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想不到过温保护电路如此简单!仅需几个分立器件和热敏电路

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发表于 2023-6-3 08:30:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
过温保护电路没有想象中那么复杂,可以通过使用热敏电路和其他分立器件来设计。# E- K4 R# ]4 r# Y3 e  Q
这里就简单地介绍一下过温保护电路的设计。
" b# L) ~2 ^' H2 A' u& q3 H' `
0 f3 S' _( U/ m0 _# z一、如何设计过温保护电路这里就需要了解一些基础知识:% ?% m3 m. B" b$ M1 h
1、温度过高
7 t$ I0 p0 ~6 @  i8 S6 |系统或者设备的温度超过其推荐范围的情况,就很容易把设备烧坏,就必须要对这种情况进行预防。! A. \1 N  Y, q/ I! O6 D" g
2、过温保护$ I% N7 M6 K% J" @) Q/ |
这个就是表面意思,为系统或者设备提供过温保护
$ h, a2 V: U( E& b. _3、过温保护电路+ |6 K5 \& Y$ @$ B! L
主要是保护任何系统或者设备受到过高温度的影响
5 \6 }' p* D7 ?8 f; {% w. y4、 OTP
2 a. ^  D4 c/ V9 n! x# z也就是over temperature的缩写) O/ Y" {: S3 I
5、NYC热敏电阻6 t4 a& ^/ D/ r
负温度系数热敏电阻。随着温度升高,电阻降低。. d2 H5 L9 H+ d/ j; B9 y* |* O

, `7 l. N2 [% z. x二、过温保护电路设计的通用步骤1、确定要放置传感器的热点区域
4 A- L& U/ ]! y& ?这里最重要的是你可以识别到这些热点位置,这样保护才能达到目的。/ p9 e3 L- T$ o, J' z4 O1 I
2、设置OTP目标的触发点; q! k. M1 `  R1 L6 b) w4 L
当达到这个跳变点的时候,不会损坏设备。
- m8 A- e& _; o6 g# f: P2 l; ]# e1 |; {3、选择你想要用的传感器类型
# {5 l: m* S" B! f2 N$ _( p对于PCB板,成本比较低的选择是NTC热敏电阻。贴片或者插件都可以。0 J/ n9 }: Y! \  ], V* |
4、选择关联部件  f- O+ h0 x( G* U
与选择比较器、偏置电阻或者添加延迟/旁路电容一样,你可以添加迟滞。迟滞是一种防止2种状态持续变化的电阻。' F  ~* {  u2 R  q4 N
5、进行计算和模拟
; {- m# @2 o& ]7 r% t( y在设计实际电路之前,建议先进行模拟和计算。& I4 o6 ~- W: A! ^: v- i
6、搭建实际电路进行测试( T7 n3 t. q" d" e
如果要构建实际电路的话,就可能需要反复的去改进你的设计,为了减少迭代,建议在计算和模拟的时候下点功夫。
# K; I: I$ k7 J' Z* ^/ G' q7、优化设计$ i* h  S, I* s1 d, j7 t! l+ V7 r
如果有了实际电路,就可以优化电路值。
+ t# ^6 v# K  z$ X  {; e* c% d* q$ n& G" @' {# x
三、如何设计过温保护电力电路这里举一个简单的例子。& i* s& }/ `/ J+ d& b% L2 Q
1、步骤1和步骤2
% ~" {1 ]5 Q6 z; o" H7 C假设我已经确定了系统的热点(步骤1),并且我想要的是OTP触发点是80℃(步骤2)。0 ]2 \% R' F: |, f# c6 M1 c
2、步骤3-步骤5
0 L( ]" U/ [: T这里我使用的是NTC热敏电阻,然后使用带有参考和偏置电阻以及迟滞电路的比较器,同时话添加了去耦电容,下面为过温保护电路的设计。
2 X' t5 I9 k0 l$ A: r$ ~

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1 H' Q# z, W" k. y设计过温保护电力电路1 f) i% a! F! \& A0 V* a1 n/ |
3、过温保护电路的工作原理- X; C' c# |0 m  F
当未达到OTP设定点时,比较器的(X1)的正输入高于负输入。这就意味着,由于上拉电阻R2的存在,VOUT节点将看到VCC的电平。
9 {/ t3 J8 t9 o" y6 k5 q7 L顺便说一下,X1是开漏型比较器,意味着当正输入高于负输入时,输出引脚将悬空,这也就是为什么要在VCC上添加一个1K的上拉电阻。1 `; X7 _+ k% I0 \( o
这里使用NTC热敏电阻。当热点位置的温度达到跳变点时,RNTC值将变小,使其两端的电压降低于参考电压(REF)。接着VOUT将为0。你可以将VOUT馈送到控制系统开启和关闭的电路。基本上,当 VOUT 为高时,系统不会关闭,而当 VOUT 为低时,系统将关闭。" y/ u. d, {9 q  }
D1和R1的目的是提供迟滞,当X1输出变低时,R1与RNTC形成并联,由于D1的存在,不是直接平行的,但D1的影响并不显著,在分析过程中可以忽略不计。只有当X1的正输入低于负输入时,输出才会变为低电平,差不多就是在OTP电路工作时,也就是发生过温时。
& z; I9 ?5 w7 M3 v/ Q0 v# NRNTC与R1并联,等效电压将远低于参考电压。因此在系统再次开启之前会有时间延迟,就可以防止在打开和关闭状态之间快速变化的情况。
: g+ \/ N, q9 p. z, u5 o4、模拟运行
* Y6 @+ W$ @% f6 S/ c这里就需要在模拟的时候检查电路响应。在模拟中,将热敏电阻的RNTC的电阻从500Ω更改为 10K。x 轴显示电阻,而 y 轴显示 VOUT、Votp 和 Vref 的电压电平。根据仿真结果,当 RTNC 的值在 1.75k 左右时,VOUT 将从低电平变为高电平。这是 RNTC 两端的电压超过参考电压的点。
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以上就是关于过温保护电路的内容,希望大家能够点赞、分享、收藏,如有问题或者建议,欢迎在评论区留言。
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