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