具有可調溫度限制和可編程滯后電壓的低成本散熱保護電路

　　散熱保護在許多電源系統中都非常重要。圖 1顯示了一個(gè)低成本的散熱保護電路。其中LTC1998是一個(gè)用于電池監控的6引腳SOT-23封裝比較器，在該電路中被用作散熱保護。這個(gè)散熱保護電路可提供非常有用的功能，利如可調跳變溫度、可編程滯后電壓和遠端溫度感測。

　　該電路采用一個(gè)負溫度系數(NTC)熱敏電阻RT來(lái)檢測電路板溫度。在正常情況下，LTC1998引腳1的電壓(Vbatt)高于2.5V，因此LTC1998引腳6的電壓(Vbattlo)為邏輯高電平。

　　當檢測點(diǎn)溫度升高時(shí)，LTC1998引腳1的電壓(Vbatt)會(huì )因為RT阻抗而下降。如果Vbatt降至低于2.5V，那么LTC1998的內部比較器就會(huì )發(fā)生跳變，并且Vbattlo(引腳6)變成邏輯低電平。引腳6可以連接到相關(guān)電源的運行/軟啟動(dòng)(使能/關(guān)斷)控制端。因此，如果溫度升高到預先設定的跳變點(diǎn)，就可以關(guān)斷電源以防出現過(guò)熱。

圖1：具有可調溫度門(mén)限、可編程滯后電壓和遠端溫度感測特性的散熱保護電路。

跳變溫度門(mén)限可以用以下等式設定：

Vbatt=Vz×RT_(trip)/[R1+RT_(trip)]=2.5V (1)

　　選定NTC 熱敏電阻和溫度跳變門(mén)限以后，達到跳變點(diǎn)溫度時(shí)的RT_(trip)value可以由電阻-溫度曲線(xiàn)或熱敏電阻制造商提供的數據表中的公式來(lái)確定。如果已知V_z(齊納二極管上的電壓)，那么R1的阻值就能用等式(1)計算出來(lái)。

　　加入可編程滯后電壓是為了防止引腳6(Battlo)在跳變點(diǎn)上產(chǎn)生振蕩。當發(fā)生溫度跳變和電源關(guān)斷以后，電路板溫度開(kāi)始下降。NTC熱敏電阻阻抗增加，LTC1998引腳1(Vbatt)上的電壓也隨之升高。當Vbatt升至超過(guò)2.5V的某一預定值之后，LTC1998的內部比較器再次發(fā)生跳變。此時(shí)，引腳6(battlo、RUN/SS)變?yōu)檫壿嫺唠娖?，并且電源可以恢復正常工作?/P>

滯后電壓可以通過(guò)引腳4(V_H.A)上的電壓設定：

V_HYST=V_H.A/2=Vz×R3/(R2+R3)/2 (2)

　　選擇好重啟電源的溫度值，滯后電壓可以根據電阻-溫度曲線(xiàn)或熱敏電阻數據表中的公式來(lái)確定。然后就可以通過(guò)等式(2)選定R2和R3的值。

　　與片上溫度感測模式不同，這個(gè)散熱保護電路利用NTC熱敏電阻來(lái)檢測溫度，因此有可能感測到遠端的溫度。一個(gè)纖巧的熱敏電阻可以放置在遠離LTC1998電路的位置，并對電路板上任何興趣點(diǎn)的溫度進(jìn)行監視。

　　建議將電路的輸入電壓V_z電壓設定在大約2.7V至5.5V之間。例如，如果系統中有一個(gè)3.3V的電壓電源，那么V_z就可以直接連接到這個(gè)3.3V的電源上，這時(shí)將不需要R_z和齊納二極管。

　　如果系統中沒(méi)有提供合適的偏置電源，那么就需要利用R_z和齊納二極管將保護電路連接到電源輸入端。根據輸入電壓范圍選擇R_z和齊納二極管。

　　圖1中的電路采用了Murata公司生產(chǎn)的0603規格100K NTC熱敏電阻(NCP18WF104J03RB)。R_z和齊納二極管器件在大約3V至40V的輸入電壓范圍內工作良好。

　　當V_IN為24V時(shí)，V_z約為3.3V，滯后電壓為150mV。引腳1的跳變電壓為2.5V，這是通過(guò)LTC1998的內部參考電壓設定的。溫度跳變門(mén)限大約在90oC，并有10oC的滯后(在這個(gè)溫度范圍內熱敏電阻的溫度系數大約為-0.3KΩ/oC)。也就是說(shuō)，受控電源在溫度高于90oC時(shí)將會(huì )關(guān)斷，而在溫度低于80oC時(shí)將恢復工作。