如何设计过温保护电路

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。
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