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低成本的电路用于保护电子系统免于过热的技术方案

来源:analog 发布时间:2023-11-30

摘要: 本应用说明展示了两个简单、低成本的电路,可用于保护电子系统免于过热。

高温会破坏电子元件。这就是为什么许多电子系统使用温度传感器ic来监控系统热量水平并通知系统热问题。大多数这些传感器ic是相对复杂的,并允许系统读取温度值,程序“恒温器”限制,并控制其他特性,如温度转换率。这种温度传感器ic为热敏元件提供了高水平的保护,但它们的成本和开发支持它们的软件的成本对于一些对成本非常敏感的系统来说太高了。

本应用说明描述了两种可靠、低成本的电路,它们可以保护对成本最敏感的系统免受热损坏。这些电路使用温度开关ic,这是一种简单的器件,其行为就像具有逻辑输出的恒温器。它们没有数字通信能力,并且在大多数情况下不需要系统软件开发,因此购买成本较低,设计成系统的成本也较低。它们最常用于检测高温条件并关闭电源以使系统冷却。

以MAX6501为例。该IC模拟了温度传感器、电压基准和比较器。当IC的温度超过工厂设定的值时,输出断言。由于它采用5引脚SOT23封装,因此可以非常靠近热故障点。

基于PC板温度的关机

要使用像MAX6501这样的本地温度传感器来进行系统保护,请使用如下电路图1. MAX6501的T(OVER)\输出控制大功率元件的电源。(当超过MAX6501的温度阈值时,T(OVER)\变低。)现在需要做出两个重要的选择:


图1所示。在这个低成本的保护电路中显示的MAX6501可以监测大功率元件附近PC板的温度。当温度超过MAX6501预设的跳闸阈值时,T(OVER)\变低,关闭大功率元件的电源。

的位置。

如果某个组件(例如CPU或图形处理器)比主板上的其他组件消耗更多的功率,请将温度开关放置在尽可能靠近该高功率组件的位置。如果可行,温度开关应靠近目标元件的接地走线,以便目标元件的热量通过金属走线传导到温度开关。如果两个大功率元器件相邻,温度开关应置于两者之间。

旅行阈值。

MAX6501通过引线检测PC板的温度。因此,请根据温度开关所在位置的最大允许板温度来选择跳闸阈值。你可能需要通过表征来确定这个最高温度。使用目标大功率元件的结对外壳热阻,计算当模具温度达到最高时(例如125°C)的外壳温度。然后在使其模具温度接近最大值的功耗水平下操作目标元件。您可以通过测量箱体温度来验证这一点。现在测量MAX6501所在位置的电路板温度。这将很好地估计MAX6501所需的脱扣温度。

基于目标部件模具温度的停机

一些能够达到高芯片温度的集成电路包括片上“二极管”(通常是PNP发射极结),可用于直接感应芯片温度。像MAX6512这样的遥感温度开关使用这些感测结在超过编程温度时发出信号。

要使用像MAX6512这样的远程温度传感器进行系统保护,请使用如下电路图2. MAX6512的T(OVER)\输出控制大功率元件的电源。(当超过MAX6512的温度阈值时,T(OVER)\变低。)


图2。在这个低成本保护电路中显示的MAX6512使用目标芯片上的感测晶体管监控大功率组件的芯片温度。当温度超过MAX6512预设的跳闸阈值时,T(OVER)\变低,关闭大功率元件的电源。

的位置。

虽然MAX6512能够放置在距离目标元件几厘米的地方,但它应该尽可能靠近目标元件,以尽量减少到目标元件的感测二极管引脚的走线长度。

旅行阈值。

由于MAX6512直接感知目标组件的模具温度,因此选择接近组件最大额定模具温度(例如125°C)的跳闸阈值。如果预期会有非常快的温度漂移,选择比最大值低几度的行程温度。

多个温度开关

请注意,上面讨论的温度开关具有开路漏极输出,当使用两个或更多温度开关时,可以“接线”。例如,一个MAX6512可以检测CPU的芯片温度,而两个MAX6501s可以检测关键位置的板温度。所有三个输出都可以连接在一起,这样任何一个传感位置的故障都可以关闭系统。

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