從事電子行業(yè)的朋友們,應(yīng)該對熱敏電阻不陌生吧!那么筆者在這里拋出一個問題:你知道NTC熱敏電阻是什么嗎?
百度百科上給的定義是:熱敏電阻是一種傳感器電阻,其電阻值隨著溫度的變化而改變。按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTCthermistor,即 Positive Temperature Coefficient thermistor)和負溫度系數(shù)熱敏電阻(NTCthermistor,即 Negative Temperature Coefficient thermistor)。正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而增大,負溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而減小。它們同屬于半導(dǎo)體器件。
大家可以看到,NTC熱敏電阻是熱敏電阻的一部分,其電阻值是隨著溫度的升高而減小的,英文就用“negative”指代,而negative這個詞的意思是消極的、否定的、陰性的,放在熱敏電阻這個語境當中指的就是下降的,這樣就明白了為什么它叫做NTC熱敏電阻。
明白了NTC熱敏電阻的性質(zhì),我們就可以把它應(yīng)用在多種場合當中,這其中溫度檢測和溫度補償是用的比較多的。
舉個例子,使用晶體管或晶振的電子電路的工作情況,因溫度變化而會稍稍不穩(wěn)定,此時,通過將電阻值會隨溫度上升而下降的NTC熱敏電阻嵌入電路中,便可保持電路穩(wěn)定工作了。
而關(guān)于NTC熱敏電阻的分類,則可分為盤式、SMD、玻璃封裝二極管、樹脂封裝被膜線等形狀,作為溫度保護器件嵌入到電路中的,則是通過積層工藝制造的SMD形狀貼片NTC熱敏電阻。
筆者將其簡稱為貼片NTC熱敏電阻?,F(xiàn)在我們來看看它有哪些具體應(yīng)用。
一、智能手機/平板當中的溫度檢測與溫度補償
智能手機或平板中,會使用多個NTC熱敏電阻,用于溫度檢測以及溫度補償。其使用實例如下圖所示:
智能手機/平板NTC熱敏電阻(溫度檢測/溫度補償)的主要使用示例(圖片來源:網(wǎng)絡(luò))
其基本電路是與NTC熱敏電阻以及固定電阻進行串聯(lián)的分壓電路。CPU及功率模塊等安裝在發(fā)熱部位附近的NTC熱敏電阻,其電阻值會隨溫度上升而下降,因此分壓電路的輸出電壓會發(fā)生變化。
該變化輸送至微控制器后,將會保護電路元件免受過熱造成的影響,或者也可進行溫度補償。
溫度檢測/溫度補償基本電路(圖片來源:網(wǎng)絡(luò))
二、移動設(shè)備電池充電中的溫度檢測
智能手機等移動設(shè)備的電池組中(鋰離子電池)除了+端子與-端子之外,還有另外一個端子----T端子。是用來溫度監(jiān)測的,其內(nèi)部也搭載有NTC熱敏電阻。
在電池溫度上升時,NTC熱敏電阻的溫度也會隨之上升,從而電阻值會下降,當超過上限充電溫度時,充電控制IC將會停止充電。
下圖為基本的電路示例。電池組內(nèi)的保護IC會測量電池電壓,從而防止過充電或過放電。
在快速充電等要求充電控制更為精準的情況時,將會使NTC熱敏電阻與充電控制IC進行連接,從而用于測量環(huán)境溫度。
移動設(shè)備電池充電中的溫度檢測(圖片來源:網(wǎng)絡(luò))
三、微控制器的溫度檢測
由于智能手機等微控制器需要確保工作的可靠性,因此需要保護其免受過熱所帶來的影響。下圖為組合了NTC熱敏電阻與固定電阻的微控制器溫度保護電路示例。
微控制器的溫度檢測(圖片來源:網(wǎng)絡(luò))
由上圖所示,NTC熱敏電阻由固定電阻RS與分壓電路構(gòu)成。若流過過度的電路,NTC熱敏電阻溫度將會上升,電阻值將會下降,從而將抑制微控制器的驅(qū)動電壓。
使用的電路元件為小型SMD貼片式的NTC熱敏電阻以及電阻器,因此直接貼裝于電路基板或發(fā)熱部上,即可起到有效的溫度保護作用。
四、LED照明系統(tǒng)的溫度檢測
LED照明,大家應(yīng)該都不陌生吧!我們要明白的是,雖然LED照明耗電量低、壽命長,但根據(jù)不同的使用方法,會出現(xiàn)壽命縮短、發(fā)光效率降低等情況。
這是什么原因呢?原來,LED器件中作為發(fā)光層的半導(dǎo)體PN接合面會發(fā)熱,該溫度稱為接合溫度。流過LED的電流變大時,亮度將會提高,發(fā)熱量也會隨之增加,從而接合溫度將會變高,壽命將會縮短;若接合溫度過低時,發(fā)光效率將會下降,從而亮度將會降低。
為此,為了發(fā)揮LED的最大效率,需要以最佳溫度進行工作。這就需要NTC熱敏電阻大顯身手了。
通過將NTC熱敏電阻嵌入電路,并與LED進行熱耦合后,便可作為簡易溫度保護電路進行工作。若與最佳工作溫度存在偏差,則會以NTC熱敏電阻的電阻變化形式表現(xiàn)出來,此時將會對流過LED的電流進行補償。最終將會在降低LED電力損耗的同時,實現(xiàn)長壽命化。
LED照明系統(tǒng)的溫度檢測(圖片來源:網(wǎng)絡(luò))
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原文標題:四、LED照明系統(tǒng)的溫度檢測
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