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恭成科(kē)技(jì)技(jì)術(shù)部
随著(zhe)5G技(jì)術(shù)在各種設備被廣泛應用(yòng)，5Gγ∞時(shí)代終于真正到(dào)來(lái)。5G區(q¶™φū)别于早期的(de)2G、3G和(hé)4G移動通(tōng)信的(de)關鍵是(shì≤¥β")：
1.通(tōng)信速度、處理(lǐ)信息量、 ≤α連接能(néng)力等大(dà)幅度提高(gāo)，以滿&₽♥足高(gāo)清圖像、視(shì)頻(pín)、虛☆≥>拟現(xiàn)實等大(dà)數(shù)據量傳輸和(hé)自(zì)動駕駛、遠(yuǎn)程÷∑醫(yī)療、物(wù)聯網通(tōng)信等實時(shí)應用(yòng)；
2.連續廣域覆蓋和(hé)高(gāo)移動性下(x♦ λià)，用(yòng)戶體(tǐ)驗速率達到(↓↑∞dào)100Mbit/s。
3.系統協同化(huà)，智能(néng)化(huà)水(shuǐ)平提升，表現(xiàn)≠™為(wèi)多(duō)用(yòng)戶，多(£☆£₩duō)點，多(duō)天線，多(duō)攝取的(de)協同組網，以及網絡間(jiā€¥n)靈活地(dì)自(zì)動調整。
以上(shàng)特點都(dōu)使得(de)5G設π☆備中相(xiàng)關部件(jiàn)的(de)負載增加§•λ，發熱(rè)源也(yě)增加，多(duō)個(gè)發熱(rè)源γ∏間(jiān)還(hái)會(huì)相(xiàng)互影(yǐng)響傳熱(rè)£✔©，以往對(duì)單一(yī)發熱(rè)源采取的(de)措施，可₽☆☆(kě)能(néng)并不(bù)适用(yòng)于同時(shí)處理(lǐ)5G電(di ÷±àn)子(zǐ)設備中多(duō)個(gè)功能(n✔☆éng)熱(rè)點的(de)狀态。
基于上(shàng)述背景，監測基闆上(shàng)多(duō)個(gè)功能(néng)♦δ♦熱(rè)點的(de)溫度，并根據電(diàn)子↑♥↑(zǐ)設備的(de)複雜(zá)功能(néng)去(qù)±₹控制(zhì)作(zuò)為(wèi)發熱(rè)源部"ε件(jiàn)性能(néng)變得(de)尤為(wèi)重要(yào)。
比如(rú)，當CPU加載很(hěn)大(dà)的(de)應用(yòng)程序時(shí)，±¥♣α初始階段溫度較低(dī)以全功率運行(xíng)。若CPU溫度升高(gāo)，則性能(nénσ§÷g)會(huì)降低(dī)，且不(bù)能(néng)超過阈值溫度控制(zh™↓←ì)。此時(shí)，若向CPU供電(dià÷ "n)的(de)電(diàn)源部分(fēn)的(de)發熱 ∑>(rè)很(hěn)大(dà)，且CPU能₽λ ¶(néng)夠接收到(dào)來(lái)自(zì)電(diàβσ↓πn)源部件(jiàn)的(de)發熱(rè)，則CPU的δπ(de)溫度可(kě)能(néng)急劇(jù)上(shàng)升。要(yào)同時(s↔§hí)考慮CPU周圍和(hé)電(diàn)源IC周圍的(↔§∞∏de)溫度，就(jiù)有(yǒu)必要(yào)更精細地(dì)控制∑> §(zhì)每個(gè)器(qì)件(jiàn)的(de)性能(σ↓₩¥néng)。
在基闆上(shàng)對(duì)器(qì)件(jiàn)進行(xín¶♠g)溫度控制(zhì)的(de)同時(shí)，還(hái)需注意的(de)是(shìγ•♠)：由于發熱(rè)器(qì)件(jiàn)持續産生(sh™"≥ēng)熱(rè)量，可(kě)能(néng)需要(yào)最終€ 的(de)過熱(rè)保護——例如(rú)顯示警告或切換至關閉狀态等。
