NTC热敏电阻

NTC温度传感器在笔记本电脑的应用

发布时间:2019-11-28    文章来源:敏创原创    点击次数:
在信息时代,随着科技进步,人们对笔记本电脑的需求越来越高。用户除了要求系统具有更好的效能外,在外观上,还要求薄小轻便,更希望产品是极具高性价比的。这就给产品开发者更严峻的考验。
 
随着笔记本电脑效能不断的除旧布新,越来越多的功能应用于电脑中,使笔记本电脑的处理量日益剧增,为了满足大量的数据处理需求,愈来愈多的芯片组被放入主机中。在有限的空间内,如何耗散系统所产生的热量就成了一个棘手问题。于是在兼顾系统效能、笔记本的使用感 (包括笔记本电脑外壳的温度、风扇旋转所产生的噪音)、以及系统运行速度,便成了笔记本电脑设计和开发的一个重要关键点。
 
下面我们先来看下笔记本电脑的系统框架图(图1),CPU和GPU是系级中产生热量最大的器件, 一般Intel处理器每秒会产生的最大的功耗,其瞬间最大功耗约为37W~50W。因此,CPU和GPU是电脑中温度检测的重要目标。GPU的作用是图形的数据处理,为了显示器达到较高的分辨率, CPU和GPU的内部都含有二极管。二极管用来进行远程温度检测,然后提供给温度传感器。直接检测器件内部管芯的温度,对检测出的CPU和GPU内部管芯的温度,进行精确的温度控制。

在笔记本电脑中,除了CPU和GPU,光驱、硬盘和DDR内存在笔记本电脑中也是产生热量的组件,也是需要进行温度检测的器件。温度检测的目的是为了更好的对笔记本电脑进行适当的电源管理及散热问题管理,从而更好的设计性价比高的产品。
精确可靠的温度检测在笔记本电脑的应用上具有下列优点
 
  1. 精确的温度检测能让系统发挥最高的效能。
  2. 精确的温度检测能降低系统噪音并延长计算机电池使用时间。
  3. 精确的温度检测能提高系统的稳定性,增加产品竞争力。
 
笔记本电脑中用到的温度传感器
 
笔记本电脑中用到的温度传感器有半导体热敏电阻和集成温度传感器。
 
半导体热敏电阻
半导体热敏电阻是一种电阻值随温度呈指数规律变化的热电阻,其测温范围为-40℃~350℃,优点是半导体热敏电阻灵敏度很高,它的温度系数是金属电阻的十几倍,比金属电阻大很多;其缺点是半导体热敏电阻互换性差,有的产品稳定性不是很好。但优点是半导体热敏电阻热响应快,结构简单,而且成本低,因此被广泛应用。热敏电阻按其温度特性分为3种类型:正温度系数热敏电阻,负温度系数热敏电阻NTC和临界温度系数热敏电阻。
 
下图(图2)是典型负温度系数热敏电阻在笔记本电脑中的应用电路。半导体热敏电阻的测温原理是实现温度控制或过热保护,利用笔记本电脑嵌入式微控制器的模数转换器 (ADC) 所读到的电压值推算出NTC的电阻值,因而推算出环境温度。从成本考虑,如果只考虑负温度系数热敏电阻本身的价格,这是一个很好的解决方案。


集成温度传感器
集成温度传感器是利用晶体管PN结的伏安特性随温度变化的规律制成的一种固态传感器。它是把PN结及其辅助电路集成在同一个芯片上,完成温度测量及信号输出功能的专用IC。
集成温度传感器是目前笔记本电脑普遍采用的温度传感器,具有精确度高、响应速度快、体积小、功耗低、软件界面控制方便等优点。下图(图3)为典型集成温度传感器框图。

笔记本电脑的使用越来越广泛,性能在不断优化,这就势必要求精确的进行温度的控制,温度的控制越来越重要,温度控制的精确性可以让电脑系统的性能增强,能提高用户的使用舒适度,能提高系统的稳定性,并降低成本。





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