一种精密集成温度传感器及其应用(图)

时间:2007-10-22
摘 要:介绍集成温度传感器MAX6610/6611的主要特点、特性以及在镍铬电池快速充电器中的应用。
  关键词:集成温度传感器;MAX6611;充电器;电压比较器
1引言
   MAX6610/6611是美信公司2002年推出的一款新型模拟温度传感器。该传感器内部集成了精密的参考电压源(VREF= 4.096V/MAX6611,VREF=2.560V/MAX6610),其温度系数小,典型值为10ppm/℃;工作电压范围4.5V~5.5V (MAX6611)、3.0V~5.5V(MAX6610);静态电流小,典型值为150μA,并且自效应小,且有省电关闭控制,在关闭状态时耗电典型值 为0.2μA;测温范围-40℃~+125℃;测温与测温范围有关:25℃时±1.2℃,-10℃~+55℃时±2.4℃,-20℃~+85℃时± 3.7℃(保证在4σ范围内);灵敏度16mV/℃;非线性误差1℃。
   由于该传感器具有上述特点,适用于系统的温度监控、温度补偿、通风系统、家用电器等领域。
2典型应用电路及温度特性
   MAX6611为6管脚SOT-23封装,如图1所示。管脚功能为:脚1(VCC)电源正端,接0.1μF旁路电容;脚2、脚6(GND)电源负端, 接地;脚3()关闭控制端,低电平(≤0.5V)有效,高电平(≥0.5V)时正常工作,不用时接VCC;脚4(TEMP)输出与温度成正比的模拟电压; 脚5(REF)为4.096V基准电压输出端,其驱动电流可达1mA,接1nF~1μF的旁路电容

  MAX6611输出电压UTEMP与测量温度T的关系为:UTEMP=U0+ST;
   式中U0DD0℃时的输出电压,SDD传感器的灵敏度,TDD测量温度。
   对应芯片的灵敏席分别为:S=10mV/℃(MAX6610);S=16mV/℃(MAX6611)。
   该芯片输出电压UTEMP与温度T的关系如图3。

  在MAX6611的典型应用电路中(图2),它是由MAX6611及微控制器μC组成,μC芯片内带有ADC,将MAX6611输出的模拟电压转换为相 应的数字电压,TEMP端直接接μC的ADCIN接口,并将MAX6611的REF端输出的4.096V基准电压输入μC的REFIN端,提供ADC 所需的基准电压。分辨率的高低与ADC的位数有关,若采用8位ADC,分辨率可达1℃,采用10位时分辨率则为0.25℃。
3MAX6611在镍镉电池快速充电器中的应用
  由MAX6611型温度传感器IC1、电压比较器IC2、和LM317型三端可调集成稳压器构成的镍镉电池快速充电器,电路如图4所示。该电路对 3V~4.5V的镍镉电池组进行快速、安全地充电。通常认为,当被充电电池的温度升高5℃时就充到额定容量的80%;此时充电器就改用40mA的小电流继 续给电池充电,这种自动切换方式不仅能节省充电时间,还不会造成过充电现象。
  (1)温度传感器MAX6611的4管脚(TEMP)输出与温度成正比的电压信号,与比较器的反相端相连接,MAX6611的5管脚(REF)输出的基准电压经100kΩ电位器分压后与比较器的同相端相连,UTEMP=1.2V+ST。

  (2)三端稳压集成电路LM317引脚见图4,该芯片的特性为:由Vin端给它提供工作电压以后,便可以保持其+Vout端(2脚)比ADJ端(1脚)的 电压高1.25V。因此,只需用极小的电流来调整ADJ端的电压,便可在+Vout端得到比较大的电流输出,并且电压比ADJ端高出恒定的1.25V。
  (3)电压比较器IC2,两路电压UTEMP与U2输入比较器得到输出电压U0,其表达式为:

  图4中当电压比较器IC2输出的电压U0为高电平时,VD截止,因为LM317的Vout-ADJ端的内部基准电压E0=1.25V,所以该恒流源的输出电流

I1,所以快速充电时的总充电电流近似等于I1=1A。
  当温度升高时(约5℃),传感器输出电压UTEMP变大,使得电压比较器输出低电平,此时VD导通,LM317的调整端电位UADJ≈0.7V,进而 使+Vout=E0+UADJ=1.25+0.7≈2V,由于R3的下端接电池的正极,因此LM317处于反向偏置状态而不工作。此时靠流经电阻R4上的 电流I2给电池充电。
  例如:R1=100k,RF=10M时,在室温T=25℃时,UTEMP=1.6V,调节100k电位计使U2=1.65V,
  则U0=6.65V为高电平,VD截止;
  在充电过程中温度升高(T=30℃时),UTEMP=1.68V,则U0=-1.35V为低电平,VD导通。则电路用弱电流给电池充电。
  
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