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NTC热敏电阻用于温度检测和温度补偿的温度保护器件的应用(二)

今天,我们继续介绍用于温度检测和温度补偿的温度保护器件NTC热敏贴片电阻的应用。

示例应用:HDD 的温度检测

HDD作为PC等智能电子设备的存储设备,属于热敏感设备,高温会增加出错和故障的可能性。因此,温度传感器会检测其温度,当温度超过定义的阈值时,风扇会打开以冷却设备。由 NTC 热敏电阻和固定电阻组成的相对简单的温度检测电路的精度完*足以保护 HDD,并且比使用温度传感器 IC 的电路更具成本效益。下图显示了用 NTC 热敏电阻替换温度传感器 IC。

示例应用:硬盘磁头写入操作的温度检测

HDD 中的数据写入是利用记录头中的线圈产生的磁性在盘片(磁盘)的磁性层中进行磁记录。过度写入会导致磁头过热并对磁头元件产生不利影响。因此,使用下图所示的带有 NTC 热敏电阻的温度检测电路来控制流过磁头的电流。

示例应用:热敏打印机的温度控制

热敏打印机用于在热敏纸上打印,用作POS收银机的收据打印机和条码或标签打印机。热敏头的温度与打印字符的饱和度和厚度相关:温度越高,字符越深越厚。为了保持恒定的打印质量,根据检测到的热敏头温度,通过改变提供给热敏头的电流的脉冲宽度来控制电压。下图显示了使用 NTC 热敏电阻的温度检测电路块的示例。

示例应用:LCD 的温度补偿

用于智能手机、平板电脑和其他紧凑型设备的 LCD 显示屏的对比度取决于温度并随环境温度而变化。为此,需要根据环境温度调整驱动电压。下图显示了采用 NTC 热敏电阻和固定电阻器组合的典型温度补偿电路。

NTC热敏电阻用于温度检测和温度补偿的温度保护器件的应用(二)

示例应用:晶体振荡器的温度补偿

使用晶体谐振器的晶体振荡器用于PC等电子设备中以产生参考频率(时钟参考信号)。如下图所示,晶体谐振器的温度特性绘制了一条三次曲线,在标准温度(大多数情况下为 25 °C)处有一个拐点,并且在很大程度上取决于温度的振荡频率偏差(垂直轴)。通过在低温区和高温区的每一个中插入温度特性与晶体谐振器相反的补偿电路来减小振荡频率偏差。这种模拟补偿电路采用 NTC 热敏电阻、电容器和电阻器。带有内部温度补偿电路的晶体振荡器称为TCXO(温度补偿晶体振荡器)。

应用示例:半导体压力传感器的温度补偿

许多 MEMS 压阻式半导体压力传感器用于许多家用电器、工厂中的自动化生产线、汽车应用等。这种压力传感器由一个硅基板组成,该基板被蚀刻以形成一个薄的空心压敏隔膜,带有四个连接到压敏电桥的压阻部件(应变计)。当膜片受到来自介质的压力时,传感器元件之间会产生电阻差,然后从电桥电路的两端产生电信号。

压阻式半导体压力传感器具有体积小、灵敏度高的特点,但由于传感器元件的灵敏度与温度有关,因此需要补偿电路。下图显示了一个由 NTC 热敏电阻和固定电阻器组合而成的补偿电路。温度补偿是通过 NTC 热敏电阻随温度变化的电阻控制施加到压力传感器上的电压来实现的。还开发了各种类型的其他补偿电路。

应用示例:半导体的热保护

需要保护半导体在操作期间免受过高温度的影响。NTC 热敏电阻放置在电源模块内部的基板上,以监控安装模块的散热器温度(图)。NTC 热敏电阻的端子将连接到控制器的比较器。一旦 NTC 热敏电阻的电阻降至预定值以下,控制器将降低通过所有半导体的功率以降低封装内部的温度。

特别是当功率模块中使用宽带隙半导体(GaN 或 SiC)时,与标准硅相比,这会导致更高的工作温度,并且可能需要使用不同的组件安装方法。虽然焊接或粘合对于标准硅已经足够,但现在更高的工作温度主要需要烧结工艺将组件连接到 DCB(直接铜键合)和键合连接,使用金、银或铝线来实现互连。

当达到结温时必须关闭 IGBT,以免它变得太热并随后损坏。该温度控制由包含在 IGBT 封装中的 NTC 热敏电阻执行。

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