集成型温度传感器散热难题解决方案

发布时间:2013/10/24 15:27:59 浏览次数:1010

　　随着电子系统越来越朝着多功能、更高性能和更小封装的趋势发展，系统散热问题日渐成为设计环节中必须考虑的因素。系统过热会降低性能，损坏元件或产生安全隐患。为跟踪并降低系统散热而引发的问题，通常需要监控两个参数：持续温度测量和过热警报。

　　用于进行持续温度测量和过热警报指示的传统分离元件电路在传感器元件中使用热敏电阻器(热敏电阻)，通常采用负温度系数(NTC)热敏电阻。随着温度的升高，NTC热敏电阻的电阻值降低。

　　处理器的模数转换器用于采集温度模拟电压(VteMP)。当温度超出临界值时，数字比较器的输出端会驱动处理器的输入端进行提示。

　　电压分频器直接衍生模拟温度信号，作为热敏电阻温度模拟信号的电压电平。RBIAS电阻器能够设置电路增益，并使热敏电阻保持在允许的功率内工作，从而最大限度地减小温度导致的电阻误差。过热警报通过将热敏电阻的输出端与比较器的输入端相连接而产生。参考电压与比较器的另一输入端相连，以设置比较器输出端被激活的电压值(过热电平)。通过采用磁滞反馈回路用于避免比较器在VTEMP等于VREF时来回快速开关。但是分立热敏电阻解决方案会存在许多设计问题。而LM57集成模拟温度传感器和温度开关能够解决这些设计问题，并提高系统的性能。

　　NTC电路的另一个误差源是VTRIP的误差。最大程度降低这一误差的一种途径是使用高精度参考端。但是，比较器的输入端会收集到来自参考端的噪声。比较器的跳脱点会随着噪声产生的信号电平的变化而不同。LM57采用一种专利技术从而解决了这个问题。用户可以通过选择两个电阻器RSENSE1和RSENSE2的值设置VTRIP的值。LM57使用数模转换器确定跳脱电压范围。只要感应线路中电压在指定范围内，跳脱温度就不会产生变化。这表示LM57感应输入不会受到输入端适量噪声的影响。这还意味着只要电阻器的容差在1%或更低，各电阻器的跳脱点就不会变化。

　　在传感器测量中获得最大的精确度需要注意量化噪声误差，这是由模拟信号向二进制数据转换产生的误差。模拟信号经过数字化，得出的是一个接近实际测得模拟值的数字值。数字测量的最小增量(LSB)是将模数转换器参考电压除以模数转换器的可数代码数得出的电压。例如，使用2.56V参考电压的8位模数转换器产生的LSB值为2.56V÷28=10mV。测得的模拟值和数字值之间的任何差值将称为转换中的误差，这被称为转换噪声或转换误差。例如，如果尝试采集1.384V信号，此信号经数字化获得接近10mV的值，假设达到1.380V，则采样值具有4mV的转换噪声值。

　　那么，此噪声在温度误差中意味着什么?答案取决于传感器输出的增益。传感器的增益幅度越大，就越少受到噪声的影响——传感器增益越高，量化噪声产生的误差越小。

　　由于采取单一封装，体积小，从而节省了板空间和生产成本，并提高了质量。如果在分立解决方案中结合多个元件将占用更大板空间，因为各元件间需要保持最小间距。设计每增加一个新元件，在电路中放置该元件的成本就累加到产品成本中。每个附加元件都需要增加一个设备和两个或更多连线，因此在设计中需要考虑更多的问题。

　　目前自控阀门市场首要存在诸多问题，首先，有的经营者图便宜，买着无厂无名的阀门，打上著名厂家的铭牌及合格证，对正规阀门企业的名誉造成极大损害。

　　其次，缺乏创新阀门，有些经营者经过对废旧阀门简单除锈后油漆二次出售，给工程质量带来极大的安全隐患。透过对自控阀门市场的剖析不难发现，我国自控阀门产品市场有着广泛的发展前景，但必须经过标准市场秩序和严厉的处罚，消除恶性竞争，在这里呼吁广大同业者提高良知和期待政府加大质量监管力度。

