探索LM63：精準(zhǔn)溫度監(jiān)測(cè)與智能風(fēng)扇控制的完美結(jié)合

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，溫度監(jiān)測(cè)與控制是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。今天，我們將深入了解德州儀器（TI）推出的LM63，一款集精準(zhǔn)溫度傳感與智能風(fēng)扇控制功能于一身的遠(yuǎn)程二極管數(shù)字溫度傳感器。

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產(chǎn)品概述

LM63是一款具備集成風(fēng)扇控制功能的遠(yuǎn)程二極管溫度傳感器。它能夠精準(zhǔn)測(cè)量自身溫度，還能對(duì)連接的二極管（如2N3904晶體管或常見于計(jì)算機(jī)處理器、圖形處理器單元（GPU）及其他專用集成電路（ASIC）中的熱二極管）的溫度進(jìn)行測(cè)量。該傳感器針對(duì)英特爾奔騰4和移動(dòng)奔騰4處理器 - M的熱二極管進(jìn)行了工廠校準(zhǔn)，同時(shí)具備偏移寄存器，可對(duì)不同熱二極管的非理想因素導(dǎo)致的誤差進(jìn)行校正。

主要特性

精準(zhǔn)的溫度傳感

• 遠(yuǎn)程二極管溫度傳感：能夠精確感應(yīng)連接的2N3904二極管或大型處理器、ASIC上的熱二極管溫度。其遠(yuǎn)程溫度傳感器針對(duì)英特爾奔騰4和移動(dòng)奔騰4處理器 - M熱二極管的串聯(lián)電阻和1.0021的非理想性進(jìn)行了工廠校準(zhǔn)，不同版本在特定溫度范圍內(nèi)具有±1°C或±3°C的精度。
• 自身溫度傳感：可以準(zhǔn)確測(cè)量自身溫度，在25°C至125°C的環(huán)境溫度下，本地溫度精度為±3.0°C。

智能風(fēng)扇控制

• 集成PWM風(fēng)扇速度控制輸出：通過脈寬調(diào)制（PWM）的開漏輸出，結(jié)合遠(yuǎn)程溫度讀數(shù)、查找表和寄存器設(shè)置來控制風(fēng)扇速度。用戶可使用8步查找表編程非線性的風(fēng)扇速度 - 溫度傳遞函數(shù)，有效降低風(fēng)扇噪音。
• 多模式風(fēng)扇轉(zhuǎn)速測(cè)量：具有智能轉(zhuǎn)速計(jì)模式，可測(cè)量采用脈寬調(diào)制電源的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，即使在使用開關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速計(jì)脈沖損壞的情況，也能準(zhǔn)確測(cè)量。

靈活的功能配置

• 多功能引腳：ALERT/TACH引腳可根據(jù)編程設(shè)置為開漏ALERT輸出或轉(zhuǎn)速計(jì)輸入，用于測(cè)量風(fēng)扇速度。
• 偏移寄存器：可調(diào)整以適應(yīng)各種熱二極管，補(bǔ)償不同熱二極管的非理想因素。
• SMBus 2.0兼容接口：支持超時(shí)功能，通信穩(wěn)定可靠。

關(guān)鍵參數(shù)

溫度精度

本地溫度精度在25°C至125°C范圍內(nèi)為±3.0°C。

電氣特性

• 供電電壓：3.0 V至3.6 V
• 供電電流：典型值為1.3 mA

引腳說明

應(yīng)用領(lǐng)域

LM63的應(yīng)用十分廣泛，涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域：

• 計(jì)算機(jī)處理器熱管理：適用于筆記本電腦、臺(tái)式機(jī)、工作站和服務(wù)器等設(shè)備，確保處理器在安全的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。
• 圖形處理器熱管理：有效控制GPU的溫度，提高圖形處理性能和穩(wěn)定性。
• 電子測(cè)試設(shè)備：為測(cè)試設(shè)備提供準(zhǔn)確的溫度監(jiān)測(cè)，保證測(cè)試結(jié)果的可靠性。
• 投影儀：防止投影儀內(nèi)部過熱，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
• 辦公設(shè)備：如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等，維持設(shè)備的正常運(yùn)行溫度。
• 工業(yè)控制：在工業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)精確的溫度控制。

功能描述

溫度轉(zhuǎn)換

LM63采用基于ΔVBE的溫度傳感器和10位加符號(hào)的ΔΣ ADC（Delta - Sigma模數(shù)轉(zhuǎn)換器），大約需要31.25 ms來完成本地溫度（LT）和遠(yuǎn)程溫度（RT）的轉(zhuǎn)換，并更新所有寄存器。轉(zhuǎn)換速率可通過轉(zhuǎn)換速率寄存器進(jìn)行修改，不同的轉(zhuǎn)換速率會(huì)導(dǎo)致LM63消耗不同的供電電流。

ALERT/TACH引腳功能

ALERT/TACH引腳是一個(gè)多功能引腳，可作為ALERT輸出或轉(zhuǎn)速計(jì)輸入。當(dāng)作為ALERT輸出時(shí)，有三種使用方式：

• 溫度比較器：在不需要基于溫度的中斷的系統(tǒng)中，ALERT輸出可作為溫度比較器。一旦觸發(fā)ALERT的條件不再存在，ALERT將恢復(fù)高電平。要使用此模式，需要在遠(yuǎn)程二極管溫度濾波器和比較器模式寄存器中設(shè)置比較器模式位。
• 中斷信號(hào)：當(dāng)用于觸發(fā)中斷服務(wù)程序時(shí)，ALERT輸出可作為簡(jiǎn)單的中斷信號(hào)。在讀取ALERT狀態(tài)寄存器時(shí)，如果ALERT狀態(tài)寄存器中的任何位（除Busy和Open外）被設(shè)置，LM63將設(shè)置配置寄存器中的ALERT掩碼位，防止進(jìn)一步觸發(fā)ALERT，直到主設(shè)備在中斷服務(wù)程序結(jié)束時(shí)重置該掩碼位。
• SMBus ALERT：當(dāng)ALERT輸出連接到其他SMBus兼容設(shè)備的ALERT輸出和主設(shè)備時(shí)，LM63應(yīng)使用ARA（Alert Response Address）協(xié)議進(jìn)行操作。ARA協(xié)議可幫助主設(shè)備確定哪個(gè)設(shè)備產(chǎn)生了中斷，并處理該中斷。

SMBus接口

LM63作為SMBus上的從設(shè)備，SMBCLK線為輸入，SMBDAT線為雙向。它具有7位從地址，所有位（A6 - A0）均為內(nèi)部編程，不能通過軟件或硬件更改，完整的從地址為1001100。

總結(jié)

LM63以其精準(zhǔn)的溫度測(cè)量、智能的風(fēng)扇控制和靈活的功能配置，為電子設(shè)備的熱管理提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。無論是在計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制還是其他領(lǐng)域，它都能發(fā)揮重要作用。電子工程師在設(shè)計(jì)中選擇LM63，能夠有效提高設(shè)備的性能和可靠性。你在實(shí)際應(yīng)用中是否使用過類似的溫度傳感器呢？遇到過哪些問題？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。