随着电子系统越来越朝着多功能、更高性能和更小封装的趋势发展,系统散热问题日渐成为设计环节中必须考虑的因素。系统过热会降低性能,损坏元件或产生安全隐患。为跟踪并降低系统散热而引发的问题,通常需要 监控 两个参数:持续温度 测量 和过热警报。
用于进行持续温度测量和过热警报指示的传统分离元件 电路 在 传感器 元件中使用热敏 电阻器 (热敏 电阻 ),通常采用负温度系数(NTC)热敏电阻。随着温度的升高,NTC热敏电阻的电阻值降低。
处理器的 模数转换器 用于采集温度模拟电压(V te MP)。当温度超出临界值时,数字 比较器 的输出端会驱动处理器的输入端进行提示。
电压分频器直接衍生模拟温度信号,作为热敏电阻温度模拟信号的电压电平。RBIAS电阻器能够设置电路增益,并使热敏电阻保持在允许的功率内工作,从而最大限度地减小温度导致的电阻误差。过热警报通过将热敏电阻的输出端与比较器的输入端相连接而产生。参考电压与比较器的另一输入端相连,以设置比较器输出端被激活的电压值(过热电平)。通过采用磁滞反馈回路用于避免比较器在VTEMP等于 VR EF时来回快速 开关 。但是分立热敏电阻解决方案会存在许多设计问题。而LM57集成模拟 温度传感器 和温度开关能够解决这些设计问题,并提高系统的性能。
NTC电路的另一个误差源是VTRIP的误差。最大程度降低这一误差的一种途径是使用高精度参考端。但是,比较器的输入端会收集到来自参考端的噪声。比较器的跳脱点会随着噪声产生的信号电平的变化而不同。LM57采用一种专利技术从而解决了这个问题。用户可以通过选择两个电阻器 RS ENSE1和 RSENSE2的值设置VTRIP的值。LM57使用 数模转换器 确定跳脱电压范围。只要感应线路中电压在指定范围内,跳脱温度就不会产生变化。这表示 LM57感应输入不会受到输入端适量噪声的影响。这还意味着只要电阻器的容差在1%或更低,各电阻器的跳脱点就不会变化。
在传感器测量中获得最大的精确度需要注意量化噪声误差,这是由模拟信号向二进制数据转换产生的误差。模拟信号经过数字化,得出的是一个接近实际测得模拟值的数字值。数字测量的最小增量(LSB)是将模数转换器参考电压除以模数转换器的可数代码数得出的电压。例如,使用2.56V参考电压的8位模数转换器产生的LSB值为2.56V÷28 = 10mV。测得的模拟值和数字值之间的任何差值将称为转换中的误差,这被称为转换噪声或转换误差。例如,如果尝试采集1.384V信号,此信号经数字化获得接近10mV的值,假设达到1.380V,则采样值具有4mV的转换噪声值。
那么,此噪声在温度误差中意味着什么?答案取决于传感器输出的增益。传感器的增益幅度越大,就越少受到噪声的影响——传感器增益越高,量化噪声产生的误差越小。
由于采取单一封装,体积小,从而节省了板空间和生产成本,并提高了质量。如果在分立解决方案中结合多个元件将占用更大板空间,因为各元件间需要保持最小间距。设计每增加一个新元件,在电路中放置该元件的成本就累加到产品成本中。每个附加元件都需要增加一个设备和两个或更多连线,因此在设计中需要考虑更多的问题。
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