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可调温度限制和可编程滞后电压的散热保护电路

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:428

散热保护在许多电源系统中都非常重要。下图显示了一个低成本的散热保护电路。其中ltc1998是一个用于电池监控的6引脚sot-23封装比较器,在该电路中被用作散热保护。这个散热保护电路可提供非常有用的功能,例如可调跳变温度、可编程滞后电压和远端温度感测。

该电路采用一个负温度系数(ntc)热敏电阻rt来检测电路板温度。在正常情况下,ltc1998引脚1的电压(vbatt)高于2.5v,因此ltc1998引脚6的电压(vbattlo)为逻辑高电平。

当检测点温度升高时,ltc1998引脚1的电压(vbatt)会因为rt阻抗而下降。如果vbatt降至低于2.5v,那么ltc1998的内部比较器就会发生跳变,并且vbattlo(引脚6)变成逻辑低电平。引脚6可以连接到相关电源的运行/软启动(使能/关断)控制端。因此,如果温度升高到预先设定的跳变点,就可以关断电源以防出现过热。

跳变温度门限可以用以下等式设定:

vbatt=vz×rt(trip)/[r1+rt(trip)]=2.5v (1)

选定ntc热敏电阻和温度跳变门限以后,达到跳变点温度时的rt(trip)value可以由电阻-温度曲线或热敏电阻制造商提供的数据表中的公式来确定。如果已知vz(齐纳二极管上的电压),那么r1的阻值就能用式(1)计算出来。

加入可编程滞后电压是为了防止引脚6(battlo)在跳变点上产生振荡。当发生温度跳变和电源关断以后,电路板温度开始下降。ntc热敏电阻阻抗增加,ltc1998引脚1(vbatt)上的电压也随之升高。当vbatt升至超过2.5v的某一预定值之后,ltc1998的内部比较器再次发生跳变。此时,引脚6(battlo、run/ss)变为逻辑高电平,并且电源可以恢复正常工作。 滞后电压可以通过引脚4(vh.a)上的电压设定:

vhyst=vh.a/2=vz×r3/(r2+r3)/2 (2)

选择好重启电源的温度值,滞后电压可以根据电阻-温度曲线或热敏电阻数据表中的公式来确定。然后就可以通过式(2)选定r2和r3的值。

与片上温度感测模式不同,这个散热保护电路利用ntc热敏电阻来检测温度,因此有可能感测到远端的温度。一个纤巧的热敏电阻可以放置在远离ltc1998电路的位置,并对电路板上任何兴趣点的温度进行监视。

建议将电路的输入电压vz设定在大约2.7v至5.5v之间。例如,如果系统中有一个3.3v的电压电源,那么vz就可以直接连接到这个3.3v的电源上,这时将不需要rz和齐纳二极管。如果系统中没有提供合适的偏置电源,那么就需要利用rz和齐纳二极管将保护电路连接到电源输入端。根据输入电压范围选择rz和齐纳二极管。

左图中的电路采用了murata公司生产的0603规格100k ntc热敏电阻(ncp18wf104j03rb)。rz和齐纳二极管器件在大约3v至40v的输入电压范围内工作良好。

当vin为24v时,vz约为3.3v,滞后电压为150mv。引脚1的跳变电压为2.5v,这是通过ltc1998的内部参考电压设定的。温度跳变门限大约在90℃,并有10℃的滞后(在这个温度范围内热敏电阻的温度系数大约为-0.3kω/℃)。也就是说,受控电源在温度高于90℃时将会关断,而在温度低于80℃时将恢复工作。




散热保护在许多电源系统中都非常重要。下图显示了一个低成本的散热保护电路。其中ltc1998是一个用于电池监控的6引脚sot-23封装比较器,在该电路中被用作散热保护。这个散热保护电路可提供非常有用的功能,例如可调跳变温度、可编程滞后电压和远端温度感测。

该电路采用一个负温度系数(ntc)热敏电阻rt来检测电路板温度。在正常情况下,ltc1998引脚1的电压(vbatt)高于2.5v,因此ltc1998引脚6的电压(vbattlo)为逻辑高电平。

当检测点温度升高时,ltc1998引脚1的电压(vbatt)会因为rt阻抗而下降。如果vbatt降至低于2.5v,那么ltc1998的内部比较器就会发生跳变,并且vbattlo(引脚6)变成逻辑低电平。引脚6可以连接到相关电源的运行/软启动(使能/关断)控制端。因此,如果温度升高到预先设定的跳变点,就可以关断电源以防出现过热。

跳变温度门限可以用以下等式设定:

vbatt=vz×rt(trip)/[r1+rt(trip)]=2.5v (1)

选定ntc热敏电阻和温度跳变门限以后,达到跳变点温度时的rt(trip)value可以由电阻-温度曲线或热敏电阻制造商提供的数据表中的公式来确定。如果已知vz(齐纳二极管上的电压),那么r1的阻值就能用式(1)计算出来。

加入可编程滞后电压是为了防止引脚6(battlo)在跳变点上产生振荡。当发生温度跳变和电源关断以后,电路板温度开始下降。ntc热敏电阻阻抗增加,ltc1998引脚1(vbatt)上的电压也随之升高。当vbatt升至超过2.5v的某一预定值之后,ltc1998的内部比较器再次发生跳变。此时,引脚6(battlo、run/ss)变为逻辑高电平,并且电源可以恢复正常工作。 滞后电压可以通过引脚4(vh.a)上的电压设定:

vhyst=vh.a/2=vz×r3/(r2+r3)/2 (2)

选择好重启电源的温度值,滞后电压可以根据电阻-温度曲线或热敏电阻数据表中的公式来确定。然后就可以通过式(2)选定r2和r3的值。

与片上温度感测模式不同,这个散热保护电路利用ntc热敏电阻来检测温度,因此有可能感测到远端的温度。一个纤巧的热敏电阻可以放置在远离ltc1998电路的位置,并对电路板上任何兴趣点的温度进行监视。

建议将电路的输入电压vz设定在大约2.7v至5.5v之间。例如,如果系统中有一个3.3v的电压电源,那么vz就可以直接连接到这个3.3v的电源上,这时将不需要rz和齐纳二极管。如果系统中没有提供合适的偏置电源,那么就需要利用rz和齐纳二极管将保护电路连接到电源输入端。根据输入电压范围选择rz和齐纳二极管。

左图中的电路采用了murata公司生产的0603规格100k ntc热敏电阻(ncp18wf104j03rb)。rz和齐纳二极管器件在大约3v至40v的输入电压范围内工作良好。

当vin为24v时,vz约为3.3v,滞后电压为150mv。引脚1的跳变电压为2.5v,这是通过ltc1998的内部参考电压设定的。温度跳变门限大约在90℃,并有10℃的滞后(在这个温度范围内热敏电阻的温度系数大约为-0.3kω/℃)。也就是说,受控电源在温度高于90℃时将会关断,而在温度低于80℃时将恢复工作。




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