　　2013年秋天，新的国家领导班子肯定会拿出一揽子改革计划，相信随着世界经济回暖潮流，自控阀门产品的进出口也将有所见长。但由于在高端技术上与国外的费希尔，罗托克等著名厂商相比仍存在较大差距，缺少专业人才已成为制约我国自控阀门产业进一步发展的瓶颈，这势必会影响我国自控阀门产业的世界竞争力。在未来相当长一段时期内，产品技术将成为制约我国自控阀门产品发展的又一个瓶颈。

　　从总体来说，我国阀门市场价格比较平稳，每年虽然略有升降，但幅度都很小。从华北阀门市场看，就发现了许多企业为赢利以次充好，严重的扰乱了阀门市场。

　　阀门市场主要存在的问题为：一、部分经营者购买无厂名厂址的阀门，打印知名厂家的名牌及合格证，对合格阀门企业的声誉造成严重危害。二、翻新阀门，部分经营者通过对废旧阀门重新油漆后第二次销售，给工程质量带来严重的安全隐患。

　　各种液压控制阀的规格型号，可以系统的最高压力和通过阀的实际流量(从工况图和系统图查得)为依据并考虑阀的控制特性、稳定性及油口尺寸、外形尺寸、安装连接方式、操纵方式等，从产品样本或型录中选取。金泽液压生产的液压系统中配套各类液压控制阀选择注意事项如下：

　　1、液压阀的实际流量

　　液压阀的实际流量与油路的串、并联有关：串联油路各处流量相等；同时工作的并联油路的流量等于各条油路流量之和。此外，对于采用单活塞杆液压缸的系统，要注意活塞外伸和内缩时的回油流量的不同：内缩时无杆腔回油与外伸时有杆腔回油的流量之比，与两腔面积之比相等。

　　2、液压阀的额定压力和额定流量

　　各液压控制阀的额定压力和额定流量一般应与其使用压力和流量相接近。对于可靠性要求较高的系统，阀的额定压力应高出其使用压力较多。如果额定压力和额定流量小于使用压力和流量，则易引起液压卡紧和液压动力并对阀的工作品质产生不良影响；对于系统中的顺序阀和减压阀，其通过流量不应远小于额定流量，否则易产生振动或其他不稳定现象。对于流量阀，应注意其最小稳定流量。

　　3、液压阀的安装连接方式

　　由于阀的安装连接方式对后续设计的液压装置的结构型式有决定性的影响，所以选择液压阀时应对液压控制装置的集成方式做到心中有数。例如采用板式连接液压阀，因阀可以装在油路板或油路块上，一方面便于系统集成化和液压装置设计合理化，另一方面更换液压阀时不需拆卸油管，安装维护较为方便；如果采用叠加阀，则需根据压力和流量研究叠加阀的系列型谱进行选型，等等。

　　4、方向控制阀的选用

　　对于结构简单的普通单向阀，主要应注意其开启压力的合理选用：较低的开启压力，可以减小液流经过单向阀的阻力损失；但是，对于作背压阀使用的单向阀，其开启压力较高，以保证足够的背压力。对于液控单向阀，除了本款换向阀中相关的注意事项外，为避免引起系统的异常振动和噪音，还应注意合理选用其泄压方式：当液控单向阀的出口存在背压时，宜选用外泄式，其他情况可选内泄式。

　　对于换向阀，应注意从满足系统对自动化和运行周期的要求出发，从手动、机械、电磁、电液动等型式中合理选用其操纵式。正确选用滑阀式换向阀的中位机能并把握其过渡准状态机能。对于采用液压锁(双液控单向阀)锁紧液压执行器的系统，应选用“H”、“Y”形中位机能的滑阀式换向阀，以使换向阀中位时，两个液控单向阀的控制腔均通油箱，保证液压控单向阀可靠复位和液压执行器的良好锁紧状态。所选用的滑阀式换向阀的中位机能在换向过渡位置，不应出现油路完全堵死情况，否则将导致系统瞬间压力无穷大并引起管道爆破等事故。