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关于NTC热敏电阻的测温原理及电路设计

NTC热敏电阻是Negative Temperature Coefficient的缩写，表示其电阻值随温度的降低而升高。这种热敏电阻器主要由锰、钴、镍、铝等金属氧化物制成，这些材料在半导体状态下运作，类似于硅和锗等半导体材料。由于其电阻值随温度的变化而变化，因此被广泛用于温度测量、温度补偿和抑制浪涌电流等场合。

一、NTC热敏电阻测温原理

NTC热敏电阻的电阻值随着温度的变化而相应变化。在温度较低时，金属氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数量较少，因此电阻值较高。随着温度升高，载流子数量增加，电阻值降低。这种特性使得NTC热敏电阻成为测优选元件。

二、NTC热敏电阻测温电路图详解

（一）新型DNTC热敏电阻在微控制器保护中的应用

为了确保功率半导体元件、逻辑元件、微控制器和处理器的正常运行，新型DNTC热敏电阻因其紧凑的尺寸（如EIA0402）而被广泛应用于温度监测。由于焊点与电路板之间形成良好的热接触，且元件的自微乎其微，因此新型热敏电阻能对半导体敏感部件进行高精度温度监测。爱普科斯（EPCOS）DNTC热敏电阻具有极高的耐热冲击性能，适合回流焊接和波峰焊接工艺。设计师可以将热敏电阻放置在电路板背面，确保即使是大尺寸的微控制器也能形成良好的热接触。

（二）DNTC热敏电阻在LED照明系统中的应用

在LED照明系统中，DNTC热敏电阻不仅能提高发光效率，还能延长LED的使用寿命。LED的效率在很大程度上取决于半导体结的温度。为了避免极端温度导致的功率退化、光强减弱、色偏等问题，以及缩短LED的使用寿命，客户需要极力避免温度极端变化。为了获得最大效率，LED的工作温度需要在规定的最佳温度范围内（如典型的LED应用为70℃至90℃）。当LED电路中安装了DNTC热敏电阻后，任何温度的变化都会引起NTC部件阻值的显著变化。经过比较器的评估，流经LED的电流会随之减少，进而降低LED的功率损耗并延长其寿命。

除了标准系列，我们还开发了适合汽车应用的NTC热敏电阻。这些产品已经通过AEC-Q200认证，适用于最高温度达+150℃的汽车电子设备，如ECU、空调系统和电池温度监测或充电系统。

（三）NTC热敏电阻在充电技术中的应用

先进的充电技术不仅需要电池具有较大的容许温度范围，还需要确保在最高容许温度下充电电流低于电池最大充电电流。当充电电流导致电池温度达到上限时，必须准确快速地减小电流以避免电池损坏。电池温度检测的准确性和速度将直接影响充电电流的调节精度和速度。使用NTC热敏电阻进行温度检测是确保电池快速安全充电的关键。

除了测量电池温度外，还需要测量环境温度以避免电池与环境之间的温差过大。为此，客户需要在充电电路板上放置第二个NTC热敏电阻。

三、简单直流桥式电路及同相放大电路测温方法

简单的直流桥式电路可用于精密测量热敏电阻的阻值变化。通过选择合适的电阻R2和R3，可以消除V的平均DC值。另一种方法是使用同相放大电路进行温度测量。该接口电路利用电阻器对热敏电阻传感器进行线性化。通过使用固定电阻器R1，可以实现电压模式的线性化。该电路将热敏电阻的电压提升到参考电压（一般与ADC的参考电压一致），然后通过热敏电阻和电阻的串联产生分压，其电压变化反映了热敏电阻的阻值变化，从而实现了温度的测量。

以上是关于NTC热敏电阻测温原理及其电路设计的一些基本介绍和应用场景。随着技术的不断发展，NTC热敏电阻将在更多领域得到广泛应用。