高准确度温度检测器改善了系统性能和可靠性
LTC2997还可用来构成摄氏温度计(图6)、华氏温度计(图7)、具备冷结补偿的热电偶温度计(图8)、或用于其他无数需要准确升和快速温度测量的应用。

图6:摄氏温度计

图7:华氏温度计

图8:具备冷结补偿的热电偶温度计
LTC2996温度监视器
LTC2996在LTC2997的基础上增加了门限输入VTH和VTL,并持续比较VPTAT与这些门限,以检测温度过高(OT)或温度过低(UT)情况。门限输入电压可以便利地通过从内置基准电压的电阻分压器设定,如图9所示。

图9:具备过温和欠温门限的远端温度监视器
如果图9中远端二极管的温度升至高于70℃,那么VPTAT电压就会超过在VTH的高温门限。LTC2996检测到这种温度过高情况后,就将OT引脚拉低,以向温度控制系统报警。当温度降至低于-20℃时,通过UT引脚以同样的方式沟通。请注意,只要温度超过相应门限的时间达到5个连续更新间隔(每个3.5ms),LTC2996就接通开漏报警输出。OT和UT引脚具有连至VCC的内部400k弱上拉电阻器,因此在很多应用中无需外部电阻器。
LTC2996可用来实现“Bang-bang”控制器,保持敏感器件(例如电池)的温度处于某理想温度范围内,如图10所示。

图10:“Bang-bang”控制器保持温度在0℃至100℃之间
在这个应用中,欠温输入门限设定为100℃,而过温输入门限则设定为0℃。这种看似颠倒的安排与以下事实有关:当超过门限时,UT和OT都被拉低。因此,在这个配置中,当温度保持在想要的范围(高于过温和低于欠温)内时,UT和OT将NMOS晶体管的栅极拉低,而且加热电阻器和冷却风扇都关断。如果温度升至高于100℃,那么欠温开漏输出UT就被拉高,并接通风扇。类似地,温度低于0℃时,接通加热器。
在使用电池的情况下,LTC2996还可用来监察由几节不同的电池组成的大型电池之温度。损坏、短路或破坏的电池一般会发热,而且在最坏情况下,还可能引起火灾。LTC2996仅需要最少的额外连线,就能单独监察每节电池的温度,如图11所示。
图11:监察电池组中电池的温度
事实上,如果(电池组中)电池是串联连接的,那么仅需要3条额外的连线(VCC、GND和报警输出)就可以监视任何一节电池的温度是否处于所希望的工作范围之内。如果电池是并联连接,而且监视的是端电压在2.25V至5.5V之间的电池(例如锂离子电池),那么甚至仅需要一条额外的连线(报警输出)就足以监察每一节电池的温度了。
LTC2995兼有温度和双路电压监视器/监察器
除了监视温度,几乎每一个电子系统都需要监察多个电源电压。为了满足这种需求,LTC2995整合了LTC2996和一个双路电压监察器,从而可监视两条电源线的过压和欠压情况,如图12所示。
图12:双路OV/UV±10%电源和75℃/125℃OT/OT远端温度监视器
LTC2995每通道增加了额外的高压和低压输入,这两个输入持续与内部500mV基准比较。VH1或VH2电压一低于500mV,LTC2995就将UV输出引脚拉低,以指示出现了欠压情况。类似地,如果VL1或VL2上升至高于500mV,就拉低OV引脚,以指示出现了过压情况。
为了防止所监视的电源电压上的噪声导致寄生复位,在确定UV或OV之前,LTC2995的低通滤波器允许对比较器的输出进行积分。比较器输入端的任何瞬态都必须具有足够的幅度和持续时间,比较器才能触发输出逻辑。此外,LTC2995有一个可调的超时时长(tUOTO),在任何故障被清除之后,该超时时长可保持UV和OV处于确定状态。这种延迟最大限度地减小了频率高于1/tUOTO的输入噪声的影响。在TMR引脚和地之间连接一个电容器CTMR,超时时长(tUOTO)就可调了,这样就可以适应各种应用。
LTC2995包括温度测量和监视功能,这些功能提供了比LTC2997和LTC2996更大的灵活性。如果连接了外部二极管,那么LTC2997和LTC2996总是切换到外部模式,因此要测量内部二极管时,需要将D+连接到VCC,而LTC2995额外提供了一个二极管选择(DS)引脚,允许随时在内部和外部二极管之间切换。如果DS引脚处于浮置状态,那么LTC2995进入“乒乓”模式,在这种模式时,该器件以大约20ms为一个周期,交替进行内部和外部二极管测量。
最后,利用极性选择(PS)引脚,LTC2995可以配置为两个温度门限均为过温或欠温限制。这种功能允许系统分级响应温度变化。例如,用户也许想在温度上升至超过75℃时,得到一次警报(例如接通风扇),在温度上升至超过125℃时,再得到一次警报(例如关断系统),如图12所示。
结论
凌力尔特公司的准确温度检测器/监视器新系列可以将一个内部或外部二极管用作检测器,并产生与所测温度成比例的模拟输出。该系列包括纤巧的温度检测器以及整合的温度与双路电压监察器,可针对超出范围的情况发出报警信号。这些器件使其以最低的复杂性构建模拟温度控制环路或监视温度(和电压)变得容易了。
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