温控加热电路【比较器输出作为MOS开关】
当温度低于某一阈值时,打开加热器;当温度高于阈值时,关闭加热器
1. 左侧电阻网络:NTC温度检测
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RT?
是一个NTC热敏电阻,阻值随温度升高而减小。 -
RT?
和 30kΩ 电阻构成分压器,其输出送入比较器的负输入端(脚2)。 -
热敏电阻随温度变化,其分压电压也会变。
你提供的数据:
At 0°C,RT ≈ 29.23kΩ
At -1°C,RT ≈ 30.63kΩ
这说明温度越高,热敏电阻阻值越低,电压也会降低。
2. 右侧参考电压:恒定值
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由两个 30kΩ 电阻构成的分压器产生稳定参考电压:
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这个电压送入比较器的正输入端(脚3)
3. 比较器 TL331 比较逻辑
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TL331 比较输入电压大小:
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若 热敏电阻分压电压(负端) < 6V(正端),输出为高阻态(MOS关闭)
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若 热敏电阻分压电压(负端) > 6V,输出拉低(MOS导通)
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⚠️ 注意:这里使用的是 TL331(开漏输出),输出端脚4 需要外部上拉,而这里实际是接到了 MOS 的栅极,MOS 栅极电阻上拉10kΩ,实际构成拉电压逻辑。
4. MOS 控制加热器工作
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当比较器输出为低电平时,MOSFET IRLML0040导通,12V 电源为
HEATER
供电,加热器开始加热。 -
当比较器输出为高阻态(即 MOS 栅极电压为12V),MOS关闭,加热器断电。
比较器用也可以负端作为参考电平信号输入,正端作为采集信号输入:
你完全可以把负端当参考电压、正端接信号输入。
比较方式 | 正端 (+) 输入 | 负端 (−) 输入 | 输出逻辑说明 |
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常规方式(推荐) | 信号输入 | 参考电压 | 当信号 > 参考 → 输出高 |
反向方式 | 参考电压 | 信号输入 | 当信号 < 参考 → 输出高 |
比较器的参数选型:
参数名称 | 参数说明 | 选型建议 |
---|---|---|
供电电压范围 | 比较器能接受的电源电压范围,如 2V~36V、±15V | 选型时需覆盖你的系统电源电压(如 3.3V / 5V / 12V 等) |
输入共模范围 | 输入端电压允许的范围 | 要求支持0V~Vcc范围时,选择Rail-to-Rail输入比较器 |
输出类型 | 推挽输出 or 开漏输出 | 开漏:如需与多个输出“线与”,或逻辑接口推挽:不需上拉,响应快,数字接口优选 |
响应时间 / 延迟 | 输入变化至输出翻转的时间(如1µs、500ns等) | 高频/过流保护应用中选 ≤1µs;低速(温控等)可几µs以上 |
输入失调电压 | 最小输入差异可触发翻转的电压(典型值如1mV) | 精密应用需 <2mV,普通应用可接受5~10mV |
静态电流 | 比较器自身的供电电流消耗(如几十µA~几mA) | 电池供电场景优先选 <100µA 的器件 |
温度范围 | 工作环境温度范围(如070℃、-40125℃) | 工业场合选 -40~85℃,车规选 -40~125℃ |
封装类型 | 物理封装形式(如SOT23-5、SOIC-8、DIP-8等) | 根据PCB大小和组装方式选择 |
通道数(通道数量) | 每个封装中包含的比较器数量(1、2、4通道) | 选合适通道数可节省空间与成本 |
电源抑制比 PSRR | 电源变化对比较器输出的影响(dB) | 高于 60dB 较好,抗干扰强 |
输出驱动能力 | 推挽输出的最大拉电流能力(如 ±20mA) | 如果直接驱动LED、MOSFET,需要足够电流驱动能力 |
常见比较器:
型号 | 类型 | 特点 | 适用场合 |
---|---|---|---|
TL331 | 开漏 | 低速、便宜、耐压高 | 工业电路、保护逻辑 |
LM393 | 双通道、开漏 | 经典老牌 | 通用型判断电路 |
LMV7219 | 推挽 | 低失调、高速 | 精密比较、ADC前端 |
MAX9025 | RR输入输出、推挽 | 高速、CMOS兼容 | 精密数模接口 |
TLV3701 | RR输入、低功耗 | 超低功耗 | 电池供电系统 |