温度保护设备芯片式NTC热敏电阻的应用(上)

 NTC热敏电阻是热敏电阻器元件，其电阻值会随着温度的升高而迅速减小。具有这种特性，它们可用作温度保护装置，以防止电路过热，并用作温度传感器。本文介绍了温度保护设备在温度检测和温度补偿中的应用。

SMD NTC热敏电阻的优点

NTC热敏电阻是对温度敏感的贴片电阻器元件，使用具有负温度系数（NTC）的半导体陶瓷。这意味着电阻随温度升高呈指数下降。RT曲线越陡，在指定温度范围内的电阻变化越大。凭借这种特性，它们通常用作温度传感器，也可以用作温度保护设备，以进行温度测量和温度补偿。

温度补偿是电路对温度变化做出反应并采取纠正措施以确保稳定运行（控制）并防止温度过高或过低的能力。例如，随着温度变化，使用晶体管或晶体谐振器的电子电路的操作变得微妙地不稳定。由于负温度系数高，NTC热敏电阻特别适合补偿电路对温度变化的不良响应。电力电子的工作点稳定和LCD显示器的亮度控制就是两个例子。

NTC热敏电阻有许多不同的设计，包括磁盘，玻璃封装的二极管，涂树脂的引线和SMD类型。当需要PCB板上的温度保护时，基于多层技术的SMD NTC热敏电阻是优选。以下是SMD NTC热敏电阻作为温度保护设备的用途，例如温度检测和温度补偿。*文字和图表中提到的NTC热敏电阻是SMD NTC热敏电阻。而且，电路图被简化。

示例应用：移动设备电池组的温度检测

特别是所有可充电电池，尤其是锂离子电池，都必须受到智能充电电路的监视和保护，因为从电池中汲取功率的移动通信设备必须在各种环境下运行，包括低温和高温运行。

作为优选的温度检测设备，NTC热敏电阻用于保护电路中。NTC热敏电阻可以根据电池系统的不同目的检测环境温度。特别是对于快速充电，必须测量环境温度，因为并非所有电池都允许在冷热温度范围内充电。电池组制造商通常会根据电池的化学性质，将充电温度从0°C升高至45°c以进行缓慢充电，并从5°C，10°C升高至45°C以进行快速充电。

NTC热敏电阻是智能充电控制单元的一部分（请参见下面的电路），可确保环境温度在允许快速充电的范围内。在充电期间，NTC热敏电阻会重复测量整个5到10秒的温度，并且可以检测到充电周期结束或异常充电条件引起的电池温度升高。

在放电期间，NTC热敏电阻还会执行温度补偿以进行电压测量，这有助于测量电池中的剩余电荷。

示例应用：微控制器的温度检测

必须保护智能手机和其他设备的微控制器免于过热，以确保其操作可靠性。下图显示了一个微控制器温度保护电路，该电路采用了由NTC热敏电阻和固定电阻R S的组合组成的分压电路。当过电流流过时，NTC热敏电阻的温度升高，其电阻减小，从而抑制了微控制器的驱动电压。为了实现有效的温度保护，在电路板上或发热部件上安装了小型的SMD NTC热敏电阻和电阻器。

示例应用：LED照明系统的温度检测

在许多便携式电子解决方案中，发光二极管（LED）广泛用于普通照明和汽车照明，在这些照明中，高亮度变得越来越普遍。解决方案是高亮度LED（HBLED），与传统照明相比，它具有许多优势，但像其他任何半导体器件一样，它们也会发热。因此，挑战之一是热管理。一般来说，高质量的LED是坚固耐用的设备，如果正确处理，它们可以运行超过100,000小时。但是，高温会大大缩短其使用寿命，并对亮度产生负面影响。为了保证*大使用寿命，LED制造商通常建议电流降额始于50°C至80°C之间的温度。如果没有温度控制，设计人员必须确保温度永远不会超过建议的LED降额阈值，或通过电阻将电流限制为*大额定值的57％，这会牺牲LED的全部亮度。这使得NTC热敏电阻具有诱人的性价比，因此成为照明温度检测和控制的优选。

可以基于特定的IC LED驱动器使用不同的拓扑。NTC热敏电阻可以在电阻器网络中工作（排电阻），在该网络中，感应电压可以通过影响脉冲宽度调制（PWM）比率来间接控制LED电流。下图显示了另一个选项。在此，NTC热敏电阻用于LED电流检测分支中，以影响较高温度下的反馈信号。在这种配置中，NTC必须连接至恒定电压源，例如驱动器提供的参考输出电压。