用现代LTSpice热敏电阻器动态模型解决老式模拟温控电路问题三-电路图讲解-电子技术方

第三部分：热敏电阻器SPICE模型使用较老的IC进行感测，那么较新的IC（如LTC1041）情况如何？  

引言 本文是我们关于基于热敏电阻器温度控制电路的动态SPICE建模的系列文章的第三也就是和最后一部分，我们使用了疑问式的标题。我对模型使用老IC是否有效十分清楚，所以想来新IC的情况也可能一样。但正如俗话所说，眼见为实。所以我们首先要向Linear Technology致敬。实际上，没有LTSpice的计算速度和接近实时的结果显示，要在温度控制应用所需的时间长度（有时要几小时，但仿真时间的度量单位是秒）期间进行仿真是相当繁琐的。因此我们首先建立一个包括来自Linear Technology的IC——亦即 LTC1041（bang-bang控制器）——的仿真，然后显示仿真结果非常符合我们的期望并再现了电路规格。   最后，我们将介绍一个电路，其可能是德州仪器LM56的热敏电阻器模拟版本电路。

为什么是LM56？因为LM56明确给出了两个输入温度阈值建议，并在其限值范围内调节温度，LM56的SPICE模型甚至有一个用于瞬态仿真的特殊外部温度引脚。但它有一个内部硅基温度传感器，就机械灵活性和灵敏性（与热敏电阻器相比，IC的较低）而言，这是其缺点。作为一个学术活动（我承认有点出于忌妒），我在LM56的原理基础上构建我的电路，但有一个外部热敏电阻器。   这样我们可在最后的蒙特卡洛分析中研究热敏电阻器特征（响应时间和容差）的影响。   用LTC1041仿真   出发点是LTC10411数据表的引用。图1是超低功耗恒温计电路。

 图1   前面已介绍过用一个待加热系统来完成该电路（略有修改）的方法2，所以我们可画出仿真电路，用具有类似电阻温度特征（5 kW）的Vishay NTCLE100E3502_B0代替YSI 44007。    

 图2

 图3   

 我们对初始温度（Tinit）和最终的稳定循环温度（Rset）值进行两次扫描，以获得期望的系统温度结果，范围是从初始温度（15°C、20 °C、30 °C和35 °C）开始，并在由Rset值定义的温度（32 °C和37 °C）附近摆动。   我们可以验证一个微妙但并非不重要的细节：如图1的应用图所示，其中用一个开关电源（VP-P）来防止热敏电阻器的自加热，这在我们的仿真中也有使用。我能通过将初始温度设为25 °C并监测系统温度变化来验证这个事实；结果是一条平坦的线条，表明热敏电阻器绝对没有出现自加热。   我们来隔离包含图中热敏电阻器的分压器，并验证在向其施加6 V时会发生什么情况（参见图4中嵌入的电路）。我们看到在100秒过后，NTC上的电压下降，表明存在自加热。由于开关电源输入，我们避免了这一现象，我们的建模用图形方式表示了这一点。

图4   LM56的等同物，但有一个外部热敏电阻器                                          

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1、AMS1117的5v转3.3v电路一   ASM1117的工作原理和普通的78系列线性稳压器或LM317线性稳压器相同，所有的线性稳压器都是通过对输出电压采样，然后反馈到调节电路去调节输出级调整管的阻抗，当输出电压偏低时，就调节输出级的阻抗变小从而减小调整管的压降，当输出电压偏高时，就调节输出级的阻抗变大从而增大调整管的压降，这样就维持了输出电压的稳定。   ASM1117和78系列稳压器的主要差别是它的最小饱和压降（即失稳电压）较小，为1.1V（典型值）~1.3V（最大值），而78系列稳压器的失稳电压是2V~3V左右，因此在输出电压相同的情况下ASM1117可以工作在较低的输入工作电压下。以SSM1117-3.3为例，它的最低工作电压是4.4V（典型值）~4.8V（最大值），而LM317输出3.3V电压时要求最低输入电压为5.3~6.3V。   另外SAM1117系列稳压器的最高输入电压也低于78系列稳压器。     

 R6是D5的限流电阻，作用是使显示发光二极管D5在上电时能工作在正常的状态下；C7和C8都是输出滤波电容，作用是减小输出电压汶波并抑制ASM1117的自激振荡，C8是高频滤波电容，C7是低频滤波电容。图中已经标出了C8容量是0.1微法，C7是47微法，R6的阻值是3030欧。   电解电容主要滤除低频纹波，一般从几十Hz到200Hz。   无极性电容，容量比较小，常见的有瓷片电容，一般用来滤除高频纹波。   电解电容中的ESL是指等效串联电感。   2、AMS1117的5v转3.3v电路二    

 3、电路三   AMS1117-3.3是一种输出电压为3.3V的正向低压降稳压器，适用于高效率线性稳压器发表开关电源稳压器电池充电器活跃的小型计算机系统接口终端笔记本电脑的电源管理电池供电的仪器。   以下是用稳压芯片将5V的电源转换成3.3V的电压电路原理图。

  对电路的解析： 1）D1作用是防止电源反接。   2）C01、C02是电源输入滤波。   3）VDD3.3是3.3V电源，供数字电路使用，   4）L1、L2是隔离滤波电感。   5）VCC3.3是3.3V电源，供模拟电路使用。                                        

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