德州儀器TMP61線性熱敏電阻：精準(zhǔn)溫度監(jiān)測的理想之選

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，溫度監(jiān)測是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它關(guān)乎著設(shè)備的性能、穩(wěn)定性和安全性。德州儀器（TI）推出的TMP61 ±1% 10-kΩ線性熱敏電阻，憑借其卓越的性能和獨(dú)特的設(shè)計(jì)，為溫度監(jiān)測應(yīng)用提供了一種高效、可靠的解決方案。

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一、TMP61的特性亮點(diǎn)

1. 硅基正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻

TMP61采用硅基材料，具有正溫度系數(shù)，這意味著隨著溫度的升高，其電阻值也會相應(yīng)增加。這種特性使得它在溫度監(jiān)測中具有獨(dú)特的優(yōu)勢，與傳統(tǒng)的負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻相比，PTC熱敏電阻在溫度升高時，偏置電路的功耗會降低，從而減少了自身發(fā)熱，提高了測量的準(zhǔn)確性。

2. 線性電阻變化

TMP61在整個溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)出良好的線性電阻變化特性。這種線性特性使得溫度轉(zhuǎn)換方法更加簡單和準(zhǔn)確，減少了查找表的內(nèi)存需求，無需像傳統(tǒng)NTC熱敏電阻那樣使用線性化電路或進(jìn)行中點(diǎn)校準(zhǔn)。同時，在較高的工作溫度下，它仍能保持良好的靈敏度。

3. 高精度與寬溫度范圍

在25°C時，TMP61的標(biāo)稱電阻為10 kΩ，最大公差僅為±1%（0°C至70°C），并且具有-40°C至+150°C的寬工作溫度范圍。此外，它在整個溫度范圍內(nèi)具有一致的靈敏度，溫度系數(shù)電阻（TCR）為6400 ppm/°C（25°C），典型的TCR公差僅為±0.2%。

4. 快速熱響應(yīng)與長壽命

TMP61具有快速的熱響應(yīng)時間，例如在攪拌液體中，DEC封裝的熱響應(yīng)時間僅為0.6 s。同時，它還具備長壽命和強(qiáng)大的性能，內(nèi)置了短路故障保護(hù)功能，典型的長期傳感器漂移僅為0.5%。

二、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

1. 溫度監(jiān)測

TMP61可用于各種需要精確溫度監(jiān)測的場景，如HVAC（供暖、通風(fēng)和空調(diào)）系統(tǒng)、恒溫器、工業(yè)控制和電器等。其小尺寸的DEC封裝（0402）能夠靠近熱源進(jìn)行溫度監(jiān)測，提高了測量的準(zhǔn)確性。

2. 熱補(bǔ)償

在一些對溫度變化敏感的設(shè)備中，如顯示器背光燈、電機(jī)控制和充電器等，TMP61可以用于熱補(bǔ)償，確保設(shè)備在不同溫度環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。

3. 熱閾值檢測

通過與電壓參考和比較器配合使用，TMP61可以實(shí)現(xiàn)熱閾值檢測功能，當(dāng)溫度超過設(shè)定的閾值時，發(fā)出過熱警告信號。

三、設(shè)計(jì)與應(yīng)用要點(diǎn)

1. 偏置電路設(shè)計(jì)

TMP61可以采用電壓偏置電路或電流偏置電路。在電壓偏置電路中，通過電壓分壓器配置，將熱敏電阻放置在高側(cè)或低側(cè)，根據(jù)需要產(chǎn)生正或負(fù)的電壓響應(yīng)。在電流偏置電路中，使用精密電流源直接偏置電阻器，可以獲得最高的精度和電壓增益。

2. 溫度轉(zhuǎn)換方法

可以使用查找表方法（LUT）或擬合多項(xiàng)式V(T)將TMP61兩端的電壓轉(zhuǎn)換為溫度。TI提供了熱敏電阻設(shè)計(jì)工具，幫助工程師計(jì)算電阻與溫度表（R-T表），并進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換。

3. 應(yīng)用電路示例

• 熱保護(hù)：結(jié)合電壓參考和比較器，當(dāng)熱敏電阻分壓器的電壓超過閾值時，比較器輸出高電平，發(fā)出過熱警告信號。
• 熱折返：在有源控制電路中，利用TMP61的輸出電壓來控制LED等設(shè)備的驅(qū)動電流，當(dāng)溫度升高到一定閾值時，降低驅(qū)動電流，防止熱失控。

四、封裝與規(guī)格

1. 封裝選項(xiàng)

TMP61目前提供0402 X1SON（DEC）、0603 SOT-5X3（DYA）和2引腳通孔TO-92S（LPG）三種封裝選項(xiàng)，滿足不同應(yīng)用場景的需求。

2. 電氣規(guī)格

• 絕對最大額定值：器件兩端的最大電壓為6 V，結(jié)溫范圍為-65°C至155°C，通過器件的最大電流為450 μA，存儲溫度范圍為-65°C至155°C。
• ESD額定值：人體模型（HBM）為±2000 V，帶電設(shè)備模型（CDM）為±1000 V。
• 推薦工作條件：引腳2（+）和1（-）之間的電壓范圍為0至5.5 V，通過器件的電流范圍為0至400 μA，不同封裝的工作溫度范圍有所不同。

五、總結(jié)

德州儀器的TMP61線性熱敏電阻以其線性電阻變化、高精度、寬溫度范圍、快速熱響應(yīng)和長壽命等優(yōu)勢，為溫度監(jiān)測和控制應(yīng)用提供了可靠的解決方案。在設(shè)計(jì)過程中，工程師可以根據(jù)具體需求選擇合適的偏置電路和溫度轉(zhuǎn)換方法，充分發(fā)揮TMP61的性能優(yōu)勢。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似熱敏電阻的選型和設(shè)計(jì)問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。