芯谷科技---摄氏温度传感器

D35使用手册

一、 概述：

D35是基于模拟电路的一种基本摄氏温度传感器，其作用是将感测的环境温度/物体温度精确的以电压的形式输出，且输出电压与摄氏温度成线性正比关系，转换公式为Vo=0+ 10 mV / ℃*T（℃），0°C时输出为0V，每升高 1°C，输出电压增加10mV；芯片不需要任何外部校准或修整，即可在室温下提供±0.5℃的典型精度，在-40℃至125℃的全温度范围内提供±1.5℃的典型精度；可使用单电源，或正负双电源；在静止空气中其自热温度低于0.1℃（芯片静态电流小，仅为60 μA）；

有SOP8、TO92和TO220三种封装。

注：D35芯片可替代LM35； 

二、 应用领域：

D35模拟温度传感器是一种用于测量温度的装置，能够将温度转换为电压信号，从而实现温度的监测与控制，广泛应用在工业自动化、环境监测、医疗设备等各领域中的测温/控温系统等需要精密采集温度的场景；

三、 性能优点：

1. 外围电路简单，器件少，成本低，多数情况下无需外部运放放大输出电压，可被AD直接采集；

2. 低功耗，静态工作电流小于60 μA

3. 高精度（室温25℃下提供±0.5℃的典型精度，全温度范围内（-40℃~ 125℃）提供±1.5℃的典型精度）

4. 可测温度范围宽，可测 -40°C 至 125°C ，涵盖工业及消费电子产品；

5. 宽工作电压（4V~30V），适用多种电源系统；

6. 自热温度低于0.1℃

7. 低阻抗输出（带1mA负载时仅为0.1 Ω）

四、 工作原理

D35 温度传感器利用二极管两端的电压随着环境温度的升高而以一定的速率增加，通过精确放大电压变化，得到与环境温度成正比的电压信号。

如下图为D35 内部等效原理框图：

D35 温度传感器内部有一对运算放大器 A1 和 A2 ，第一级运算放大器 A1 通过由配置为电流镜的一对 BJT 形成的反馈回路配置为精确的温度传感器。当感测的温度每增加1℃时，在电流镜的发射极侧增加 8.8 mV并送到下一个配置为高阻抗电压跟随器的运算放大器 A2 同相输入端；通过将A2 负反馈的分压电阻配置，使温度每增加1℃输出电压增加10mV；                         其中A2充当阻抗变换的缓冲器作用，以加强温度到电压的转换；输出与实际温度传感器级高度隔离，并提供高度准确的温度传感响应，最高可输出10mA驱动电流，可以用来驱动继电器或可控硅；

五、 应用电路及工作原理：

1、 （双电源供电条件下）全温度（-40~125℃）采集电路

图一

2、高温（50度）报警电路

图二

D321运放配置为比较器，D35的输出作运放的同相输入，反向基准电压为12V分压成0.5V，当D35检测到高温超过50摄氏度时，其输出超过0.5V，运放输出高电平驱动红灯亮起同时蜂鸣器发声报警；

当温度低于50摄氏度时，输出低电平，绿灯亮,表示监测的温度正常；

运放的选型需要考虑到其工作电压及D35温度传感器的输出范围，相对匹配的单通道运放可选择D321，双通道运放可选择D358；

3、（单电源供电条件下）正温度（2~125℃）采集放大电路

图三

（注：此电路缺陷是当感测温度贴近0摄氏度时，由于D321非轨到轨，输出有可能出现底部失真；如运放供电允许情况下可选用轨到轨的精密运放芯片减小低温误差，也可在此电路上作改善，在GND引脚引入单个或多个串联二极管，人为抬高芯片GND引脚电压以提高输出对地电压，如图四，改善后，可以不需要运放；）

4、（单电源供电条件下）全温度（-40°C 至 125°C）采集电路

图四

5、（双电源供电条件下）全温度采集放大电路

图五

6、双线远程温度传感器电路

为了采集的温度不受成品内密闭空间温升或PCB板温升的影响，温度传感器可能会与主板/成品保持一定的距离作远程探测；由于模拟信号的抗干扰性比较差，以及传输线路阻抗对信号电压的衰减，加长D35的输出至采集芯片之间的信号线显然不合适；此时可采用以下电路；

图六

D35内部结构类似LDO，其输入电流=输出电流，D35感测的温度通过VOUT输出电压，并经过负载电阻R5转化成电流，流过R5的电流=流过R13的电流，选择R5、R13为等值电阻，最终将温度变化产生的电压变化，反应在R13两端的电压变化上；

7、D35在锂电池充电高、低温精准确保护方面的应用

图七

六、Layout要求

注意D35的放置位置，尽量靠近被测环境/物体本身，以达到精准测量或控制的目的；如用D35来感测环境温度，则其周边不能有功率芯片，可放在远离热源的板边；如用D35来感测某处PCB或散热片的温度，则应紧贴相关部件，以使热量最大程度传导到D35芯片内部；

实际使用中，可将塑封的传感器的平面用环氧树指粘贴在待测的零件表面。温度差不会超过0.01℃，这是在假定环境空气温度与表面温度总是相同的前提下，如果环境温度比表面温度高或低许多时，D35器件外表面的实际温度将为环境温度和表面温度之间的温度。对于TO-92封装来说，情况更是如此。在TO-92封装中，导线是向器件传导热量的主要热渠道，因此，其温度将更接近空气温度，而不是表面温度。

为了解决这个问题，应确保到D35的导线保持与器件外表面同样的温度，最容易的方法是用环氧树脂覆盖这些导线，以确保引线和导线与器件外表面具有相同的温度，使得器件外表面的温度将不受环境温度的影响。

电容负载问题：

与许多微功率电路一样，D35具有有限的驱动电容负载能力。若无特别的预防措施D35独自能驱动50pF的电容负载。如果加入一个更大的负载，可以方便地用一个电阻来隔绝或解耦这个负载，或者在输出与地之间用一个串联的R-C阻尼器来提高电容的容差。