新聞動態

汽車電子設計中溫度感測方案

05/30/2018  已閱讀 557

當你駕車在很小的行駛范圍內穿越多個主要氣候帶時,你需要感謝汽車工程師們所做的工作。以加州為例,死谷的溫度會達到+55°C,而幾小時后,當你行駛到莫諾縣時,溫度會低到-35°C。你可以想一想,為了能夠應對這些很大的溫度變化,你的車和車內的電子元器件一定要在耐熱性方面表現出色—更常見的就是車體內部的極端工作條件以及引擎蓋下的應用。

毫無疑問,汽車行業越來越需要符合AEC-Q100標準的集成電路 (IC) 組件所具有的可靠性。一整天都處于陽光照射下的電子后視鏡或微型、密封攝像頭模塊也許需要高達125°C的AEC-Q100 1 級組件。引擎蓋下的引擎控制單元越來越需要0級組件,它可以在高達150°C的環境中額定運行1000小時—但有時候這還遠遠不夠。如果說有一個組件必須在這些極端溫度環境中保持準確性,才能保護系統不受影響的話,那這個組件就是溫度傳感器。準確的溫度信息使得處理器能夠對系統進行溫度補償,這樣的話,不論在怎樣的行駛條件下,電子模塊都可以優化其性能,并且盡可能提高它們的可靠性。

IC溫度傳感器與熱敏電阻、電阻式溫度檢測器 (RTD) 和熱電偶等其它感測技術屬于同一市場類別,不過,當需要在寬溫度范圍內,比如說AEC-Q100 0 級范圍(-40°C到150°C),實現良好精度時,集成電路 (IC) 就會表現出某些優勢。首先,數據表中給出的IC溫度傳感器的準確度限值以攝氏度為單位,并且是整個工作范圍內的值;相反地,一個常見的負溫度系數 (NTC) 熱敏電阻也許只指定了單個溫度點上的電阻精度,單位為百分比。然后,在使用熱敏電阻時,你需要仔細計算整個溫度范圍內的總體系統精度。事實上,請小心檢查那些指定了任何一個電阻器精度的運行條件。例如,具有通用額定值的IC將給出電源電壓范圍內的精度,而不僅僅是一個特定電壓上的準確度。

另外一個優勢就是IC溫度傳感器是高度線性的,這就更大限度地減少了對軟件補償的需要。圖1是一個模擬IC溫度傳感器與一個熱敏電阻之間的線性比較。

圖1:IC溫度傳感器與一個典型正溫度系數 (PTC) 熱敏電阻之間的線性比較

在選擇一個IC時,要牢記,它們有多種類型—對于不同的汽車應用具有各有其優點。

模擬輸出。諸如LMT84(可提供符合AEC-Q100 0級器件)等器件是簡單的、3引腳解決方案;這些解決方案提供多個增益選項,以便與你所選擇的模數轉換器 (ADC) 實現更佳匹配,這也使你能夠確定總分辨率。此外,與熱敏電阻相比,這種器件在溫度范圍內始終保持更低的運行功耗,這也是其所具有的另外一個優勢。這意味著,你不必為了獲得更好的噪聲性能而在功耗方面做出讓步。模擬器件是用于信息娛樂系統的高成本有效性解決方案。

數字輸出。一個針對引擎蓋下方應用的常見接口就是SPI。諸如LM71(可提供符合AEC-Q100 0級器件)等器件特有一個13位分辨率,采用小型SOT-23封裝,而簡單又可靠的SPI接口是這種器件的優勢所在。其它諸如LM95172的器件提供高達16位的分辨率,附加特性,以及額定值達到200°C的封裝選項。與這些器件相似的溫度傳感器在動力總成,以及傳動控制和電子剎車等底盤應用中很常見。諸如TMP102等符合1級應用的I2C器件能夠支持需要微型解決方案的信息娛樂和儀表盤應用。

溫度開關。很多的TI汽車用開關集成了恒溫器功能和模擬輸出。它們提供簡單、可靠的過溫警告,用模擬溫度值來提前表示系統運行狀態,在溫度達到臨界值之前,你可以根據這個值將系統運行調節到受限的工作范圍內。通過使用LM26LV,前照燈從簡單、可靠的工廠預設閥值中受益。由于其惡劣的運行環境,傳動控制也從LM57中所具有可編程閥值、超寬運行溫度范圍和電路內運行驗證所帶來的高可靠性中受益(兩款IC均符合AEC-Q100 0級標準)。

遠程二極管。諸如信息娛樂系統和儀表盤等處理應用從TMP411和 TMP451等高精度器件中受益。這些符合AEC-Q100 1級標準的傳感器從CPU/FPGA內的基板熱晶體管或二極管,或者從巧妙放置在電路板其它位置上的遠程二極管連接的晶體管中獲得輸入。它們還集成了它們的本地溫度傳感器,并且通過一個標準的兩線制接口進行通信。

TI豐富的符合AEC-Q100標準的溫度傳感器產品組合包括支持擴展溫度范圍的器件。例如,全新的LM57-Q1溫度開關能夠將運行系統配置保持在高達170°C。這一點在系統溫度配置需要在擴展高溫度上運行時很關鍵。

TI正在一如既往地將全新的溫度傳感器添加到我們的符合AEC-Q100應用要求的器件系列中,請隨時關注這一系列中新增加的的產品成員。


大兴彩票最新网址