基于LM56芯片的温度控制电路的研究文献综述

 2022-06-11 09:06

摘要:本设计是利用美国国家半导体公司生产的LM56型低功耗、可编程集成温度控制器完成对温度的控制,实现恒温控制。通过内置的温度传感器和基准电压源以及设定的上下限温度,驱动不同的所需电平,完成降温升温操作以达到恒温效果。这种方法的有点是可编程,控温精度较高,低功耗,电源电压范围宽等。

关键词:可编程;温度控制;LM56

正文:

  1. 模拟集成温度控制器的意义

随着科技的发展和社会生活水平的提高,不管是个人,公司还是国家,信息化、自动化势不可挡,但也随之产生了很多新的问题。恒温控温的需要便是其中之一。众所周知,不管是一些关于生物的科研或者生产需要恒温的环境,还是大型机器譬如服务器,各种仪器等,又或者小型机器例如计算机,手机,他们都需要在一个让它们“舒服”的温度下工作,过热了要降降温,过低了要升升温。所以温度控制在我们的生活和工作中举足轻重。

模拟集成温度控制器可以用简单的结构完成较高精度的控温,自成系统,工作时不受微处理器控制也不需要外部电阻进行编程。分为两种类型产品。第一种内部包含模拟温度传感器,使用外部的电阻分压器或精密的金属膜电阻设定上下限温度,有的还可以通过温度信号电压的输出玩完成测温和控温。第二种包含A/D转换和固化好的程序,能把数字量转化为模拟量方便计算机进行运算和处理,类似于智能温度控制器。

  1. 国内外研究概况

正如上文提到,温控这种问题伴随着工业革命,信息革命产生和发展,并在生产实践和日常生活中被大量使用,故各个国家都有着各种公司或研发或生产温度控制器。我国有中瑞电气有限公司、宇绿电器科技有限公司等大大小小的产家,美国也有它的国家半导体公司等。模拟集成温度控制器的典型产品有LM56、TMP01、AD22105、MAX6509/6510和TC652/653等型号。LM56便是美国国家半导体公司的典型产品之一,它有LM56B、LM56C两种规格,其中LM56B的温控精度更高。这种产品性能特点颇多,例如:

  1. 可编程。其含义是:在芯片的内部基准电压源街上电阻分压器,便可以设定上下限温度。改变分压电压值便改变了上下限的温度值。带隙基准电压的经典值为1.250V,最大误差为plusmn;1%。
  2. 内部集成温度传感器的测温范围喂-40℃~125℃,电压温度系数为6.20mV/℃,起始电压为395mV。
  3. 有两个数字输出端。两个输出端分别对应上下限温度,可接CMOS、TTL电路。当温度跨过临界值时,控制器输出相应的电平,启动或关闭外接设备以完成升温降温的操作,从而达到恒温的目的。同时,该温度控制器还可以利用比较强的滞后性防止温度在临界值波动时频繁的触发动作导致设备损坏。滞后电压对应于滞后温度约为5℃。
  4. 控温精度较高。在25℃~85℃的范围内,最大误差不超过plusmn;2℃;在-40℃~125℃范围内,最大误差不超过plusmn;3℃。
  5. 电源电压范围宽,2.7V~10V。
  6. 低功耗

在大型应用方面,国外由于起步早,发展久,气候单一等特点已经开发了一系列计算机软件硬件以完成恒温的任务,目前主要是和其他高科技相结合以实现更科学的自动化、机械化、集约化。而我国在起步晚、要求高、客观因素复杂三座大山下与国外产生较大差距。在小型应用方面,大家都大差不差,但我国要做到完全的自主研发自主生产,还是只有小部分的大型科技企业或者国家核心企业才能做到。所以在这方面,我国还是有很长的路需要走,任重而道远。目前温度传感器种类很多,除了传统的模拟集成外,还有智能温度传感器、虚拟温度传感器和网络温度传感器等,并且对可靠性和安全性的要求也越来越高。

在温度控制传感器研究方面,我国的研究颇多并且遍布各个领域,农业,化工,环境,计算机等均有涉猎,也与各式各样的技术相结合,譬如化工中和制作工艺的结合,环境中与数据采样的结合,和计算机技术的结合容阔软硬件方面,更是不胜枚举。

  1. 本论文设计的主要内容

本设计要点:

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