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集成温度传感器AD590，给出了AD590测量热力学温度、摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点平均温度的具体电路，并以节能型温、湿度控制系统为例介绍了利用AD590测两点温差电路的应用。
关键词： AD590；集成温度传感器；温度差；
中图分类号：TP368 TP212.11文献标识码：A 文章编号：：1006-883X（2003）03-0035-03
一、引言
集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路，它是利用晶体管的b-e结压降的不饱和值VBE与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测：
式中，K—波尔兹常数； q—电子电荷绝对值。
集成温度传感器具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点，得到广泛应用。集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般为10mV/K，温度0℃时输出为0，温度25℃时输出2.982V。电流输出型的灵敏度一般为1mA/K。
二、AD590简介
AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下：
1、流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：
mA/K
式中： —流过器件（AD590）的电流，单位为mA；
T—热力学温度，单位为K。
2、AD590的测温范围为-55℃～+150℃。
3、AD590的电源电压范围为4V～30V。电源电压可在4V~6V范围变化，电流 变化1mA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。
4、输出电阻为710MW。
5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。
三、AD590的应用电路
1、基本应用电路
图1（a）是AD590的封装形式，图1（b）是AD590用于测量热力学温度的基本应用电路。因为流过AD590的电流与热力学温度成正比，当电阻R1和电位器R2的电阻之和为1kW时，输出电压VO随温度的变化为1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，电阻也有误差，因此应对电路进行调整。调整的方法为：把AD590放于冰水混合物中，调整电位器R2，使VO=273.2mV。或在室温下(25℃)条件下调整电位器,使VO=273.2+25=298.2（mV）。但这样调整只可保证在0℃或25℃附近有较高精度。
2、摄氏温度测量电路
如图2所示，电位器R2用于调整零点，R4用于调整运放LF355的增益。调整方法如下：在0℃时调整R2，使输出VO=0，然后在100℃时调整R4使VO=100mV。如此反复调整多次，直至0℃时，VO=0mV，100℃时VO=100mV为止。最后在室温下进行校验。例如，若室温为25℃，那么VO应为25mV。冰水混合物是0℃环境，沸水为100℃环境。
要使图2中的输出为200mV/℃，可通过增大反馈电阻（图中反馈电阻由R3与电位器R4串联而成）来实现。另外，测量华氏温度（符号为℉）时，因华氏温度等于热力学温度减去255.4再乘以9/5，故若要求输出为1mV/℉，则调整反馈电阻约为180kW，使得温度为0℃时， VO=17.8mV；温度为100℃时，VO=197.8mV。AD581是高精度集成稳压器，输入电压最大为40V，输出10V。
3、温差测量电路及其应用
(1). 电路与原理分析
<![endif]> 图3是利用两个AD590测量两点温度差的电路。在反馈电阻为100kW的情况下，设1#和2# AD590处的温度分别为 （℃）和 （℃），则输出电压为 。图中电位器R2用于调零。电位器R4用于调整运放LF355的增益。
由基尔霍夫电流定律： （1）
由运算放大器的特性知： （2）
（3）
调节调零电位器R2使：* （4）
由（1）、（2）、（4）可得：
设：R4=90kW
则有： =
= （5）
其中， 为温度差，单位为℃。
由式（5）知，改变 的值可以改变VO的大小。
(2). 应用举例
以某节能型药材仓库温、湿度控制系统为例，若要求库房温度低于T℃，相对湿度低于A1B1%RH。则采取的两种控制模式如下：
控制模式一：当库内相对湿度高于A1B1%RH且库外温度低于T℃时，进行库内外通风。这种方式是利用库内外湿度差进行空气的交换，以达到库内除湿的要求，其优点是高效、节能、节省资金。但这种方式受到严格的控制。首先，库外的相对湿度要低于库内的，它们之间的差要大于A2B2%RH，这样才能有效保证及时地进行库内的除湿。其次，库内库外的温度差要小于△T℃，这是因为，如果在库外温度远高于库内温度时进行通风，热空气进入库区后遇上冷空气就会造成药品、器材表面结露的现象，进而影响药品和器材的质量。反之，如果在库内温度远高于库外温度时进行通风，冷空气进入库内后也会在药品器材表面结露。另外，库外温度不能接近T℃。这是因为，如果库外温度接近T℃时进行通风，很可能使密闭的库温升高，从而超过温度上限T℃。