基闆上(shàng)需要(yào)考慮每個(gè)發熱(rè)源和(hé)IC₩↔←、模塊的(de)內(nèi)部溫度，還(hái)需要(yào)考慮彼→≈®此的(de)熱(rè)交換和(hé)放(fàng)置電(diàn★¶>)子(zǐ)設備的(de)周圍環境的(de)溫度✘απ₽變化(huà)。隻有(yǒu)監控發熱(rè)源周圍的(de)溫度，才可('★¶kě)進行(xíng)上(shàng)述提到(dào)的(de)溫度管理(l☆≠₩™ǐ)。
貼片NTC熱(rè)敏電(diàn)阻因和(hé)相(xiàng)同EIA尺寸∞δ•标準的(de)片式電(diàn)阻、電(diàn)容、電(diàn)感等一(yī)樣适合表面貼裝∞±，配置自(zì)由度極高(gāo)，占用(yòng)↓¶空(kōng)間(jiān)小(xiǎo)，能(néng)以簡∏≥₹單的(de)電(diàn)路(lù)得(de)到(dào)預期的(de)精 ">度，因此貼片NTC熱(rè)敏電(diàn)阻非常适合作(×✘≠↕zuò)為(wèi)溫度傳感器(qì)放₹(fàng)在基闆上(shàng)要(yào)測量的(de)位置，來≥αδ(lái)實現(xiàn)對(duì)基闆的(de)溫度監控。
圖1. 貼片NTC熱(rè)敏電(diàn)阻産品圖
同時(shí)貼片NTC熱(rè)敏電(diàn♦)阻的(de)生(shēng)産工(gōng)藝成熟，新品研發周期短(duǎn)，可(kě)大(d∞¥à)量生(shēng)産具有(yǒu)不(bù)同特性的(de)很(hěn)多(duō)産品，增∞↔加相(xiàng)應的(de)生(shēng)産設備就(jiù)≤±≈γ可(kě)擴大(dà)産能(néng)和(✔₽≠πhé)實現(xiàn)微(wēi)型化(huà)，從(c©★ &óng)而很(hěn)容易降低(dī)成本。
貼片NTC熱(rè)敏電(diàn)阻的(de)其他(tā)魅力
下(xià)圖是(shì)使用(yòng)了(le)貼片NTβ€≈×C熱(rè)敏電(diàn)阻的(de)溫度檢測電(diàn)路(lù)的(d¥"αγe)例子(zǐ)。
圖2. 貼片NTC熱(rè)敏電(diàn)阻溫度檢測電(diàn)路(lù)♥♣<實例
将貼片NTC熱(rè)敏電(diàn)阻和(hé)貼片電(diàn)阻串聯，施加♦βσ•恒定電(diàn)壓。這(zhè)時(shí)的(de)分(fēn)壓與貼片NTC熱(rè)敏電(§↓diàn)阻的(de)溫度的(de)關系如(rú€βγ')圖3所示。
圖3. 分(fēn)壓電(diàn)壓 (Vout) 的♦(de)溫度特性
在較寬的(de)溫度範圍內(nèi)可(kě)以獲得(de)非常大(dà)的(de)電(dià£λ'n)壓變化(huà)，這(zhè)種電(diàn)壓變化(huà)作(z→☆uò)為(wèi)溫度信息來(lái)處理(lǐ)。᧥從(cóng)而在溫度超出阈值時(shí)發出警示¶≤£≤。
值得(de)注意的(de)是(shì)，圖2中電(d£<iàn)壓變化(huà)很(hěn)大(dà)，但(dàn)在AD轉換器(qì)(ADC)之前卻沒← ✔>有(yǒu)使用(yòng)放(fàng)大(dà)器(qì)。不(bù)限于溫度δ÷傳感器(qì)，通(tōng)常來(lái)自(zì)電(d®±iàn)子(zǐ)裝置中使用(yòng)β☆♠的(de)傳感器(qì)的(de)信号非常微(wēi)弱，并且需要(yào)一÷β↕(yī)些(xiē)信号放(fàng)大(dà)器(qì)。而貼片NTC熱(rè)敏電(di≠★✔→àn)阻是(shì)少(shǎo)數(shù)不(bù)需₽>要(yào)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)傳感器(qì)。
這(zhè)裡(lǐ)考慮一(yī)下(xià)ADC的(γ£de)分(fēn)辨率。如(rú)圖2所示，假設施加至貼片NTC熱(rè)敏電(diàn)阻的(φ≈✘φde)電(diàn)壓與向微(wēi)機(jī)內(nèi)的(de)ADC供給的(de)©¥電(diàn)壓相(xiàng)同，并且ADC的(de)輸入範圍為(wèi)0V~3V。如(rú) β果ADC的(de)分(fēn)辨率為(wèi)10位，則量化(hu<★$à)單元(LSB: Least Significant Bit) 變為(wèi)大(π₽§dà)約3mV。
