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集成温度传感器LM94022及其应用

《今日电子》2005.11.26阅读 1814

  LM94022是一种模拟输出的集成温度传感器控制工程网版权所有,主要应用于手机、无线收发器、电池管理、汽车、办公室设备及家用电器等。该传感器主要特点包括工作电压低,可在1.5V电压下工作;工作电压范围宽—1.5~5.5V;末级为推挽输出,有±50μA输出电流的能力;有四种灵敏度供用户选择;测量范围为-50~+150℃;静态电流低,典型值为5.4μA;精度(与测量范围有关):20~40℃为 ±1.5℃;-70~-50℃为±1.8℃;-50~90℃为±2.1℃;-50~150℃为±2.7℃;采用小尺寸SO70封装。

  管脚排列与功能
  
  LM94022的管脚排列如图1所示,各管脚功能如表1所示。

  





  图1LM94022管脚排列  表1LM94022管脚功能
  图1 LM94022管脚排列






  表1 LM94022管脚功能

  灵敏度选择端GS0及GS1
  
  LM94022根据GS0、GS1被施加的不同电平有4种灵敏度供用户选择,如表2所示。用户可根据测温的范围及接口电路的工作电压的条件来合理选择。灵敏度由GS0及GS1的电平确定:高电平要求大于(VDD-0.5V);低电平要求小于0.5V。

  





  表2LM94022提供的4种灵敏度(典型值)  LM94022的输出特性    LM94022的输出特性如图2所示这是测量温度与输出电压在…
  表2 LM94022提供的4种灵敏度(典型值)

  LM9402
2的输出特性
  
  LM94022的输出特性如图2所示,这是测量温度与输出电压在不同灵敏度时的特性。由于输出电压随温度升高而下降,其灵敏度为负值。在VDD为5V时,不同灵敏度的几个特定温度值时的输出电压如表3所示(典型值)。
  





  图2LM94022的输出特性表3VDD为5VTA为25℃时的输出电压值  IMGheight191srcwwwchinaecnetcomxsj04imagexsj054852_5jpgwidth
  图2 LM94022的输出特性





表3 VDD为5V,TA为25℃时的输出电压值
  

  从图2可看出,其线性度极好www.cechina.cn,这是线性化后的特性。按表3的数据计算出的灵敏度值与表2给出的典型灵敏度有一些差值。例如,在GS=00时,-25℃时的输出电压为1168mV,-50℃时的输出电压为1299mV,则其平均灵敏度为-5.24mV/℃;50℃时的输出电压为760mV,75℃时的输出电压为619mV,则其平均灵敏度为5.64mV/℃。表2中GS=00时,灵敏度为-5.5mV/℃。

  基本应用电路
  
  图3是LM94022的基本应用电路。在此电路中,GS0、GS1都接地(低电平),所以灵敏度选择的是-5.5mV/℃。LM94022一般用作精度要求不高的温度测量及控制,其输出端往往与比较器或微控制器等接口。 若温度传感器与控制电路距离较远时,连接线应采用屏蔽线。
  





  图3LM94022的基本应用电路  接电容负载的电路如图4及图5所示图4与图5的差别是负载电容容量不同当负载电容CLOAD<1100pF…
  图3 LM94022的基本应用电路

  接电容负载的电路如图4及图5所示。图4与图5的差别是负载电容容量不同:当负载电容CLOAD<1100pF时,用图4电路,当CLOAD>1100pF时,用图5电路。图5中RS值与CLOAD大小有关www.cechina.cn,如表4所示。图4及图5中均未画出确定灵敏度的GS0及GS1端的连接。
  





  图4接电容负载的电路图(CLOAD<1100pF)  图5接
  图4 接电容负载的电路图(CLOAD<1100pF)








  图5 接电容负载的电路图(CLOAD >1100pF)

  表4CLOAD值与RS的关系  当LM94022直接与ADC(或微处理器中的ADC)接口时开始工作时LM94022的推挽输出端能向ADC中的…
  表4 CLOAD值与RS的关系

  当LM94022直接与ADC(或微处理器中的ADC)接口时,开始工作时,LM94022的推挽输出端能向ADC中的Cin充电,如图6所示。
  






  图6 LM94022与ADC接口电路图

  应用电路举例
  
  1 增加关闭控制功能的电路
  
  LM94022是低功耗器件,为实现多路温度测量CONTROL ENGINEERING China版权所有,可采用关闭控制,在断开VDD时,OUT端呈高阻抗。可以在LM94022的VDD端接一个反相器(见图7)或接一个两输入与门来实现关闭(见图8)。两者的区别是,前者施加高电平时实现关闭;后者是施加低电平时实现关闭。

  





  图7LM94022接反相器实现关闭功能  图8LM94022接两
  图7 LM94022接反相器实现关闭功能






  图8 LM94022接两输入与门实现关闭功能





  图9数字温度计电路  2数字显示温度计    图9是一种数字温度计其测量温度范围-40~+125℃LM94022检测的温度转换成模拟…
  图9 数字温度计电路

  2 数字显示温度计
  
  图9是一种数字温度计,其测量温度范围-40~+125℃。LM94022检测的温度转换成模拟信号电压输出,其输出电压直接与带有ADC的微处理器接口,往ADC变换后的数字信号由微处理器进行处理后转换成相应的七段码,送温度显示(数码管),若采用微处理器对传感器作软件线性补偿,可提高测温精度。数字键出可输入报警温度给微处理器,若检测到的温度超过报警温度时,微处理器输出信号,使报警电路发出声、光报警。微处理器的I/O口还可输出开关控制信号控制工程网版权所有,对温度实现简单的开关控制(这部分在图9中未画出)。
  





图10 简易的超过阈值…如图14
  图10 简易的超过阈值温度报警电路

  3 简易的超过阈值温度报警电路
  
  图10是一种简易的超过阈值温度报警电路。该电路由温度传感器、比较器、4.1V基准电压源、三极管、蜂鸣器及电阻R1~R5等组成。

  电路的工作原理:若LM94022温度传感器的灵敏度已设定,则设定的阈值温度TTH对应的电压值VT可以从图2(或表3)中求出。若先不考虑产生滞后作用的R3的影响,则可以根据已知的VT



































标签:电路,电压,灵敏度,输出,温度,
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