智能溫度傳感器可靠性及安全性設計

傳統的A/D轉換器大多采用積分式或逐次比較式轉換技術(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換成數字信號，再利用過(guò)采樣，噪聲整形和數字濾波技術(shù)，來(lái)提高有效分辨力，∑-△式A/D轉換器不僅能濾除量化噪聲，而且對外圍元件的精度要求低；由于采用了數字反饋方式，因此比較器的失調電壓及零點(diǎn)漂移都不會(huì )影響溫度的轉換精度。這種智能溫度傳感器兼有抵制串模干擾能力強，分辨力高，線(xiàn)性度好成本低等優(yōu)點(diǎn)。

為了避免在溫控系統受到噪聲干擾時(shí)產(chǎn)生誤動(dòng)作，在A(yíng)D7416/7417、LM75/76、MXA6625/6626等智能溫度傳感器的內部，都設置了一個(gè)可編程的“故障排隊（FAULT QUEUE）”計數器，專(zhuān)用于設定允許被測溫度值超過(guò)上、下限的次數。僅當被測溫度連續超過(guò)上限或低于下限的次數，專(zhuān)用于設定允許被測溫度超過(guò)上、下限的次數達到或超過(guò)所設定的次數N（N=1~4）時(shí)，才能觸發(fā)中斷端。若故障次數不滿(mǎn)足上述條件或故障不是連續發(fā)生的，故障計數器就復位而不會(huì )觸發(fā)中斷端。若故障次數不滿(mǎn)足上述條件或故障不是連續發(fā)生的，故障計數器就復位而不會(huì )觸發(fā)中斷端。這意味著(zhù)假定N=3時(shí)，那么偶然受到一次或兩次噪聲干擾，都還會(huì )影響溫控系統的正常工作。

LM76型智能溫度傳感器增加了溫度窗口比較器，非常適合設計一個(gè)符合ACPI規范的溫控系統。這種系統具有完善的過(guò)熱保護功能，可用來(lái)監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定為IH臺式計算機一般為75度，高檔筆記本電腦的專(zhuān)用CPU可達100度。一旦CPU或主電路的溫度超出所設定的上、下限時(shí)，INT端立即使主機產(chǎn)生中斷，再通過(guò)電源控制器發(fā)出信號，迅速將主電源判斷，起到保護作用。此外，當溫度超過(guò)CPU的極限溫度時(shí)，嚴重超溫報警輸出端也能直接關(guān)斷主電源。并且該端還可通過(guò)獨立的硬件關(guān)斷電路來(lái)切斷主電源，以防主電源控制失靈。上述二重安全性保護措施已成為國際上設計溫控系統的新觀(guān)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，當人體放電時(shí)，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(kāi)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(dòng)檢測外部晶體管溫度傳感器的開(kāi)路或短路。MAX6*還具有選擇“寄生阻抗低消”模式，能抵消遠程傳感器引線(xiàn)阻抗所引起的測溫誤差，即使引線(xiàn)阻抗達到100歐，也不會(huì )影響測量精度。遠程傳感器引線(xiàn)可采用普通雙絞線(xiàn)或者帶屏蔽層的雙絞線(xiàn)。