隔离式温度传感器

本应用笔记介绍了一种隔离温度传感器并为其供电的新型电路。设计中采用MAX6576温度传感器和MAX845隔离式变压器驱动器。

在某些温度传感应用中，传感器安装在电位与通用数据采集系统（即等电位，通常称为接地）非常不同的位置。然后，必须将工作温度传感器与其数据采集系统电气隔离。另外，这些系统很少为传感器提供隔离的电源。图1电路采用MAX6576温度传感器，通过为传感器提供隔离和电源来解决这些问题。

图1.该温度传感器（IC2，MAX6576）由变压器隔离，并提供数字输出，其周期对温度进行编码（10μs/°K至640μs/°K）。

电源变压器驱动器（IC1，MAX845）的互补、固定频率方波输出驱动带初级中心抽头的1：1变压器。次级绕组为Graetz桥式整流器供电，该整流器产生约4.5V电压，为温度传感器供电。MAX6576将温度传感器、信号处理电子器件和易于使用的数字I/O接口集成在一个低成本封装中，适合多种应用。它从单电源电压中吸收的电流非常小，并且在+3V至+5V范围内工作时保持其精度规格。

温度传感器是绝对温度-周期转换器。如图所示连接，它提供10μs/°K的转换常数，在室温下周期约为2.980ms （335Hz）。转换常数可在 10μs/°K 至 640μs/°K 范围内调节。 （请注意，较长的常数允许更多的信号积分时间，从而将噪声降至最低。传感器的输出是对称方波，通过10kΩ电阻驱动NPN晶体管（Q2）的基极。Q2的集电极负载（390Ω电阻）连接到为温度传感器供电的同一线路。这种配置会导致不对称电源电流在传感器输出的正半周期中较高。

在初级（系统）侧，注意MAX845的接地回路由Q1的基极-发射极结分流的并联RC电路。RC的值确保温度传感器的电流和变压器励磁电流的总和不足以使Q1导通。当Q2导通时，它从4.5V线路吸收约12mA电流。反射到初级，电流从+5V电源流入MAX845，通过接地端子流出，（部分）流经75Ω电阻。由于电阻上的压降超过Q1的基极-发射极二极管门限，其余电流通过基极-发射极二极管并开启Q1。

因此，Q2中的导通会导致Q1中的导通，从而将传感器方波输出复制到Q1的集电极电路。电路的上升/下降时间、抖动和传播时间总计约为2μs（图2和图3）。在最快转换常数（10μs/°K）下，抖动引起的测量误差相当于小于0.1°K;在较长的常数下，它完全可以忽略不计。同样，在允许范围（4.5V至5.5V）内改变电源电压引起的等效输出变化小于0.1°K。 数字输出（Q1集电极）摆幅范围为0V至+5V，能够吸收数mA电流。

图1.文本ssss。

图3.图1所示的OUT抖动相对于传感器输出端的负边沿。

该方案可以容纳温度-频率转换器和其他温度传感器。

审核编辑：郭婷