还搞不懂过温保护电路,一定要看这一文,图文+实际案例设计

元件/连接器 时间:2024-07-11来源:李工谈元器件

今天给大家分享的是:过温保护电路,关于过温保护电路工作原理、实际设计案例。

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。

这里就简单地介绍一下过温保护电路的设计。

一、如何设计过温保护电路

这里就需要了解一些基础知识:

1、温度过高

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。

2、过温保护

这个就是表面意思,为系统或者设备提供过温保护

3、过温保护电路

主要是保护任何系统或者设备受到过高温度的影响

4、 OTP

也就是over temperature的缩写

5、NYC热敏电阻

负温度系数热敏电阻。随着温度升高,电阻降低。

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

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。

2、设置OTP目标的触发点

当达到这个跳变点的时候,不会损坏设备。

3、选择你想要用的传感器类型

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。

4、选择关联部件

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。

5、进行计算和模拟

在设计实际电路之前,建议先进行模拟和计算。

6、搭建实际电路进行测试

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。

7、优化设计

如果有了实际电路,就可以优化电路值。

三、如何设计过温保护电力电路

这里举一个简单的例子。

1、步骤1和步骤2

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)。

2、步骤3-步骤5

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。

设计过温保护电力电路

3、过温保护电路的工作原理

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。

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。

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。

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。

RNTC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。

4、模拟运行

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。

关键词: 过温保护 电路设计 电路保护

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