NTC熱敏電阻用于溫度檢測和溫度補償的溫度保護器件的應用(二)

今天,我們繼續介紹用于溫度檢測和溫度補償的溫度保護器件NTC熱敏貼片電阻的應用。

示例應用:HDD 的溫度檢測

HDD作為PC等智能電子設備的存儲設備,屬于熱敏感設備,高溫會增加出錯和故障的可能性。因此,溫度傳感器會檢測其溫度,當溫度超過定義的閾值時,風扇會打開以冷卻設備。由 NTC 熱敏電阻和固定電阻組成的相對簡單的溫度檢測電路的精度完*足以保護 HDD,并且比使用溫度傳感器 IC 的電路更具成本效益。下圖顯示了用 NTC 熱敏電阻替換溫度傳感器 IC。

示例應用:硬盤磁頭寫入操作的溫度檢測

HDD 中的數據寫入是利用記錄頭中的線圈產生的磁性在盤片(磁盤)的磁性層中進行磁記錄。過度寫入會導致磁頭過熱并對磁頭元件產生不利影響。因此,使用下圖所示的帶有 NTC 熱敏電阻的溫度檢測電路來控制流過磁頭的電流。

示例應用:熱敏打印機的溫度控制

熱敏打印機用于在熱敏紙上打印,用作POS收銀機的收據打印機和條碼或標簽打印機。熱敏頭的溫度與打印字符的飽和度和厚度相關:溫度越高,字符越深越厚。為了保持恒定的打印質量,根據檢測到的熱敏頭溫度,通過改變提供給熱敏頭的電流的脈沖寬度來控制電壓。下圖顯示了使用 NTC 熱敏電阻的溫度檢測電路塊的示例。

示例應用:LCD 的溫度補償

用于智能手機、平板電腦和其他緊湊型設備的 LCD 顯示屏的對比度取決于溫度并隨環境溫度而變化。為此,需要根據環境溫度調整驅動電壓。下圖顯示了采用 NTC 熱敏電阻和固定電阻器組合的典型溫度補償電路。

NTC熱敏電阻用于溫度檢測和溫度補償的溫度保護器件的應用(二)

示例應用:晶體振蕩器的溫度補償

使用晶體諧振器的晶體振蕩器用于PC等電子設備中以產生參考頻率(時鐘參考信號)。如下圖所示,晶體諧振器的溫度特性繪制了一條三次曲線,在標準溫度(大多數情況下為 25 °C)處有一個拐點,并且在很大程度上取決于溫度的振蕩頻率偏差(垂直軸)。通過在低溫區和高溫區的每一個中插入溫度特性與晶體諧振器相反的補償電路來減小振蕩頻率偏差。這種模擬補償電路采用 NTC 熱敏電阻、電容器和電阻器。帶有內部溫度補償電路的晶體振蕩器稱為TCXO(溫度補償晶體振蕩器)。

應用示例:半導體壓力傳感器的溫度補償

許多 MEMS 壓阻式半導體壓力傳感器用于許多家用電器、工廠中的自動化生產線、汽車應用等。這種壓力傳感器由一個硅基板組成,該基板被蝕刻以形成一個薄的空心壓敏隔膜,帶有四個連接到壓敏電橋的壓阻部件(應變計)。當膜片受到來自介質的壓力時,傳感器元件之間會產生電阻差,然后從電橋電路的兩端產生電信號。

壓阻式半導體壓力傳感器具有體積小、靈敏度高的特點,但由于傳感器元件的靈敏度與溫度有關,因此需要補償電路。下圖顯示了一個由 NTC 熱敏電阻和固定電阻器組合而成的補償電路。溫度補償是通過 NTC 熱敏電阻隨溫度變化的電阻控制施加到壓力傳感器上的電壓來實現的。還開發了各種類型的其他補償電路。

應用示例:半導體的熱保護

需要保護半導體在操作期間免受過高溫度的影響。NTC 熱敏電阻放置在電源模塊內部的基板上,以監控安裝模塊的散熱器溫度(圖)。NTC 熱敏電阻的端子將連接到控制器的比較器。一旦 NTC 熱敏電阻的電阻降至預定值以下,控制器將降低通過所有半導體的功率以降低封裝內部的溫度。

特別是當功率模塊中使用寬帶隙半導體(GaN 或 SiC)時,與標準硅相比,這會導致更高的工作溫度,并且可能需要使用不同的組件安裝方法。雖然焊接或粘合對于標準硅已經足夠,但現在更高的工作溫度主要需要燒結工藝將組件連接到 DCB(直接銅鍵合)和鍵合連接,使用金、銀或鋁線來實現互連。

當達到結溫時必須關閉 IGBT,以免它變得太熱并隨后損壞。該溫度控制由包含在 IGBT 封裝中的 NTC 熱敏電阻執行。

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