使用NTC实现可靠的高精度ADAS温度监控

电子发烧友网报道（文/李宁远）在电阻品类里，热敏电阻这一类产品一直都有着较多的应用。作为一种离散的双端固态器件，热敏电阻是各种热敏温度传感器实现测温功能的基础器件。
 
热敏电阻的分类根据随着温度变化阻值变化的不同有负温度系数的NTC热敏电阻和正温度系数PTC热敏电阻。NTC热敏电阻由于其高灵敏度和高精度，已被很好地用于重视耐用性、可靠性和稳定性的温度测量。尤其随着汽车电气化进程加速，ADAS系统中有着大量NTC热敏电阻的应用。
 
备受青睐的NTC
 
NTC热敏电阻的核心是温度—电阻RT曲线，不过在实际的电路使用当中，是没有办法连续监测它的阻值变化的，所以一般会采用串联分压的方式，将NTC与固定电阻进行串联，然后给它通电压。通过读取电压的方式间接读取它的阻值，然后再根据RT曲线来换算出它所处的温度。
 
大多数情况下会串联一个和NTC常温电阻值一样的电阻，并且保证流过的电流要足够小以免产生自热来确保测量过程的精度，这是最常见的NTC使用方法。
 
这种成本不高的温度测量方案，响应速度快，在合适的温度范围内，NTC热敏电阻能够实现以高精度灵敏地检测微小温差。响应速度快和NTC与相关测量部件的热耦合稳定相关，现在的NTC在热耦合性能上一直在拔高，有利于高精度的温度测量和控制。
 
NTC在ADAS中的应用
 
随着汽车市场的快速发展，车规级元件目前在行业里炙手可热。根据博研信息咨询统计，2021年热敏电阻在汽车领域的市场规模已经达到了182.55百万美元，预计到2028年其市场规模将在261.03百万美元。
 
ADAS系统中主要包含了三类的传感器，第一类是摄像头。在摄像头模组里，热敏电阻主要是用在图像传感器和处理器上。因为图像信息量通常都比较大，在处理这种大量的数据时，处理器会产生比较高的热量，这个时候用NTC来对它进行温度监控，然后再采取各种被动/主动的散热方式对它进行温度管控。
 
图像传感器的光敏度会随着环境温度的变化而变化，通过NTC进行温度监控及时进行补偿，既能保证传感器功能的稳定性，同时也能减少信号噪声，延长其使用寿命。在ADAS摄像头应用里，其发展趋势向着更高的电源效率和更复杂的数据处理，这些都需要更为灵敏的热量管控，NTC在其中扮演着重要角色。
 
在ADAS雷达系统中，中央处理器和DCDC/PMIC都是发热较高的热源，使用NTC对其进行温度管控也是必须的。伴随着自动驾驶等级的不断升高，雷达的搭载数量也是越来越多，然后其频率也在逐渐提高。在这两个趋势的发展下，雷达系统对热敏变阻的需求也是逐渐增大。
 
在激光雷达系统里，发射端通过激光二极管发射光波，上面的发热量非常大，如果不进行温度管控的话，它的使用寿命会大打折扣。同时也需要温度管控监测基板的温度防止过温，稳定整个发射端的工作。
 
此外激光雷达系统会通过TEC冷却模块来降低激光二极管的温度，热敏电阻通常会与TEC模组搭配使用。因为虽然TEC可以降温，但是没有热敏电阻的配合也无法得知温度降到了什么样的程度。
 
目前基本测温的几种方式里，集成式的温度传感受芯片本身的发热影响精度并不高，像NTC这种独立式的温度传感会在精度上高很多。
 
小结
 
NTC依靠高精度、可靠性、稳定性在工业、汽车领域发挥着不可替代的作用。在ADAS应用越来越多的汽车市场，综合考量测量要求与成本，NTC温度传感是保证系统正常运行的不错办法。