智能溫度傳感器可靠性及安全性設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器大多采用積分式或逐次比較式轉(zhuǎn)換技術(shù)，其噪聲容限低，抵制混疊噪聲及量化噪聲的能力比較差。新型智能溫度傳感器（例如：TMP03/04，LM74、LM83）普遍采用了高性能的∑-△式A/D轉(zhuǎn)換器，它能以很高的采樣速率和很低的采樣分辨力將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再利用過采樣，噪聲整形和數(shù)字濾波技術(shù)，來提高有效分辨力，∑-△式A/D轉(zhuǎn)換器不僅能濾除量化噪聲，而且對外圍元件的精度要求低；由于采用了數(shù)字反饋方式，因此比較器的失調(diào)電壓及零點(diǎn)漂移都不會影響溫度的轉(zhuǎn)換精度。這種智能溫度傳感器兼有抵制串模干擾能力強(qiáng)，分辨力高，線性度好成本低等優(yōu)點(diǎn)。

為了避免在溫控系統(tǒng)受到噪聲干擾時產(chǎn)生誤動作，在AD7416/7417、LM75/76、MXA6625/6626等智能溫度傳感器的內(nèi)部，都設(shè)置了一個可編程的“故障排隊(duì)（FAULT QUEUE）”計(jì)數(shù)器，專用于設(shè)定允許被測溫度值超過上、下限的次數(shù)。僅當(dāng)被測溫度連續(xù)超過上限或低于下限的次數(shù)，專用于設(shè)定允許被測溫度超過上、下限的次數(shù)達(dá)到或超過所設(shè)定的次數(shù)N（N=1~4）時，才能觸發(fā)中斷端。若故障次數(shù)不滿足上述條件或故障不是連續(xù)發(fā)生的，故障計(jì)數(shù)器就復(fù)位而不會觸發(fā)中斷端。若故障次數(shù)不滿足上述條件或故障不是連續(xù)發(fā)生的，故障計(jì)數(shù)器就復(fù)位而不會觸發(fā)中斷端。這意味著假定N=3時，那么偶然受到一次或兩次噪聲干擾，都還會影響溫控系統(tǒng)的正常工作。

LM76型智能溫度傳感器增加了溫度窗口比較器，非常適合設(shè)計(jì)一個符合ACPI規(guī)范的溫控系統(tǒng)。這種系統(tǒng)具有完善的過熱保護(hù)功能，可用來監(jiān)控筆記本電腦和服務(wù)器中CPU及主電路的溫度。微處理器最高可承受的工作溫度規(guī)定為IH臺式計(jì)算機(jī)一般為75度，高檔筆記本電腦的專用CPU可達(dá)100度。一旦CPU或主電路的溫度超出所設(shè)定的上、下限時，INT端立即使主機(jī)產(chǎn)生中斷，再通過電源控制器發(fā)出信號，迅速將主電源判斷，起到保護(hù)作用。此外，當(dāng)溫度超過CPU的極限溫度時，嚴(yán)重超溫報(bào)警輸出端也能直接關(guān)斷主電源。并且該端還可通過獨(dú)立的硬件關(guān)斷電路來切斷主電源，以防主電源控制失靈。上述二重安全性保護(hù)措施已成為國際上設(shè)計(jì)溫控系統(tǒng)的新觀念。

為防止因人體靜電放電(ESD)而損壞芯片。一些智能溫度傳感器還增加了ESD保護(hù)電路，一般可承受1000V~4000V的靜電放電電壓。通常是將人體等效于由100PF電容和1.2千歐電阻串聯(lián)而成的電路模型，當(dāng)人體放電時，TCN75型智能溫度傳感器的串行接口、中斷/比較器信號輸出端和地址輸入端均可承受1000V的靜電放電電壓。LM83型智能溫度傳感器則可承受4000V的靜電放電電壓。

最新開必的智能溫度傳感器還增加了傳感器故障檢測功能，能自動檢測外部晶體管溫度傳感器的開路或短路。MAX6*還具有選擇“寄生阻抗低消”模式，能抵消遠(yuǎn)程傳感器引線阻抗所引起的測溫誤差，即使引線阻抗達(dá)到100歐，也不會影響測量精度。遠(yuǎn)程傳感器引線可采用普通雙絞線或者帶屏蔽層的雙絞線。