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芯片为系统提供可靠的保护ProtectingYourSystemwithSiliconTemperatureSensors美国国家半导体DCS产品部市场营销经理UweKopp系统设计工程9币开发电子产品时之后，便必须制定相关的保护策往往受到两方面的限制，使他们不得略。不审慎考虑系统的散热问题。其中一个限制是印刷电路板及机盒的大小及保护策略成本。由于产品越趋小巧，因此机盒内传统上，工程师都利用铜线的气流较少，很难降低耗电量大而又或金属块作为散热器，以保护会敏感的半导体芯片的温度。性能是另耗散大量热能的芯片。这个方法一个方面限制，因为我们不断提高处仍然很受欢迎，但只局限于并不理器、数字信号处理器(DSP)及控制器怎样计较产品轻重的系统。从热(MCU)的性能，但根据摩尔定律，处理能管理的角度来看，计算机制造器性能每提升一倍，功耗也相应增加商其实有很多值得我们学习的地一倍。由于受到这两方面的限制，因此方。他们采用的保护计算机的方法也被动式保护电子产品很易在工作时积聚大量热能，适用于其他电子产品，而事实上这些目前有几个保护系统的方法最具令温度不断攀升，以致影响系统的可方法已被其他行业如电子游戏机及汽经济效益，例如适当降低功率的额定靠性，甚至功能能否充分发挥也会受车电子系统业的制造商所广泛采用。值、让空气自由流动以及采用散热器。到影响。以这两方面的问题来说，温度以下是几个基本的保护方式：为了确保产品性能可靠，符合集成电传感器芯片都可发挥关键性的保护作·利用空气的对流作用提供被动式路制造商所作的保证，芯片本身的连用。保护；接面温度必须不能超过数据表所列的·钟∞舒舯∞C利C用C恒温C器C提供C开C，关C保C护；数值(约150"(2)。建立热量控制系统模型·利用温度传感器提供主动式保电源管理芯片的数据表都将有关电路板及机盒的功能设计全部完护；的方程式一一列出，让工程师可以利成之后，我们便应立即建立热能控制·包括电压监控及扇速控制功能的用降低功率额定值的方法计算散热器系统的模型。图1的彩色绘图清楚显监控硬件。的大小。有关方程式已将芯片至封装、示出现在系统设计内的多个瓶颈地带，有一点很重要，那就是采用塑胶封装至散热器、以及空气对流等不同同时也让我们知道是否有必要加设主封装的温度传感器芯片可在一55℃至散热方面的热阻计算在内。动式温度感测及控制装置(参看图1)。150℃的温度范围内操作。对于需要在美国国家半导体的www．nationa1．com／150"(2至180"(7的高温范围内操作的先恒温控制芯片appinfolwebenchlwebtherml网页载有这进系统来说，无封装的传感器裸粒仍采用恒温控制芯片可以避免电子类建模工具的示例，全部都极有参考可适用。产品因为产生大量热能而烧毁其中的价值。需要保护的关键电路一经确定电子零件，而且这是一个简单而又快日洱·2004．71T~R·量子虚品t幂EClwww．eepw．corn．cn设在117~C，以便截断处⋯一理器的供电。苦传感器许多以上所述的远程传感器都设的准确度达±1℃，即使有直流电扇速控制功能，因此即使温温度高达123℃，系统仍度上升系统也不必全面停止操作。大可继续操作。部分散热扇控制器采用脉冲宽度调制SPI、SMBus或I℃(PWM)控制直流电扇速。可惜许多是几种专门用于通信的PwM输出只能在20kHz以下的频率进接口。由于这几种通信行，如此低的频率很易产生人耳也可H．=P-1．．Wi埘lb~．upTableHys~resism叩ri．Ta~-‘呷’接口可以传送完整可靠察觉的噪音。为免产生这类噪音，散热的输出数据流，因此传扇控制器必须在极高或极低的频率下捷的解决方法。恒温器芯片可将电子感器可以置于距离微控制器20至30cm进行PWM开关。部分传感器如美国国产品转人备用模式，甚至停止电源供而噪音也较多的地方。像美国国家半家半导体的LM63远程二极管传感器更应器的供电，或启动散热扇。例如，美导体LM75B这类数字传感器可以承受设有可编程的PWM开关，开关频率高国国家半导体的LM26及LM27温度传高达300mV的总线噪音，即使在这样达180kHz，并且可以逐级递增。如果感器芯片属于成本效益非常高的恒温高的噪音干扰下，这类数字传感器仍必须在这个较高的频带范围内操作，控制芯片，跳转点低至只有23~C，最高可继续传送信号，而且保证信号不会而密封盒／散热扇或系统的其他元件却可达145℃，应用范围非常广泛。此外，出现讹误。由于模拟传感器的典型输出现谐振频率，这款传感器仍可在22这两款恒温控制芯片也有2℃或10~C两出为10mW~，因此只要有10mV的Hz至703Hz的PWM频率范围内进行种滞后可供选择，以满足不同热滞后噪音，传感器输出的数据便会出现讹操作。只要PWM与温度传送的函数曲时间及热质量的不同要求。