溫度保護(hù)設(shè)備芯片式NTC熱敏電阻的應(yīng)用(上)

 NTC熱敏電阻是熱敏電阻器元件，其電阻值會隨著溫度的升高而迅速減小。具有這種特性，它們可用作溫度保護(hù)裝置，以防止電路過熱，并用作溫度傳感器。本文介紹了溫度保護(hù)設(shè)備在溫度檢測和溫度補(bǔ)償中的應(yīng)用。

SMD NTC熱敏電阻的優(yōu)點(diǎn)

NTC熱敏電阻是對溫度敏感的貼片電阻器元件，使用具有負(fù)溫度系數(shù)（NTC）的半導(dǎo)體陶瓷。這意味著電阻隨溫度升高呈指數(shù)下降。RT曲線越陡，在指定溫度范圍內(nèi)的電阻變化越大。憑借這種特性，它們通常用作溫度傳感器，也可以用作溫度保護(hù)設(shè)備，以進(jìn)行溫度測量和溫度補(bǔ)償。

溫度補(bǔ)償是電路對溫度變化做出反應(yīng)并采取糾正措施以確保穩(wěn)定運(yùn)行（控制）并防止溫度過高或過低的能力。例如，隨著溫度變化，使用晶體管或晶體諧振器的電子電路的操作變得微妙地不穩(wěn)定。由于負(fù)溫度系數(shù)高，NTC熱敏電阻特別適合補(bǔ)償電路對溫度變化的不良響應(yīng)。電力電子的工作點(diǎn)穩(wěn)定和LCD顯示器的亮度控制就是兩個(gè)例子。

NTC熱敏電阻有許多不同的設(shè)計(jì)，包括磁盤，玻璃封裝的二極管，涂樹脂的引線和SMD類型。當(dāng)需要PCB板上的溫度保護(hù)時(shí)，基于多層技術(shù)的SMD NTC熱敏電阻是優(yōu)選。以下是SMD NTC熱敏電阻作為溫度保護(hù)設(shè)備的用途，例如溫度檢測和溫度補(bǔ)償。*文字和圖表中提到的NTC熱敏電阻是SMD NTC熱敏電阻。而且，電路圖被簡化。

示例應(yīng)用：移動(dòng)設(shè)備電池組的溫度檢測

特別是所有可充電電池，尤其是鋰離子電池，都必須受到智能充電電路的監(jiān)視和保護(hù)，因?yàn)閺碾姵刂屑橙」β实囊苿?dòng)通信設(shè)備必須在各種環(huán)境下運(yùn)行，包括低溫和高溫運(yùn)行。

作為優(yōu)選的溫度檢測設(shè)備，NTC熱敏電阻用于保護(hù)電路中。NTC熱敏電阻可以根據(jù)電池系統(tǒng)的不同目的檢測環(huán)境溫度。特別是對于快速充電，必須測量環(huán)境溫度，因?yàn)椴⒎撬须姵囟荚试S在冷熱溫度范圍內(nèi)充電。電池組制造商通常會根據(jù)電池的化學(xué)性質(zhì)，將充電溫度從0°C升高至45°c以進(jìn)行緩慢充電，并從5°C，10°C升高至45°C以進(jìn)行快速充電。

NTC熱敏電阻是智能充電控制單元的一部分（請參見下面的電路），可確保環(huán)境溫度在允許快速充電的范圍內(nèi)。在充電期間，NTC熱敏電阻會重復(fù)測量整個(gè)5到10秒的溫度，并且可以檢測到充電周期結(jié)束或異常充電條件引起的電池溫度升高。

在放電期間，NTC熱敏電阻還會執(zhí)行溫度補(bǔ)償以進(jìn)行電壓測量，這有助于測量電池中的剩余電荷。

示例應(yīng)用：微控制器的溫度檢測

必須保護(hù)智能手機(jī)和其他設(shè)備的微控制器免于過熱，以確保其操作可靠性。下圖顯示了一個(gè)微控制器溫度保護(hù)電路，該電路采用了由NTC熱敏電阻和固定電阻R S的組合組成的分壓電路。當(dāng)過電流流過時(shí)，NTC熱敏電阻的溫度升高，其電阻減小，從而抑制了微控制器的驅(qū)動(dòng)電壓。為了實(shí)現(xiàn)有效的溫度保護(hù)，在電路板上或發(fā)熱部件上安裝了小型的SMD NTC熱敏電阻和電阻器。

示例應(yīng)用：LED照明系統(tǒng)的溫度檢測

在許多便攜式電子解決方案中，發(fā)光二極管（LED）廣泛用于普通照明和汽車照明，在這些照明中，高亮度變得越來越普遍。解決方案是高亮度LED（HBLED），與傳統(tǒng)照明相比，它具有許多優(yōu)勢，但像其他任何半導(dǎo)體器件一樣，它們也會發(fā)熱。因此，挑戰(zhàn)之一是熱管理。一般來說，高質(zhì)量的LED是堅(jiān)固耐用的設(shè)備，如果正確處理，它們可以運(yùn)行超過100,000小時(shí)。但是，高溫會大大縮短其使用壽命，并對亮度產(chǎn)生負(fù)面影響。為了保證*大使用壽命，LED制造商通常建議電流降額始于50°C至80°C之間的溫度。如果沒有溫度控制，設(shè)計(jì)人員必須確保溫度永遠(yuǎn)不會超過建議的LED降額閾值，或通過電阻將電流限制為*大額定值的57％，這會犧牲LED的全部亮度。這使得NTC熱敏電阻具有誘人的性價(jià)比，因此成為照明溫度檢測和控制的優(yōu)選。

可以基于特定的IC LED驅(qū)動(dòng)器使用不同的拓?fù)?。NTC熱敏電阻可以在電阻器網(wǎng)絡(luò)中工作（排電阻），在該網(wǎng)絡(luò)中，感應(yīng)電壓可以通過影響脈沖寬度調(diào)制（PWM）比率來間接控制LED電流。下圖顯示了另一個(gè)選項(xiàng)。在此，NTC熱敏電阻用于LED電流檢測分支中，以影響較高溫度下的反饋信號。在這種配置中，NTC必須連接至恒定電壓源，例如驅(qū)動(dòng)器提供的參考輸出電壓。