控制模式二：当温度高于T℃或湿度高于A1B1%RH但不满足第一种情况时，开启冷冻空调机组进行库内降温除湿。
为避免因库内外温差过大通风时药品、器材表面结露的现象，必须严格控制系统温差值的精度。传统的测温差方法是对两点温度分别进行处理（调理电路、A/D、运算处理）后求差值，此方法所得温差精度低。库内外温差测量可采用图3所示电路，利用温差值直接与设定值相比较，既能保证较高的精度，又简化了系统的软件设计，提高了系统的可靠性。
4、N点最低温度值的测量
将不同测温点上的数个AD590相串联，可测出所有测量点上的温度最低值。
该方法可应用于测量多点最低温度的场合。
5、N点温度平均值的测量
把N个AD590并联起来，将电流求和后取平均，则可求出平均温度。
该方法适用于需要多点平均温度但不需要各点具体温度的场合。
四、结束语
AD590测量热力学温度、摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点平均温度的具体电路，广泛应用于不同的温度控制场合。由于AD590精度高、价格低、不需辅助电源、线性好，常用于测温和热电偶的冷端补偿。
西安电力电子技术研究所
研究内容
研究范围：电力半导体器件和装置的研究。
推广技术与项目：4英寸超大功率快速晶闸管；5英寸大功率晶闸管。
学科分类： 电子、通信与自动控制技术 ； 动力与电气工程
科研能力
职工人数：740 (人)
技术人员： 375 (人)
机构类别： 省市系统
上级主管单位： 省科技厅
成立年代： 1966
主要研究人员：
内部机构名称： 第一研究室，第二研究室，第三研究室，第四研究室，国家工程研究中心，国家质量检测中心，行业标准室，
下属机构名称： 西安千岛实业有限责任公司，西安屹立电力电子有限责任公司，西安爱帕克电力电子有限公司，西安西普电力电子有限公司
出版刊物： 电力电子技术 季刊
生产产品： KS双向晶闸管 ； 超大功率晶闸管 ； 大功率晶闸管 ； 大功率GTO组件 ； 大功率整流管 ； 高压电子束轰击炉电源 ； 快恢复二极管 ； 快开通晶闸管 ； 脉冲电镀电源 ； KK快速晶闸管 ； 高压等离子风洞整流电源
科研成果： LGBT模块封装技术研究 ； 绝缘栅双极晶体管IGBT模块 ； 小光控晶闸管DV/DT测试台 ； MJ-Ⅱ/50型半自动磨角机技术工艺设备研究 ； GTR模块结构及封闭工艺 ； GTO应用共性基础技术研究 ； 晶闸管综合特性测试台 ； GTR模块测试技术和设备 ； 地铁动车斩波调压系统 ； KK2000A/1600V超大功率快速晶闸管 ； 12KV1500A高压晶闸管组件 ； 功率器件用中子嬗变掺杂直拉硅及其应用 ； Φ77MM系列大功率低损耗晶闸管 ； 直径100MM特大功率晶闸管 ； 城市轨道交通车用大功率GTO组件 ； KHS型大电流整流装置 ； 阳极短路型可关断晶闸管研究 ； 光控晶闸管能发源 ； Φ100MM3000A/5500V特大功率晶闸管 ； IGBT测试技术研究 ； KDH-Ⅱ型3000KW电力回收装置 ； 600A、1000～1800V大功率GTO晶闸管 ； Φ125MM三峡直流输电用超大功率晶闸管 ； 大容量高频率IGBT模块 ； IGBT器件封闭技术 ； GTO元件及组件开关时间测试台 ； GTR模块、GTO组件及应用模块测试技术和设备 ； 300MW汽轮发电机旋转励磁整流组件 ； 非对称晶闸管ASCR500A/2000V研究 ； 大功率GTO组件 ； 中板可逆轧机主传动晶闸管微机控制 ； 高压大电流快速晶闸管KK1000A/2000V的研究 ； 高频晶闸管的研制 ； KHS、ZHS电冶、电化学用整流电源 ； 高电压大电流高可靠性晶闸管研究 ； ±100KV舟山直流输电成套设备 ； 晶闸管稳态热阻及瞬态热阻抗测试方法研究和测试设备研制
拥有专利： 制造快速晶闸管的扩金新工艺 ； 桥臂组件结构的密封励磁功率柜
获奖情况： 部委级奖 ； 省级奖 ； 国家级奖 ； 部委级奖 ； 省级奖 ； 国家级奖
研究成果（共71项，以下显示其中10项）
￠77mm晶闸管元件
超高压大功率晶闸管的国产化 (中国机械工业科学技术奖三等奖)
4in超大功率快速晶闸管 (中国机械工业科学技术奖二等奖)
大功率电解整流电源
GTO GTR应用电路模块
GTO GTR应用共性基础技术
IGBT器件的制造和工艺技术
MCT计算机辅助设计制造技术和测试技术
绝缘栅双极晶体管IGBT模块
KHS、ZHS电冶、电化学用整流电源
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申请专利（共3项 ，以下显示其中10项）
桥臂组件结构的密封励磁功率柜 (申请号:97239564.4)
钼片回收新方法 (申请号:88103038.4)
制造快速晶闸管的扩金新工艺 (申请号:86102417)
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发表期刊论文（共41篇 ，以下显示其中10篇）
阀组件在电力系统中的应用前景 楼晓峰 (电力设备 2006(7) )
