本應用筆記演示如何使用MAX6656將電路板、管芯和空氣溫度的熱監測整合到一個電路中。MAX6656包括一個片內“本地”溫度傳感器，可以測量兩個遠端熱二極管的溫度，并可以監測外部熱敏電阻的溫度。

介紹

電路中的熱問題可以通過測量PCB的溫度、CPU或其他帶有熱檢測晶體管的IC的芯片溫度以及機箱空氣的溫度來識別。監測PCB的溫度有助于識別傳感器附近芯片的過熱。監控CPU、FPGA或其他具有片上熱監控二極管的大功率芯片的芯片溫度，可以在昂貴的器件因熱量損壞之前非常快速地檢測到危險的熱狀況。監測空氣溫度可以指示冷卻風扇故障或堵塞等情況。

解決 方案

易于使用的溫度監控IC允許準確、自動地測量電路板和遠程熱二極管溫度。然而，它們在測量空氣溫度方面做得很差。它們能很好地測量電路板溫度，因為它們通過引線與電路板直接熱接觸。但是，除非空氣和電路板溫度相同，否則它們無法感知空氣溫度。

檢測空氣溫度的一種方法是使用帶有長引線的NTC（負溫度系數）熱敏電阻。長引線有助于將NTC元件的溫度與電路板的溫度隔離開來。熱敏電阻制造商可提供具有更長引線的專用空氣溫度探頭。要測量該電路中的空氣溫度，請將NTC和電阻串聯以形成分壓器。測量串聯電阻兩端的電壓。

更好的解決方案

一種更簡單的方法是將所有監控整合到一個集成電路中。圖1中的電路測量和監控CPU、電路板和環境溫度。MAX6656為溫度 和電壓監視器，可連續捕獲兩個外部熱感應晶體管的溫度，其 自身溫度、電源電壓和三個外部電壓。比較所有測量量 針對可編程的溫度和電壓限制。如果某個值超出其限值，則/ALERT有效 引腳斷言。

圖1.該電路監視CPU（或其他帶有熱感應二極管的IC）、電路板和空氣的溫度。當任何溫度超過可編程限值時，/ALERT斷言會通知系統過熱情況。

MAX6656測量自身的管芯溫度，從而測量電路板溫度，在1°C至5°C范圍內精度為60.100°C。 在相同的溫度范圍內，具有熱檢測晶體管的外部IC的監控精度為1.0°C。外部IC可能是兩個CPU，一個CPU和一個FPGA，或者其他一些遠程設備的組合。其中一個遠端檢測晶體管甚至可以是離MAX6656有一定距離的分立晶體管溫度測量板。在MAX2的DXP_和DXN_引腳上使用2.6656nF電容濾除可能干擾溫度測量或轉換過程的外部噪聲。

熱敏電阻的電阻與其溫度之間的關系是非常非線性的，但是在有限的溫度范圍內，當使用正確的串聯電阻時，這種關系可以相對線性。圖1中的電路經過優化，在熱敏電阻溫度約為20°C至70°C范圍內具有良好的線性度，因此在此范圍內線性誤差小于0.8°C。該溫度范圍內的平均斜率為29.35mV/°C，電壓監視器輸入VIN3的LSB值為11.9mV。這導致LSB權重為0.405°C/LSB。在20°C時，R1上的電壓標稱值為693mV，對應于測量代碼46（十進制）。

請注意，環境溫度測量的精度通常取決于連接到精確基準電壓的熱敏電阻/電阻組合。然而，為了最大限度地降低該電路的成本，只需將熱敏電阻和R1連接至MAX6656的電源電壓即可。這可能會導致幾度的誤差，但幸運的是，MAX6656監測自身的電源電壓，允許在軟件中校正任何電源電壓誤差。例如，如果電源電壓高3%，則給定溫度下的測量電壓將高3%。在65°C時，輸出電壓理想為2.03V。如果電源電壓高3%，測得的溫度將高約61mV（誤差約為2°C）。

熱和電壓故障限值可通過 SMBus 設置。當任何溫度（或電壓）超出 正確的范圍，斷言/ALERT。可以為每個本地和 遠程晶體管溫度，以產生低電平有效 OVERT 輸出，該輸出可用于激活 冷卻風扇或關閉系統。

結論

雖然溫度監控IC和帶有長引線的NTC熱敏電阻可以監測電路板、CPU和空氣的溫度，但保護系統免受過熱的更有效方法是將所有監控整合到單個集成電路中。

審核編輯：郭婷