ZHCU970 January   2022 TMP61 , TMP61-Q1 , TMP63 , TMP63-Q1 , TMP64 , TMP64-Q1

 

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 1引言
    1. 1.1 NTC 热敏电阻与 TMP6 线性热敏电阻系列
    2. 1.2 NTC/线性热敏电阻 TCR
    3. 1.3 NTC 与硅基线性热敏电阻的利弊对比
    4. 1.4 TMP6 精度
  4. 2典型 NTC 热敏电阻的设计注意事项
    1. 2.1 电压偏置的 NTC 热敏电阻网络
    2. 2.2 引脚排列/极性
    3. 2.3 将 NTC 热敏电阻硬件设计转换为 TMP6 线性热敏电阻设计
    4. 2.4 简单的查找表
  5. 3软件变化
    1. 3.1 固件设计注意事项
    2. 3.2 过采样
    3. 3.3 硬件和软件中的低通滤波
    4. 3.4 校准
  6. 4满量程电压输出的设计注意事项
    1. 4.1 简单的电流偏置
    2. 4.2 有效电压偏置
  7. 5结论
  8. 6其他资源/注意事项
    1. 6.1 恒流源设计
    2. 6.2 TMP6 热敏电阻标准元件封装
    3. 6.3 用于 TMP6 和 NTC 热敏电阻的双电源方法

NTC 与硅基线性热敏电阻的利弊对比

设计中温度检测电路的配置将取决于许多因素。虽然电压偏置热敏电阻的结构更简单,但电流偏置热敏电阻的动态电压范围更宽,稳定性更强,而且输出电压 VTEMP 在温度范围内的精度更高。

典型的 NTC 热敏电阻在极端温度之间的容差范围为(1% 至 5%),尽管这对于某些 NTC 热敏电阻来说比较高,但 TMP61 热敏电阻在极端温度 [-40°C,+150°C] 之间的容差范围为(0.5% 至 1.5%),可参见下面的图 1-2

GUID-B2E57804-B72C-449B-B55D-3F3D7730551E-low.png图 1-2 典型 NTC 热敏电阻与 TMP6 线性热敏电阻的电阻容差.

热敏电阻的最大优势是设计简单。在电压偏置或电流偏置网络中,可通过测量热敏电阻上的压降或经过热敏电阻的电流来进行检测。热敏电阻电路的主要配置是电压偏置(如图 1-3 中的分压器配置所示)或电流偏置(如图 1-4 所示)。输出电压 VTEMP 可送入 ADC,以便在 MCU 中对温度数据进行数字化处理。

GUID-20210523-CA0I-PG2P-D10V-WJWJLGKM1X8K-low.png图 1-3 热敏电阻分压器电路.
GUID-20210523-CA0I-SG5F-6N3T-0LLWBTDNVGJN-low.gif图 1-4 热敏电阻电流源电路.

观察 NTC 热敏电阻的特性时,应该注意,当环境温度很高时,很难通过 NTC 热敏电阻得知温度,因为它们在较高的温度下灵敏度很低。为了对传入的温度数据进行更简单的软件处理,可能需要对 NTC 热敏电阻的 R-T 表进行线性化。对于 NTC 热敏电阻,这通常需要一个与热敏电阻并联的定值电阻。图 1-5 显示了典型 NTC 热敏电阻分压器电路,其并联电阻为 RP 电阻,偏置电阻为 RBIAS 。典型 NTC 热敏电阻分压器、典型线性热敏电阻分压器和具有并联电阻的 NTC 热敏电阻分压器的电压响应比较如 图 1-6所示。

图 1-5 具有并联电阻的 NTC 热敏电阻.
GUID-577B61E3-7C97-4C3E-BFE9-F86A603838A6-low.gif图 1-6 带和不带线性电阻的 NTC 热敏电阻与 TMP61 热敏电阻温度电压.

在有限的温度范围内,这样做是有效的,但使 NTC 热敏电阻在整个温度范围内实现线性化是比较困难的,而且仅靠硬件是无法实现的。反之,线性热敏电阻是使用线性 R-T 特性曲线制造的,因此不需要与热敏电阻并联的定值电阻。

系统设计人员可能需要对热敏电阻进行校准,以确保在器件工作范围内的准确性。为了在此范围内实现更高的精度, NTC 热敏电阻需要在不同的温度值(例如 -40°C、25°C 和 125°C)进行多点校准,因为 NTC 热敏电阻是非线性的。同样的理论也适用于线性热敏电阻,但由于其是线性的,所以只需要单点校准(例如在 25°C 下)。)因此,使用线性热敏电阻将节省制造时间,并减少对 MCU 进行温度处理所需的内存。有关校准 TMP6 线性热敏电阻器件系列的更多信息,请参阅 Thermistor Design Tool