面向工业控制的DS1847介绍

本应用笔记向工业控制市场介绍双通道数字温控可变电阻DS1847和DS1848。通过对电阻进行温度补偿，电阻器可以保持在特定的电阻，也可以通过每2°C设置一个唯一的电阻值来随温度变化。 DS1847也可用于控制电压或电流。DS1847和DS1848完全相同，只是DS1848增加了用户可编程EEPROM。

DS1847特性

图1所示为DS1847的框图。DS1847采用3V或5V电源供电。 温度范围为 -40°C 至 +95°C，并提供内部闭环温度补偿。

图1.方框图。

DS1847可以在闭环模式下独立工作，无需微控制器，也可以使用微控制器（使用可选的2线主站）。2线主站允许在不同位置控制多个器件。

图2所示为如何将多个DS1847连接至2线主机。地址引脚允许在8线总线上连接多达2个器件。

图2.2线接口。

温度补偿

DS1847的优点之一是内部闭环温度补偿。由于电阻设置和存储器是非易失性的，因此使用DS1847时不需要微处理器。

由于能够将电阻设置为温度函数，用户可以创建一个非常低的温度系数电阻器。补偿温度系数误差为±4 LSB。传递函数可以编程到电阻查找表（LUT）中，以适应许多应用。电阻LUT是EEPROM存储器，可在-40°C至+95°C的特定温度下以2°C为增量包含唯一的电阻值。有关LUT的更多信息，请参见DS1847工作部分。

电阻输出也可用作数字输出以驱动外部电路。输出可用作 报警或作为通用数字输出。DS1847可配置为输出电阻、电压或 当前。

DS1847 工作原理

DS1847具有LUT，用于确定特定温度下的电阻值（见图3）。首先，在10ms转换时间后，内部温度传感器感测环境温度。此温度决定了LUT地址。如果检测到的温度为-38°C，则相应的地址为01h。地址位置01h中的电阻值用于调整电阻。

图3.查找表。

DS1847与工业控制配合使用

DS1847可用于工业控制应用。首先，温控电阻器可以在温度范围内提供相对恒定的电阻，或者可以将电阻设置为随温度增加或减少。

图4所示为DS1847如何连接至固定电阻以构成分压器（V出0).这将在整个温度范围内为应用提供固定或可变的输出电压。传递函数可以是 编程到LUT中以随温度改变电压。

图4.电压和数字输出。

DS1847还可以配置为创建数字输出（V出1).使用4.7kΩ固定电阻和50kΩ可变电阻，输出电压范围为0.77V至4.57V（参见实施例1）。当温度达到一定值时，数字输出可用作报警或警告（参见电压报警示例）。如果温度从设定值变化或温度超过某个值，则可以将数字输出设置为低电平或高电平。

电压报警示例

为了将电压设置为在达到特定温度（本图中为94°C）时变为高电平（见图5），LUT将被编程为将电阻设置为在-0°C至40°C的温度范围内将电阻设置为最小位置（位置92）。 对于94°C及以上的温度，电阻位置将设置为FFh。

图5.电压报警的查找表。

设计注意事项

当使用DS1847作为分压器或数字输出时，需要计算固定电阻值（见图6）。

例 1.
如果将DS1847配置为数字输出，输出电压需要满足VIH和 V伊利诺伊州数字电路的电平。公式1显示了如何在某个固定电阻下计算输出电压。

等式 1

其中，Vin= Vcc= 5V
 

Rv= DS1847 50kΩ电阻 （R最小= 850Ω， R.max= 50kΩ）
 

（请注意，位置 0 处的最小电阻不是 0Ω，而是 850Ω。
 

Rf= 固定电阻

图6.分压器。

使用公式1和R最小和 R.max对于50kΩ电阻，计算输出电压范围。

使用4.7kΩ电阻时，输出电压范围为0kΩ电阻范围内的77.4V至57.50V。

结论

DS1847和DS1848具有许多可用于工业控制应用的特性。可变电阻器可以轻松取代机械电位计，并提供附加功能。DS1847和DS1848能够在一个小封装中实现多种功能，包括温度补偿。DS1847和DS1848可以单独使用，也可以与微控制器一起使用。

审核编辑：郭婷