NTC熱敏電阻用于溫度檢測(cè)和溫度補(bǔ)償?shù)臏囟缺Ｗo(hù)器件的應(yīng)用(二)

今天，我們繼續(xù)介紹用于溫度檢測(cè)和溫度補(bǔ)償?shù)臏囟缺Ｗo(hù)器件NTC熱敏貼片電阻的應(yīng)用。

示例應(yīng)用：HDD 的溫度檢測(cè)

HDD作為PC等智能電子設(shè)備的存儲(chǔ)設(shè)備，屬于熱敏感設(shè)備，高溫會(huì)增加出錯(cuò)和故障的可能性。因此，溫度傳感器會(huì)檢測(cè)其溫度，當(dāng)溫度超過(guò)定義的閾值時(shí)，風(fēng)扇會(huì)打開以冷卻設(shè)備。由 NTC 熱敏電阻和固定電阻組成的相對(duì)簡(jiǎn)單的溫度檢測(cè)電路的精度完*足以保護(hù) 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(yīng)用：硬盤磁頭寫入操作的溫度檢測(cè)

HDD 中的數(shù)據(jù)寫入是利用記錄頭中的線圈產(chǎn)生的磁性在盤片（磁盤）的磁性層中進(jìn)行磁記錄。過(guò)度寫入會(huì)導(dǎo)致磁頭過(guò)熱并對(duì)磁頭元件產(chǎn)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(cè)電路來(lái)控制流過(guò)磁頭的電流。

示例應(yīng)用：熱敏打印機(jī)的溫度控制

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

示例應(yīng)用：LCD 的溫度補(bǔ)償

用于智能手機(jī)、平板電腦和其他緊湊型設(shè)備的 LCD 顯示屏的對(duì)比度取決于溫度并隨環(huán)境溫度而變化。為此，需要根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整驅(qū)動(dòng)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(bǔ)償電路。

示例應(yīng)用：晶體振蕩器的溫度補(bǔ)償

使用晶體諧振器的晶體振蕩器用于PC等電子設(shè)備中以產(chǎn)生參考頻率（時(shí)鐘參考信號(hào)）。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(biāo)準(zhǔn)溫度（大多數(shù)情況下為 25 °C）處有一個(gè)拐點(diǎn)，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(guò)在低溫區(qū)和高溫區(qū)的每一個(gè)中插入溫度特性與晶體諧振器相反的補(bǔ)償電路來(lái)減小振蕩頻率偏差。這種模擬補(bǔ)償電路采用 NTC 熱敏電阻、電容器和電阻器。帶有內(nèi)部溫度補(bǔ)償電路的晶體振蕩器稱為TCXO（溫度補(bǔ)償晶體振蕩器）。

應(yīng)用示例：半導(dǎo)體壓力傳感器的溫度補(bǔ)償

許多 MEMS 壓阻式半導(dǎo)體壓力傳感器用于許多家用電器、工廠中的自動(dòng)化生產(chǎn)線、汽車應(yīng)用等。這種壓力傳感器由一個(gè)硅基板組成，該基板被蝕刻以形成一個(gè)薄的空心壓敏隔膜，帶有四個(gè)連接到壓敏電橋的壓阻部件（應(yīng)變計(jì)）。當(dāng)膜片受到來(lái)自介質(zhì)的壓力時(shí)，傳感器元件之間會(huì)產(chǎn)生電阻差，然后從電橋電路的兩端產(chǎn)生電信號(hào)。

壓阻式半導(dǎo)體壓力傳感器具有體積小、靈敏度高的特點(diǎn)，但由于傳感器元件的靈敏度與溫度有關(guān)，因此需要補(bǔ)償電路。下圖顯示了一個(gè)由 NTC 熱敏電阻和固定電阻器組合而成的補(bǔ)償電路。溫度補(bǔ)償是通過(guò) 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(lái)實(shí)現(xiàn)的。還開發(fā)了各種類型的其他補(bǔ)償電路。

應(yīng)用示例：半導(dǎo)體的熱保護(hù)

需要保護(hù)半導(dǎo)體在操作期間免受過(guò)高溫度的影響。NTC 熱敏電阻放置在電源模塊內(nèi)部的基板上，以監(jiān)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(yù)定值以下，控制器將降低通過(guò)所有半導(dǎo)體的功率以降低封裝內(nèi)部的溫度。

特別是當(dāng)功率模塊中使用寬帶隙半導(dǎo)體（GaN 或 SiC）時(shí)，與標(biāo)準(zhǔn)硅相比，這會(huì)導(dǎo)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(duì)于標(biāo)準(zhǔn)硅已經(jīng)足夠，但現(xiàn)在更高的工作溫度主要需要燒結(jié)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(lái)實(shí)現(xiàn)互連。

當(dāng)達(dá)到結(jié)溫時(shí)必須關(guān)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(zhí)行。