ZK1150/4500快恢复二极管的研制 郭永忠 (电力电子技术 2006(5) )
60 t进口直流电弧炉电源的改造 王保荣 (工业加热 2006(1) )
Ф100快速晶闸管的研制 高山城 (电力电子技术 2005(5) )
X射线衍射分析热处理温度对透明导电膜结构与导电性能的影响 马颖 (液晶与显示 2005(4) )
高压变频器散热系统的设计 王丹 (电力电子技术 2005(2) )
有关交流拖动系统的IEC及国内标准动态 金东海 (电力电子技术 2005(2) )
直流输电用超大功率晶闸管少子寿命在线控制 李建华 (电力电子技术 2005(1) )
电弧炉与电网 张殿军 (工业加热 2004(5) )
采用谐振极软开关逆变器的异步电机直接转矩控制仿真研究 黄晓东 (西安理工大学学报 2004(3) )
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发表学术会议论文（共19篇 ，以下显示其中10篇）
国内外电力电子器件发展现状 (2004年全国电力网无功/电压技术研讨会 (2004-10-1))
晶闸管智能模块 (中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会 (2002-11-1))
热管结构的10kV晶闸管阀组件 (中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会 (2002-11-1))
PRC电路中负载变化对逆变器开关状态的影响 (中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会 (2002-11-1))
三峡工程与高压直流输电 (中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会 (2002-11-1))
电力电子集成技术的现状及发展方向 (中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会 (2002-11-1))
质子辐照用于改善大功率快速晶闸管的特性 (中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会 (2002-11-1))
4万t/a离子膜整流装置的运行总结 (第20届全国氯碱行业技术年会 (2002-9-1))
基于空间电压矢量的永磁同步电机控制系统仿真 (第七届中国电力电子与传动控制学术会议 (2001-7-1))
采用热管散热和φ100mm晶闸管的巨型励磁功率柜 (CSEE中国电机工程学会大电机专业委员会2001年度励磁学术讨论会 (2001-5))
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起草标准（共61项 ，以下显示其中10项）
半导体器件 分立器件第6部分:晶闸管第三篇 电流大于100A、环境和管壳额定的反向阻断三极晶闸管空白详细规范 (标准编号:GB/T 13151-2005)
半导体器件 分立器件 电流大于100A、环境和管壳额定的双向三极晶闸管空白详细规范 (标准编号:GB/T 13150-2005)
电力半导体器件用接插件 (标准编号:JB/T 5843-2005)
电力半导体器件用门极组合件 (标准编号:JB/T 5835-2005)
电力半导体器件用管芯定位环 (标准编号:JB/T 5842-2005)
电力半导体器件用管壳瓷件 (标准编号:JB/T 10501-2005)
低压直流电源设备的性能特性 (标准编号:GB/T 17478-2004)
半导体变流器 包括直接直流变流器的半导体自换相变流器 (标准编号:GB/T 3859.4-2004)
电工术语 电力电子技术 (标准编号:GB/T 2900.33-2004)
电力半导体器件用散热器 第1部分:铸造类系列 (标准编号:GB/T 8446.1-2004)
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媒体新闻（共6篇 ，以下显示其中10项）
直流设备全面国产化之路能走多远 (2006-9-13)
大型清洁高效发电装备被列入重点发展对象 (2006-6-21)
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西安电力电子技术研究所勇攀科技高峰 (2003-4-9)
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联系信息
机构名称： 西安电力电子技术研究所
曾 用 名： 机械工业部西安整流器研究所
负 责 人： 陆剑秋 职务： 所长 职称： 高级工程师，教授
地 址： 陕西省西安市朱雀大街94号 (710061)
电 话： (029) 85271717（办），85271888，85271829（科）
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电子邮件： peri@chinaperi.com ； xwangi@pop3.irf.com
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