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一种精密集成温度传感器及其应用

发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:479

  摘 要:介绍集成温度传感器max6610/6611的主要特点、特性以及在镍铬电池快速充电器中的应用。


  关键词:集成温度传感器;max6611;充电器;电压比较器

1引言

   max6610/6611是美信公司2002年推出的一款新型模拟温度传感器。该传感器内部集成了精密的参考电压源(vref= 4.096v/max6611,vref=2.560v/max6610),其温度系数小,典型值为10ppm/℃;工作电压范围4.5v~5.5v (max6611)、3.0v~5.5v(max6610);静态电流小,典型值为150μa,并且自效应小,且有省电关闭控制,在关闭状态时耗电典型值 为0.2μa;测温范围-40℃~+125℃;测温精度与测温范围有关:25℃时±1.2℃,-10℃~+55℃时±2.4℃,-20℃~+85℃时± 3.7℃(保证在4σ范围内);灵敏度16mv/℃;非线性误差1℃。

   由于该传感器具有上述特点,适用于系统的温度监控、温度补偿、通风系统、家用电器等领域。

2典型应用电路及温度特性

   max6611为6管脚sot-23封装,如图1所示。管脚功能为:脚1(vcc)电源正端,接0.1μf旁路电容;脚2、脚6(gnd)电源负端, 接地;脚3()关闭控制端,低电平(≤0.5v)有效,高电平(≥0.5v)时正常工作,不用时接vcc;脚4(temp)输出与温度成正比的模拟电压; 脚5(ref)为4.096v基准电压输出端,其驱动电流可达1ma,接1nf~1μf的旁路电容

  max6611输出电压utemp与测量温度t的关系为:utemp=u0+st;

   式中u0dd0℃时的输出电压,sdd传感器的灵敏度,tdd测量温度。

   对应芯片的灵敏席分别为:s=10mv/℃(max6610);s=16mv/℃(max6611)。

   该芯片输出电压utemp与温度t的关系如图3。




  在max6611的典型应用电路中(图2),它是由max6611及微控制器μc组成,μc芯片内带有adc,将max6611输出的模拟电压转换为相 应的数字电压,temp端直接接μc的adcin接口,并将max6611的ref端输出的4.096v基准电压输入μc的refin端,提供adc 所需的基准电压。分辨率的高低与adc的位数有关,若采用8位adc,分辨率可达1℃,采用10位时分辨率则为0.25℃。

3max6611在镍镉电池快速充电器中的应用

  由max6611型温度传感器ic1、电压比较器ic2、和lm317型三端可调集成稳压器构成的镍镉电池快速充电器,电路如图4所示。该电路对 3v~4.5v的镍镉电池组进行快速、安全地充电。通常认为,当被充电电池的温度升高5℃时就充到额定容量的80%;此时充电器就改用40ma的小电流继 续给电池充电,这种自动切换方式不仅能节省充电时间,还不会造成过充电现象。

  (1)温度传感器max6611的4管脚(temp)输出与温度成正比的电压信号,与比较器的反相端相连接,max6611的5管脚(ref)输出的基准电压经100kω电位器分压后与比较器的同相端相连,utemp=1.2v+st。


  (2)三端稳压集成电路lm317引脚见图4,该芯片的特性为:由vin端给它提供工作电压以后,便可以保持其+vout端(2脚)比adj端(1脚)的 电压高1.25v。因此,只需用极小的电流来调整adj端的电压,便可在+vout端得到比较大的电流输出,并且电压比adj端高出恒定的1.25v。

  (3)电压比较器ic2,两路电压utemp与u2输入比较器得到输出电压u0,其表达式为:

  图4中当电压比较器ic2输出的电压u0为高电平时,vd截止,因为lm317的vout-adj端的内部基准电压e0=1.25v,所以该恒流源的输出电流


i1,所以快速充电时的总充电电流近似等于i1=1a。


  当温度升高时(约5℃),传感器输出电压utemp变大,使得电压比较器输出低电平,此时vd导通,lm317的调整端电位uadj≈0.7v,进而 使+vout=e0+uadj=1.25+0.7≈2v,由于r3的下端接电池的正极,因此lm317处于反向偏置状态而不工作。此时靠流经电阻r4上的 电流i2给电池充电。

  例如:r1=100k,rf=10m时,在室温t=25℃时,utemp=1.6v,调节100k电位计使u2=1.65v,
  则u0=6.65v为高电平,vd截止;
  在充电过程中温度升高(t=30℃时),utemp=1.68v,则u0=-1.35v为低电平,vd导通。则电路用弱电流给电池充电。



