MAX6685/6686在CPU溫度保護(hù)中的應(yīng)用

引言

對(duì)于cpu來說，溫度保護(hù)一直都是頭等大事。maxim公司生產(chǎn)的max6685/6686能夠很好地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)溫度，并且可以根據(jù)cpu溫度的變化，進(jìn)行雙重報(bào)警輸出，及時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行散熱降溫，有效地控制溫度繼續(xù)上升。在非常緊急的情況下，還會(huì)立即關(guān)閉系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)的安全。

max6685/6686工作原理

max6685/6686是一種雙重輸出遠(yuǎn)端溫度轉(zhuǎn)換器，具有雙輸出、可編程、低成本、寬供電范圍和微型封裝等特點(diǎn)。這里以max6685為例，介紹一下芯片內(nèi)部的工作原理。

圖1是max6685的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，max6685包括一個(gè)溫度傳感器，兩個(gè)比較器，一個(gè)cmos管和數(shù)字驅(qū)動(dòng)部分。其中，溫度傳感器是由外部傳感器件和內(nèi)部遠(yuǎn)端溫度轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。傳感器件將檢測(cè)到的外部環(huán)境溫度送往遠(yuǎn)端溫度轉(zhuǎn)換器，由它進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)化成代表溫度的數(shù)字信號(hào)。然后，再將結(jié)果輸入給比較器，進(jìn)行比較。比較器選用2個(gè)低成本的比較器，將環(huán)境溫度分別和溫度上限、溫度下限進(jìn)行比較。

當(dāng)檢測(cè)到的環(huán)境溫度達(dá)到或超過溫度上限時(shí)，max6685/6686就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，直接關(guān)閉系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)溫度保護(hù)的功能。溫度上、下限之間的溫差最小為5℃，最大為85℃，當(dāng)環(huán)境溫度處在這段區(qū)域內(nèi)時(shí)，max6685/6686為了避免頻繁關(guān)機(jī)造成數(shù)據(jù)丟失，并不會(huì)直接關(guān)閉機(jī)器，而是啟動(dòng)輔助設(shè)備進(jìn)行散熱降溫，對(duì)系統(tǒng)散熱降溫，控制溫度繼續(xù)上升。

在cpu溫度保護(hù)中的應(yīng)用

圖2給出了max6685在cpu溫度保護(hù)中的應(yīng)用電路?？梢钥闯?，max6685使用外部連接成二極管的pnp管作為溫度檢測(cè)器件。pnp管置放在cpu之上，用于檢測(cè)遠(yuǎn)端cpu的溫度。pnp管的集電極接地，實(shí)際上，這里是把pnp管當(dāng)作二極管來用。pnp管的發(fā)射極相當(dāng)于pn結(jié)的正極，和芯片上的dxp引腳相連；基極相當(dāng)于pn結(jié)的負(fù)極，和芯片上的dxn引腳相連，且以最短路徑接地。dxp和dxn之間接入了一個(gè)陶瓷電容cs(通常大約2200pf)，作用在于保證端限的精準(zhǔn)度。引腳s1、s2均接地。芯片采用3.3v供電。

芯片加電后，電流通過dxp引腳流出，進(jìn)入pn結(jié)的正極，使得二極管正向?qū)?。二極管電阻是由其溫度決定的，因此流經(jīng)二極管的電流將根據(jù)cpu內(nèi)核的溫度變化而變化。也就是說，cpu內(nèi)核的溫度變化就會(huì)反映在從pn結(jié)的負(fù)極導(dǎo)出的電流上。dxn引腳接收到這個(gè)電流后，將其送到遠(yuǎn)端溫度轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行模數(shù)變換，轉(zhuǎn)化成代表溫度的數(shù)字信號(hào)。然后同時(shí)作為兩個(gè)比較器的輸入端，分別和溫度上、下限進(jìn)行比較。比較的結(jié)果由thigh和tlow的輸出顯示。

max6685的引腳tlow帶有自己的一個(gè)外接電路。其中，cmos管柵極接地；漏極連有一個(gè)風(fēng)扇，12v供電；源極和引腳tlow相連。當(dāng)cpu溫度達(dá)到或靠近溫度下限的時(shí)候，引腳tlow顯示高電平。這時(shí)，cmos管導(dǎo)通，帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)系統(tǒng)散熱降溫，以保證cpu安全有效工作。如果溫度繼續(xù)上升，或者遇到緊急情況，使得cpu的溫度超過或接近溫度上限時(shí)，引腳thigh顯示低電平，并發(fā)出指令關(guān)閉電腦，確保cpu的安全。

使用注意事項(xiàng)

● 盡管max6685/6686本身具備很好的抵御噪聲功能，但是在實(shí)際應(yīng)用中，還是要特別注意，dxp和dxn的布線應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離噪聲源，諸如高速數(shù)字線、轉(zhuǎn)換調(diào)整器、感應(yīng)器、變壓器等。另外dxp和dxn的布線還應(yīng)是成對(duì)出現(xiàn)，且盡可能貼近平面。

● 在被測(cè)溫度接近上、下限時(shí)，5℃的滯后對(duì)輸出起到了保護(hù)作用，使其避免接觸彈跳。經(jīng)過事先調(diào)整，可以將max6685/6686的上限溫度設(shè)置在+120℃或+125℃，而下限溫度則是引腳可編程的，以5℃的增量進(jìn)行變化。要特別注意的是，對(duì)引腳s1、s2設(shè)置所需的溫度值時(shí)，必須確保引腳vdd尚未通電。

● dxn和dxp輸入端間，必須連接上一個(gè)陶瓷電容，通過濾除噪聲來保證溫度端限的精確度，且電容的位置應(yīng)該盡量靠近dxp和dxn引腳，其值大約控制在2000pf。若超過此值，將會(huì)引起測(cè)量上的誤差，50%的變化大致會(huì)引起±1℃的誤差。

結(jié)束語(yǔ)

人們使用各種方法來保證cpu的安全工作，但常常會(huì)忽視cpu的性能受溫度的影響。max6685/6686在cpu溫度保護(hù)中的應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)正在于它雙重輸出的設(shè)計(jì)，能夠根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部熱量達(dá)到的不同程度，分別采取相應(yīng)措施。既保證cpu的安全工作，又保障其性能的正常發(fā)揮。