采用LTC1998和热敏电阻实现散热保护电路的设计

散热保护在许多电源系统中都非常重要。下图显示了一个低成本的散热保护电路。其中LTC1998是一个用于电池监控的6引脚SOT-23封装比较器，在该电路中被用作散热保护。这个散热保护电路可提供非常有用的功能，例如可调跳变温度、可编程滞后电压和远端温度感测。

该电路采用一个负温度系数（NTC）热敏电阻RT来检测电路板温度。在正常情况下，LTC1998引脚1的电压（Vbatt）高于2.5V，因此LTC1998引脚6的电压（Vbattlo）为逻辑高电平。

当检测点温度升高时，LTC1998引脚1的电压（Vbatt）会因为RT阻抗而下降。如果Vbatt降至低于2.5V，那么LTC1998的内部比较器就会发生跳变，并且Vbattlo（引脚6）变成逻辑低电平。引脚6可以连接到相关电源的运行／软启动（使能／关断）控制端。因此，如果温度升高到预先设定的跳变点，就可以关断电源以防出现过热。

跳变温度门限可以用以下等式设定：

Vbatt=Vz×RT（trip）／［R1+RT（trip）］=2.5V （1）

选定NTC热敏电阻和温度跳变门限以后，达到跳变点温度时的RT（trip）value可以由电阻-温度曲线或热敏电阻制造商提供的数据表中的公式来确定。如果已知Vz（齐纳二极管上的电压），那么R1的阻值就能用式（1）计算出来。

加入可编程滞后电压是为了防止引脚6（Battlo）在跳变点上产生振荡。当发生温度跳变和电源关断以后，电路板温度开始下降。NTC热敏电阻阻抗增加，LTC1998引脚1（Vbatt）上的电压也随之升高。当Vbatt升至超过2.5V的某一预定值之后，LTC1998的内部比较器再次发生跳变。此时，引脚6（battlo、RUN／SS）变为逻辑高电平，并且电源可以恢复正常工作。 滞后电压可以通过引脚4（VH.A）上的电压设定：

VHYST=VH.A／2=Vz×R3／（R2+R3）／2 （2）

选择好重启电源的温度值，滞后电压可以根据电阻-温度曲线或热敏电阻数据表中的公式来确定。然后就可以通过式（2）选定R2和R3的值。

与片上温度感测模式不同，这个散热保护电路利用NTC热敏电阻来检测温度，因此有可能感测到远端的温度。一个纤巧的热敏电阻可以放置在远离LTC1998电路的位置，并对电路板上任何兴趣点的温度进行监视。

建议将电路的输入电压Vz设定在大约2.7V至5.5V之间。例如，如果系统中有一个3.3V的电压电源，那么Vz就可以直接连接到这个3.3V的电源上，这时将不需要Rz和齐纳二极管。如果系统中没有提供合适的偏置电源，那么就需要利用Rz和齐纳二极管将保护电路连接到电源输入端。根据输入电压范围选择Rz和齐纳二极管。

图中的电路采用了Murata公司生产的0603规格100K NTC热敏电阻（NCP18WF104J03RB）。Rz和齐纳二极管器件在大约3V至40V的输入电压范围内工作良好。

当VIN为24V时，Vz约为3.3V，滞后电压为150mV。引脚1的跳变电压为2.5V，这是通过LTC1998的内部参考电压设定的。温度跳变门限大约在90℃，并有10℃的滞后（在这个温度范围内热敏电阻的温度系数大约为-0.3kΩ／℃）。也就是说，受控电源在温度高于90℃时将会关断，而在温度低于80℃时将恢复工作。

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