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2020年02月25日 | 温度开关如何保护室外摄像头免受极端天气影响
2020-02-25 来源：EEWORLD
室外摄像头在安保应用中扮演者重要角色，因此，无论处于热带、寒带，还是日温差极大的气候，都需要确保它们不会运转失常或发生故障。
旧版室外摄像头只能在特定温度范围内可靠地运行。温度较低时，锂电池的内部电阻较大，使得电池容量迅速退化，甚至失效。温度很高时，摄像头的图像传感器可能会产生“热像素”，即会对整体图像质量产生不利影响的明亮的单个像素。
设计一种可承受-30°C至+ 55°C的宽范围环境温度的室外摄像头面临两个主要的设计挑战。第一个挑战是极高/低温下的启动能力。第二个挑战是需要在宽温度范围内准确测量温度，因为安装在摄像头内部的风扇或加热器的运行基于温度测量值。精确的温度结果可最大化摄像头的工作温度范围，并防止设备故障。
具有温度开关的设计可以帮助解决这两个挑战。
风扇和加热器如何实现高效运行
室外摄像头，尤其是高清摄像头，会产生较高能量。环境温度较高时，风扇可以降低内部温度，以保持摄像头正常运行。极端寒冷条件下，尽管摄像头会产生大量热量，但这些热量仍不足以使其在最低工作温度之上工作。因此，当环境温度低时，可使用加热器来升高内部温度。
图1所示为传统的温度保护设计，其中微控制器（MCU）或处理器首先启动，并借助传感器检测温度。但是，如果温度太低或太高，尝试启动时可能会损坏MCU或图像传感器。为避免这种情况，室外摄像头设计应在尝试启动摄像头之前将其恢复到最低工作温度。
图1：传统的温度保护设计
TMP390双通道温度开关可在不使用MCU的情况下提供独立的过高和过低温度检测。由于温度开关直接控制风扇和加热器，因此可在MCU启动之前为整个系统提供合适的温度，从而防止MCU在极高或极低的温度下运行。电阻器可编程的温度跳闸点为各种应用提供了灵活性，而电阻器编程的5°C或10°C的热滞选项可以防止不必要的数字输出切换。
在极低温度下的启动过程中（参见图2），接通电源后，温度开关将首先启动；MCU或其他组件保持关闭状态。温度超出安全范围时，处于低电平有效状态，同时，加热器和风扇开始增加内部温度。温度达到预设值时，整个系统开始启动。与图1中的传统温度保护设计相比，TMP390温度开关可在系统启动之前调节温度，从而解决了在极低或极高温度下启动的挑战。
图2：TMP390在+ 60°C和-40°C阈值下具有10°C磁滞的示例电路
TMP390温度开关在-55°C至+ 130°C范围内具有3C精度（从0°C至+ 70°C为±1.5°C），可在较宽温度范围内提供足够精度。通过精确的温度测量，室外摄像头不必再为温度保护留余地，从而可使工作温度范围最大化，并有效地保护系统内的设备。由于TMP390温度开关可精确控制风扇或加热器，因此可省去室外摄像头中不必要的耗能。
史海拾趣
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