另外(wài)，在與圖3相(xiàng)同的(d"φαe)溫度範圍，即-20℃～+85℃下(xià)，能(néng)夠得(d∞&↓γe)到(dào)的(de)單位溫度的(de)電(diàn)壓變化(huà)(增益)如(rú)圖4Ω<✘₹所示。即使在增益最小(xiǎo)的(de)溫度範圍的(de)上(shàn"<<αg)限和(hé)下(xià)限，也(yě)可(kě)以獲得(de)約10 ®mV/℃的(de)增益。此時(shí)，1LSB相(xiàng)₹ ₽當于約0.3℃。即使安裝在微(wēi)型計(jì)算(suànα ♦ )機(jī)中的(de)10位ADC也(yě)可(kě)以預期約0.3℃的(d∏β•e)溫度分(fēn)辨率。當然，在室溫附近(∞•"jìn)存在30mV/℃以上(shàng) ≥的(de)增益，因此1LSB為(wèi)0.®★1℃以下(xià)。
圖4. 單位溫度的(de)電(diàn)壓變化(huà)(增益)
使用(yòng)配備有(yǒu)微(wēi)型計(jì)算(su∞™→àn)機(jī)的(de)标準ADC，可(kě)以通(tōng)過∏®簡單的(de)電(diàn)路(lù)輕松形成溫✘™✘₩度檢測電(diàn)路(lù)。這(zhè)是(shì)貼片NTC熱Ω→(rè)敏電(diàn)阻廣泛用(yòng)于電(diàn)子(zǐ)設備溫度檢測的(de)®"§主要(yào)原因。
簡單電(diàn)路(lù)&高(gāo)精✔←∏度溫度測定
那(nà)麽，使用(yòng)普通(tōng)貼片NTC熱(rè)敏電( '>diàn)阻和(hé)電(diàn)阻的(de)溫度測量精度是(shì)多(↑₩♣duō)少(shǎo)？
再看(kàn)一(yī)下(xià)圖3。該圖是(shì)使用(yòng)電(diàn)阻值公¶>¥差±1%的(de)貼片NTC熱(rè)敏電(diσàn)阻和(hé)貼片電(diàn)阻時(shí)的(de)電(diàn)¥壓溫度特性。對(duì)得(de)到(dào)的(de)電(di±≈±àn)壓的(de)中心值和(hé)細線根據部件(jiàn)的(de)最±¥↑大(dà)公差等計(jì)算(suàn)的(de)電(diàn)壓的(de)上±α(shàng)下(xià)限值進行(xíng)繪圖。由于≠∑>§幾乎看(kàn)不(bù)到(dào)差，因此，将中心值為(wèi)零時(s¶←hí)的(de)上(shàng)下(xià)限值換算(suàn)為(wèi)溫度的(λ€>♣de)圖表如(rú)圖5所示。
圖5. 對(duì)圖3中Vout誤差溫度進行(xíng)換算(suàn)
結果顯示，在+60℃下(xià)産生(shēng)約±1℃的(de)誤差，在+85Ω™™℃下(xià)産生(shēng)約±1.5℃的(de)誤差。為(wèi)了(le)監測電(dià∞¥©n)子(zǐ)設備內(nèi)部的(de)溫度，例如(rú)基闆溫度，可(kě)以預期足ασ•夠可(kě)靠的(de)溫度測量精度。
使用(yòng)簡單的(de)元器(qì)件(jiàn)和(hé)電(diàn)路(lù)就(j©↔iù)可(kě)以實現(xiàn)高(gāo)精度的(λ≤de)溫度測量，貼片NTC熱(rè)敏電(diàn)阻的↕→β (de)高(gāo)性價比也(yě)就(jiù)不(bù)言而₹α←喻了(le)。
恭成科(kē)技(jì)擁有(yǒu)國(guó)際先進的(de)貼片NTC熱(rè)敏電✔≤(diàn)阻生(shēng)産工(gōng)藝平台，成熟、靈活的(de)配方體(tǐ)系，可π≤₽(kě)根據客戶需求快(kuài)速研發新規格、高(gāo)精度、高(gāo)可(k☆≈↔£ě)靠性的(de)優質産品，幫助5G時(shí)代的(de)電(diàn)子(zǐ)←↕≤Ω設備精準監測溫度。
