熱敏電阻是一種傳感器電阻，其電阻值隨著溫度的變化而改變。按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC thermistor，即 Positive Temperature Coefficient thermistor)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC thermistor，即 Negative Temperature Coefficient thermistor)。正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而增大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而減小，它們同屬于半導(dǎo)體器件。

ntc熱敏電阻測(cè)溫原理

NTC是Negative Temperature Coefficient 的縮寫，意思是負(fù)的溫度系數(shù)，泛指負(fù)溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件，所謂NTC熱敏電阻器就是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。它是以錳(Mn)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鋅(Zn)等兩種或者兩種以上高純度金屬氧化物為主要材料， 經(jīng)共同沉淀或水熱法合成的納米粉體材料，后經(jīng)球磨充分混合、等靜壓成型、高溫?zé)Y(jié)、半導(dǎo)體切片、劃片、玻封燒結(jié)或環(huán)氧包封等封結(jié)工藝制成的接近理論密度結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體電子陶瓷材料，這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。它具有電阻值隨著溫度的變化而相應(yīng)變化的特性。溫度低時(shí)，這些氧化物材料的載流子(電子和孔穴)數(shù)目少，所以其電阻值較高;隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低。NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在100~1500000歐姆，溫度系數(shù)-2%~-5%。其電阻率和材料參數(shù)(B值)隨材料成分比例、燒結(jié)溫度、燒結(jié)氣氛和結(jié)構(gòu)狀不同而變化，這種具有負(fù)溫度系數(shù)特征的熱敏電阻具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)快、壽命長、成本低等特點(diǎn)，NTC熱敏電阻器可廣泛應(yīng)用于溫度測(cè)量、溫度補(bǔ)償、抑制浪涌電流等場(chǎng)合。

在降壓DC-DC變換器的設(shè)計(jì)中，最近的進(jìn)展已經(jīng)通過在低側(cè)MOSFET(同步整流器)上取代壓降來消除電流檢測(cè)電阻。這種拓?fù)涔?jié)省了感測(cè)電阻的成本和空間，并且還提供了效率的適度提高。然而，新方法的一個(gè)妥協(xié)是由MOSFET的導(dǎo)通電阻主導(dǎo)的電流限值，這是高度依賴于溫度的。

幸運(yùn)的是，新的DC-DC轉(zhuǎn)換器提供了一個(gè)允許調(diào)整電流限制閾值的引腳。通過根據(jù)溫度改變這個(gè)閾值，可以對(duì)電路的輸出電流限制進(jìn)行溫度補(bǔ)償。如圖1所示，熱敏電阻可以很好地完成這項(xiàng)任務(wù)。

圖1所示 該電阻網(wǎng)絡(luò)溫度補(bǔ)償DC-DC轉(zhuǎn)換器的限流輸入(ILIM)

U1的ILIM輸入線性輸入范圍為0.5V ~ 2.0V，分別對(duì)應(yīng)50mV ~ 200mV的限流閾值。對(duì)于默認(rèn)的限流設(shè)置(100mV)，電路在+25°C時(shí)具有7.5A的限流。然而，如圖2所示，極限范圍從-40℃時(shí)的9A到+85℃時(shí)的6A。

圖2 圖1電路的輸出電流與溫度的關(guān)系，在ILIM輸入端有熱敏電阻補(bǔ)償和沒有熱敏電阻補(bǔ)償

本設(shè)計(jì)的目的是使用基于熱敏電阻的補(bǔ)償電路來消除U1的溫度變化。圖1描述了幾種可能的電阻/熱敏電阻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之一。首先，選擇和表征熱敏電阻。R1用于線性化熱敏電阻，而選擇R2和R3則使V(ILIM)對(duì)溫度的斜率和截距直接補(bǔ)償電流極限內(nèi)的溫度變化。

在LED照明系統(tǒng)中，SMDNTC熱敏電阻既能幫助實(shí)現(xiàn)較高發(fā)光效率，也能延長LED的使用壽命。LED光源效率很大程度上取決于半導(dǎo)體結(jié)的溫度。由于極端溫度將導(dǎo)致功率退化加快、光強(qiáng)減弱、色偏以及使用壽命顯著縮短，甚至導(dǎo)致LED系統(tǒng)完全損壞，而溫度過低則會(huì)導(dǎo)致發(fā)光效率降低，進(jìn)而導(dǎo)致每體積單位的流明值降低，因此客戶必須極力避免此類現(xiàn)象發(fā)生。為了獲得最大效率，溫度必須處于規(guī)定的最佳溫度范圍內(nèi)(典型的LED應(yīng)用為70℃至90℃)。

如果LED電路安裝了SMDNTC熱敏電阻，最佳工作溫度的每一次變化都會(huì)引起NTC部件阻值的顯著變化。經(jīng)過比較器評(píng)估，流經(jīng)LED的電流會(huì)隨即減少，LED的功率損耗也會(huì)隨之降低，進(jìn)而延長使用壽命。下圖展示了相應(yīng)的電路。我們提供配備愛普科斯(EPCOS)SMDNTC熱敏電阻的樣品工具包，專供LED照明系統(tǒng)開發(fā)人員使用。先進(jìn)的充電技術(shù)不僅需要電池具備盡可能大的容許溫度，而且還需確保最高容許溫度下的充電電流低于電池最大充電電流。當(dāng)充電電流導(dǎo)致電池達(dá)到溫度上限時(shí)，充電電池必須非常準(zhǔn)確地減小電流，避免發(fā)生損壞。電池溫度變化檢測(cè)越準(zhǔn)確、越迅速，充電電流調(diào)節(jié)就越精確、越快速。這一技術(shù)既能確保電池在最短的時(shí)間內(nèi)完成充電，也能避免電池過熱。

校正后的輸出特性曲線(圖2)是熱敏電阻固有的。修正后的坡度雖然不是完全平坦的，但比原來的坡度有了很大的改進(jìn)，足以滿足我們的目的。(您可以使用不同的熱敏電阻或多個(gè)熱敏電阻實(shí)現(xiàn)更精確的補(bǔ)償。)該電路在室溫或更冷的溫度下提供更高的電流限制，同時(shí)在更高的溫度下滿足其規(guī)格。