如何解決集成型溫度傳感器溫度開關散熱難題
發布日期：2013-10-28 14:36 來源：https://www.huayu13.com 點擊：
隨著電子係統越來越朝著多功能、更高性能和更小封裝的趨勢發展，係統散熱問題日漸成為設計環節中必須考慮的因素。係統過熱會降低性能，損壞元件或產生安全隱患。為跟蹤並降低係統散熱而引發的問題，通常需要監控兩個參數：持續溫度測量和過熱警報。
用於進行持續溫度測量和過熱警報指示的傳統分離元件電路在傳感器元件中使用熱敏電阻器(熱敏電阻)，通常采用負溫度係數(NTC)熱敏電阻。隨著溫度的升高，NTC熱敏電阻的電阻值降低。
處理器的模數轉換器用於采集溫度模擬電壓(VteMP)。當溫度超出臨界值時，數字比較器的輸出端會驅動處理器的輸入端進行提示。
NTC電路的另一個誤差源是VTRIP的誤差。最大程度降低這一誤差的一種途徑是使用高精度參考端。但是，比較器的輸入端會收集到來自參考端的噪聲。比較器的跳脫點會隨著噪聲產生的信號電平的變化而不同。LM57采用一種zhuanli技術從而解決了這個問題。用戶可以通過選擇兩個電阻器RSENSE1和RSENSE2的值設置VTRIP的值。LM57使用數模轉換器確定跳脫電壓範圍。隻要感應線路中電壓在指定範圍內，跳脫溫度就不會產生變化。這表示LM57感應輸入不會受到輸入端適量噪聲的影響。這還意味著隻要電阻器的容差在1%或更低，各電阻器的跳脫點就不會變化。
電壓分頻器直接衍生模擬溫度信號，作為熱敏電阻溫度模擬信號的電壓電平。RBIAS電阻器能夠設置電路增益，並使熱敏電阻保持在允許的功率內工作，從而最大限度地減小溫度導致的電阻誤差。過熱警報通過將熱敏電阻的輸出端與比較器的輸入端相連接而產生。參考電壓與比較器的另一輸入端相連，以設置比較器輸出端被激活的電壓值(過熱電平)。通過采用磁滯反饋回路用於避免比較器在VTEMP等於VREF時來回快速開關。但是分立熱敏電阻解決方案會存在許多設計問題。而LM57集成模擬溫度傳感器和溫度開關能夠解決這些設計問題，並提高係統的性能。
在傳感器測量中獲得最大的精確度需要注意量化噪聲誤差，這是由模擬信號向二進製數據轉換產生的誤差。模擬信號經過數字化，得出的是一個接近實際測得模擬值的數字值。數字測量的最小增量(LSB)是將模數轉換器參考電壓除以模數轉換器的可數代碼數得出的電壓。例如，使用2.56V參考電壓的8位模數轉換器產生的LSB值為2.56V÷28=10mV。測得的模擬值和數字值之間的任何差值將稱為轉換中的誤差，這被稱為轉換噪聲或轉換誤差。例如，如果嚐試采集1.384V信號，此信號經數字化獲得接近10mV的值，假設達到1.380V，則采樣值具有4mV的轉換噪聲值。
由於采取單一封裝，體積小，從而節省了板空間和生產成本，並提高了質量。如果在分立解決方案中結合多個元件將占用更大板空間，因為各元件間需要保持最小間距。設計每增加一個新元件，在電路中放置該元件的成本就累加到產品成本中。每個附加元件都需要增加一個設備和兩個或更多連線，因此在設計中需要考慮更多的問題。
那麽，此噪聲在溫度誤差中意味著什麽?答案取決於傳感器輸出的增益。傳感器的增益幅度越大，就越少受到噪聲的影響——傳感器增益越高，量化噪聲產生的誤差越小。
用於進行持續溫度測量和過熱警報指示的傳統分離元件電路在傳感器元件中使用熱敏電阻器(熱敏電阻)，通常采用負溫度係數(NTC)熱敏電阻。隨著溫度的升高，NTC熱敏電阻的電阻值降低。
處理器的模數轉換器用於采集溫度模擬電壓(VteMP)。當溫度超出臨界值時，數字比較器的輸出端會驅動處理器的輸入端進行提示。
NTC電路的另一個誤差源是VTRIP的誤差。最大程度降低這一誤差的一種途徑是使用高精度參考端。但是，比較器的輸入端會收集到來自參考端的噪聲。比較器的跳脫點會隨著噪聲產生的信號電平的變化而不同。LM57采用一種zhuanli技術從而解決了這個問題。用戶可以通過選擇兩個電阻器RSENSE1和RSENSE2的值設置VTRIP的值。LM57使用數模轉換器確定跳脫電壓範圍。隻要感應線路中電壓在指定範圍內，跳脫溫度就不會產生變化。這表示LM57感應輸入不會受到輸入端適量噪聲的影響。這還意味著隻要電阻器的容差在1%或更低，各電阻器的跳脫點就不會變化。
電壓分頻器直接衍生模擬溫度信號，作為熱敏電阻溫度模擬信號的電壓電平。RBIAS電阻器能夠設置電路增益，並使熱敏電阻保持在允許的功率內工作，從而最大限度地減小溫度導致的電阻誤差。過熱警報通過將熱敏電阻的輸出端與比較器的輸入端相連接而產生。參考電壓與比較器的另一輸入端相連，以設置比較器輸出端被激活的電壓值(過熱電平)。通過采用磁滯反饋回路用於避免比較器在VTEMP等於VREF時來回快速開關。但是分立熱敏電阻解決方案會存在許多設計問題。而LM57集成模擬溫度傳感器和溫度開關能夠解決這些設計問題，並提高係統的性能。
在傳感器測量中獲得最大的精確度需要注意量化噪聲誤差，這是由模擬信號向二進製數據轉換產生的誤差。模擬信號經過數字化，得出的是一個接近實際測得模擬值的數字值。數字測量的最小增量(LSB)是將模數轉換器參考電壓除以模數轉換器的可數代碼數得出的電壓。例如，使用2.56V參考電壓的8位模數轉換器產生的LSB值為2.56V÷28=10mV。測得的模擬值和數字值之間的任何差值將稱為轉換中的誤差，這被稱為轉換噪聲或轉換誤差。例如，如果嚐試采集1.384V信號，此信號經數字化獲得接近10mV的值，假設達到1.380V，則采樣值具有4mV的轉換噪聲值。
由於采取單一封裝，體積小，從而節省了板空間和生產成本，並提高了質量。如果在分立解決方案中結合多個元件將占用更大板空間，因為各元件間需要保持最小間距。設計每增加一個新元件，在電路中放置該元件的成本就累加到產品成本中。每個附加元件都需要增加一個設備和兩個或更多連線，因此在設計中需要考慮更多的問題。
那麽，此噪聲在溫度誤差中意味著什麽?答案取決於傳感器輸出的增益。傳感器的增益幅度越大，就越少受到噪聲的影響——傳感器增益越高，量化噪聲產生的誤差越小。
