熱管理設(shè)計中的溫度檢測

　　有些IC沒有安裝測溫二極管，但集成了熱敏電阻幫助監(jiān)測溫度(參見熱敏電阻部分)。這些熱敏電阻很難使用，具有非常小的溫度系數(shù)且精度差。標(biāo)稱25℃下阻值變化產(chǎn)生的誤差會達(dá)到±50℃或甚至更大。所以，在使用之前必須在一個或兩個溫度點(diǎn)對其進(jìn)行校準(zhǔn)。低溫度系數(shù)使得典型熱敏電阻轉(zhuǎn)換器(例如MAX6698)的分辨率為6℃/LSB左右。圖5所示為MAX6698對一個集成熱敏電阻進(jìn)行測量時，得到的熱敏電阻通道編碼與溫度的典型關(guān)系曲線。注意，盡管測試結(jié)果有一定參考價值，但分辨率很低。

　　遠(yuǎn)端二極管傳感器的應(yīng)用

　　遠(yuǎn)端傳感器的PCB布局指南

　　使用遠(yuǎn)端溫度傳感器時，遵循以下原則有助于獲得最佳結(jié)果。DXP連接陽極，DXN連接陰極。注意，精度與拾取噪聲總量有關(guān)，不太容易預(yù)測其影響。在交付最終布局時，務(wù)必驗(yàn)證精度是否滿足要求。

　　1. 遠(yuǎn)端溫度傳感器盡量靠近測溫二極管安裝。在嘈雜環(huán)境下，例如計算機(jī)主板，該距離最遠(yuǎn)可達(dá)20cm。如果能夠避免較強(qiáng)的噪聲源，可適當(dāng)延長距離。噪聲源包括：CRT、時鐘發(fā)生器、存儲器總線和PCI總線。

　　2. 勿使DXP-DXN引線跨越高速數(shù)據(jù)線或在其附近平行排列，即使經(jīng)過良好濾波，這些信號也很容易引入+30℃的誤差。

　　3. DXP和DXN引線保持平行且彼此靠近。每對平行線應(yīng)該直接連接到一個測溫二極管。請務(wù)必使這些引線遠(yuǎn)離任何高壓走線，例如+12VDC。必須將PCB污物造成的漏電流降至最小，DXP與地之間的20MΩ漏電阻即可造成大約+1℃的誤差。如果不能避開高壓走線，須在DXP-DXN外側(cè)布置接GND的保護(hù)線(參見圖6)。

　　4. 盡量避免使用過孔和交叉線，將銅/焊盤的熱電偶效應(yīng)降至最低。

　　5. 使用盡可能寬的走線——一般為5mil至10mil。注意，如果使用長而窄的走線，需要了解引線電阻對溫度的影響。

　　6. 使用嘈雜電源時，增加一個與VCC串聯(lián)的電阻(最大47Ω)。

　　7. 在DXP-DXN輸入跨接一個濾波電容，靠近遠(yuǎn)端傳感器IC放置，電容值請參考傳感器數(shù)據(jù)資料的推薦值。

　　電纜連接測溫二極管 有些情況下，需要將測溫二極管放置在超出常規(guī)電路板跨度的距離以外——例如，用二極管測量大型機(jī)柜另一端的溫度。當(dāng)距離不是很遠(yuǎn)，噪聲也相對較低時，可以利用簡單的雙絞線連接，能夠在長達(dá)3m或4m的距離內(nèi)保持正常工作。對于更遠(yuǎn)距離(長達(dá)30m左右)或噪聲很大，則應(yīng)使用屏蔽電纜連接遠(yuǎn)端傳感器，屏蔽層接地。Belden 8451電纜比較適合此類應(yīng)用。注意，電纜的等效串聯(lián)電阻會影響溫度讀數(shù)，所以最好使用具有電阻抵消功能的溫度傳感器，或者計算引線電阻的影響，并從測試溫度中減去該值。還須注意電纜的電容，它會降低允許在測溫二極管輸入端使用的最大電容。

　　使用分立式測溫二極管 當(dāng)遠(yuǎn)端測溫二極管為一個分立晶體管時，將其集電極和基極連接在一起。NPN和PNP管非常適合這種應(yīng)用。表1列出了能夠配合遠(yuǎn)端溫度傳感器使用的分立式晶體管的例子。必須采用小信號晶體管，具有相對較高的正向偏壓;否則會超出A/D輸入電壓范圍。最大預(yù)期溫度下的正向偏壓在10μA時必須大于0.25V，最低預(yù)期溫度點(diǎn)下的正向偏壓在100μA時必須大于0.95V，必須使用大功率晶體管，確保基極電阻小于100Ω。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼螂娏髟鲆嬷笜?biāo)(比如50 < β < 150)說明制造商具有良好的過程控制，器件具有一致的VBE特性。

　　分立晶體管制造商通常不規(guī)定或保證理想因子。由于高質(zhì)量的分立晶體管的理想因子通常都在相對較窄的范圍內(nèi)，這一點(diǎn)應(yīng)該不成問題。我們已經(jīng)注意到，采用各種不同的分立晶體管時，遠(yuǎn)端溫度讀數(shù)的波動小于±2℃。盡管如此，最好還是對選定廠家的多款分立式晶體管的溫度讀數(shù)進(jìn)行一致性驗(yàn)證。