冲,热敏电阻的标称电阻应保持远低于R3。如图1所示,稳压器在Vout处呈现出负温度系数输出电压,这在LCD偏置解决方案中通常是必需的。(要创建正温度系数输出,R和Rt的位置应相反。)
图1.电压模式线性化热敏电阻电路应用于电压调节器的反馈网络。
它基本上将电流i3添加到反馈节点中,使得i1 = i2 + i3。如果Vref是Vfb的两倍,那么i3在25C时为零,R1和R2按照稳压器数据表中的正常描述计算,温度依赖性可以通过简单地缩放R3来调整。另外,Vtemp可以由主机系统通过模拟 - 数字转换器获取。
 
虽然不是强制性的,但图1中最简单的实现是Vref = 2xVfb时。(方便的是,许多稳压器的Vfb = 1.25V,许多电压基准具有Vref = 2.5V,许多ADC的输入电压范围为0至2.5V。)当Vref = 2xVfb时,V TEMP将在+ 25°C时等于Vfb,i3将等于零。这允许R1和R2将标称输出电压设置为+ 25°C,与R3和热敏电阻无关。根据调节器数据表中的建议选择R2。然后将R1和i2计算为:

然后计算R3的近似值:
其中T C是Vout的负温度系数,单位为%/°C。(R3的这个值足以进行简化的设计计算,之后可以通过实验室的实验进行调整。)然后,为了避免在V TEMP和R3 之间需要缓冲放大器,请选择标称热敏电阻值:

更多精确计算后,R3的最终值最终会略微修改,以匹配热敏电阻的β到所需的? Ç。为此,首先在0°C和+ 50°C下计算热敏电阻的电阻。NTC热敏电阻作为温度函数的标准公式如下:

然后在两个温度下计算线性化电压V TEMP:

最终给出R3的更准确值:


电压模式设计实例
在Li +电池上运行的系统中需要LCD偏置电压。所需的偏置电压在室温下为Vout = 20V,T C = -0.05%/℃。选择MAX629稳压器是因为它具有参考电压输出,可用于偏置热敏电阻线性化网络。电压模式设计公式用于计算所需的元件如下:
 
根据数据表,R2应在10kΩ至200kΩ范围内,Vfb = 1.25V; 因此:

R3的近似值为:

热敏电阻的标称电阻应保持小于46.9kΩ。因此,选择NTC热敏电阻,R 25C =20kΩ,β = 3965K,采用串联20kΩ电阻线性化,Vref = 2.5V偏置。
每更准确的设计计算,热敏电阻器的在0℃电阻和+ 50℃将是:
在0℃下将线性化电压和+ 50℃将是:

R 3的新值然后计算为:


在本在这种情况下,更精确的R3值与使用简化计算获得的值没有实质性差异,应选择最接近的标准电阻值。
 
Vref≠2xVfb时的设计实例
在上述电压模式设计示例中,如果系统中还没有Vref = 2.5V电源,则添加一个可能成本过高。幸运的是,任何调节电压都足够了。在本例中,使用MAX629的REF引脚,Vref'= 1.25V。与上面的例子相比,V TEMP现在变化范围的范围是一半; 因此,R3必须减半至R3'=475kΩ,以保持相同的输出电压温度系数T C = -0.05%/°C。此外,建议将热敏电阻值和线性化电阻值降低到R = R 25C =10kΩ。此外,由于V TEMP在25°C时低于Vfb,因此i3将为非零,并且稳压器的输出电压将略高于所需的值:

为了消除这种情况,将R1从375kΩ降低到:

最终电路如图2所示。
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图2. NTC热敏电阻与MAX629升压转换器一起使用,以实现Vref≠2xVfb的电压模式设计示例,如文中所述。选择MAX629是因为其REF引脚可用于偏置热敏电阻线性化电路。
 
图2电路的输出电压表现出几乎理想的温度依赖性,如图3所示。

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图3.在大多数扩展的消费者温度范围内,图10中电路的实际温度依赖性非常接近-0.05%/°C的目标温度系数。