  摘 要:介绍集成温度传感器max6610/6611的主要特点、特性以及在镍铬电池快速充电器中的应用。


  关键词:集成温度传感器;max6611;充电器;电压比较器

1引言

   max6610/6611是美信公司2002年推出的一款新型模拟温度传感器。该传感器内部集成了精密的参考电压源(vref= 4.096v/max6611,vref=2.560v/max6610),其温度系数小,典型值为10ppm/℃;工作电压范围4.5v~5.5v (max6611)、3.0v~5.5v(max6610);静态电流小,典型值为150μa,并且自效应小,且有省电关闭控制,在关闭状态时耗电典型值 为0.2μa;测温范围-40℃~+125℃;测温精度与测温范围有关:25℃时±1.2℃,-10℃~+55℃时±2.4℃,-20℃~+85℃时± 3.7℃(保证在4σ范围内);灵敏度16mv/℃;非线性误差1℃。

   由于该传感器具有上述特点,适用于系统的温度监控、温度补偿、通风系统、家用电器等领域。

2典型应用电路及温度特性

   max6611为6管脚sot-23封装,如图1所示。管脚功能为:脚1(vcc)电源正端,接0.1μf旁路电容;脚2、脚6(gnd)电源负端, 接地;脚3()关闭控制端,低电平(≤0.5v)有效,高电平(≥0.5v)时正常工作,不用时接vcc;脚4(temp)输出与温度成正比的模拟电压; 脚5(ref)为4.096v基准电压输出端,其驱动电流可达1ma,接1nf~1μf的旁路电容

  max6611输出电压utemp与测量温度t的关系为:utemp=u0+st;

   式中u0dd0℃时的输出电压,sdd传感器的灵敏度,tdd测量温度。

   对应芯片的灵敏席分别为:s=10mv/℃(max6610);s=16mv/℃(max6611)。

   该芯片输出电压utemp与温度t的关系如图3。




  在max6611的典型应用电路中(图2),它是由max6611及微控制器μc组成,μc芯片内带有adc,将max6611输出的模拟电压转换为相 应的数字电压,temp端直接接μc的adcin接口,并将max6611的ref端输出的4.096v基准电压输入μc的refin端,提供adc 所需的基准电压。分辨率的高低与adc的位数有关,若采用8位adc,分辨率可达1℃,采用10位时分辨率则为0.25℃。

3max6611在镍镉电池快速充电器中的应用

  由max6611型温度传感器ic1、电压比较器ic2、和lm317型三端可调集成稳压器构成的镍镉电池快速充电器,电路如图4所示。该电路对 3v~4.5v的镍镉电池组进行快速、安全地充电。通常认为,当被充电电池的温度升高5℃时就充到额定容量的80%;此时充电器就改用40ma的小电流继 续给电池充电,这种自动切换方式不仅能节省充电时间,还不会造成过充电现象。

  (1)温度传感器max6611的4管脚(temp)输出与温度成正比的电压信号,与比较器的反相端相连接,max6611的5管脚(ref)输出的基准电压经100kω电位器分压后与比较器的同相端相连,utemp=1.2v+st。


  (2)三端稳压集成电路lm317引脚见图4,该芯片的特性为:由vin端给它提供工作电压以后,便可以保持其+vout端(2脚)比adj端(1脚)的 电压高1.25v。因此,只需用极小的电流来调整adj端的电压,便可在+vout端得到比较大的电流输出,并且电压比adj端高出恒定的1.25v。

  (3)电压比较器ic2,两路电压utemp与u2输入比较器得到输出电压u0,其表达式为:

  图4中当电压比较器ic2输出的电压u0为高电平时,vd截止,因为lm317的vout-adj端的内部基准电压e0=1.25v,所以该恒流源的输出电流


i1,所以快速充电时的总充电电流近似等于i1=1a。


  当温度升高时(约5℃),传感器输出电压utemp变大,使得电压比较器输出低电平,此时vd导通,lm317的调整端电位uadj≈0.7v,进而 使+vout=e0+uadj=1.25+0.7≈2v,由于r3的下端接电池的正极,因此lm317处于反向偏置状态而不工作。此时靠流经电阻r4上的 电流i2给电池充电。

  例如:r1=100k,rf=10m时,在室温t=25℃时,utemp=1.6v,调节100k电位计使u2=1.65v,
  则u0=6.65v为高电平,vd截止;
  在充电过程中温度升高(t=30℃时),utemp=1.68v,则u0=-1.35v为低电平,vd导通。则电路用弱电流给电池充电。



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