LM26NV：单数字输出低功耗温控器的特性与应用解析

在电子设备的设计中，温度控制是一个至关重要的环节，它直接关系到设备的性能、稳定性和寿命。德州仪器（TI）推出的 LM26NV 温控器，以其高精度、低功耗和丰富的功能特性，成为众多电子工程师在温度管理设计中的理想选择。今天，我们就来深入了解一下这款 LM26NV 温控器。

文件下载：lm26nv.pdf

一、LM26NV 特性亮点

1.1 内部结构与功能集成

LM26NV 是一款精密的单数字输出、低功耗温控器，内部集成了参考源、DAC、温度传感器和比较器。这种高度集成的设计，不仅减少了外部元件的使用，降低了设计复杂度和成本，还提高了系统的稳定性和可靠性。

1.2 可编程特性

它具有强大的可编程能力。通过工厂编程，LM26NV 可以设置不同的触发点（Trip Point），范围从 -55°C 到 +110°C，以 1°C 为增量进行预设，满足各种不同应用场景的温度监测需求。同时，其数字输出功能也可以进行定制，包括输出类型（开漏或推挽）以及输出的高低电平逻辑，还能设置为指示过温关机事件（OS）或欠温关机事件（US）。

1.3 迟滞特性

内部比较器支持通过引脚编程设置 2°C 或 10°C 的迟滞温度，有效避免了温度在触发点附近波动时输出的频繁切换，提高了系统的稳定性和可靠性。

1.4 电源特性

具备出色的电源噪声抑制能力，在不同的电源噪声信号测试中（如 400kHz 、1Vp - p 的方波、2kHz 、200mVp - p 的方波以及 100Hz 到 1MHz 、200mVp - p 的正弦波），都未出现输出误触发的情况。其电源电压范围为 2.7V 到 5.5V，电源电流最大值为 40µA（典型值 20µA），功耗较低，适合电池供电的便携式设备。

二、引脚配置与功能

2.1 引脚说明

引脚编号	引脚名称	功能	连接方式
1	HYST	迟滞控制，数字输入	GND 为 10°C 迟滞，V + 为 2°C 迟滞
2	GND	接地，通过引线框架连接到芯片背面	系统地
3	NC	内部未连接	接地或不连接
4	V +	电源输入	2.7V 到 5.5V，需连接 0.1µF 旁路电容
5 (1)	OS / OS / US / US	过温/欠温关机数字输出	不同输出类型连接方式不同，如开漏输出需连接上拉电阻 ≥ 10kΩ

注：Pin 5 功能和触发点设置在制造时进行编程。

2.2 输出状态与温度关系

当预设为过温关机（OS）时，输出在芯片温度超过内部预设的 (T{os}) 时变为低电平，当温度低于 ((T{OS}-T{HYST})) 时变为高电平。同理，当预编程为欠温关机（US）时，输出在温度低于 (T{US}) 时变为高电平，当温度高于 ((T{US}+T{HYST})) 时变为低电平。

三、关键规格参数

3.1 绝对最大额定值

• 输入电压：6.0V
• 任意引脚输入电流：5mA
• 封装输入电流：20mA
• 封装功耗（(T_A = 25°C)）：500mW
• 焊接信息：SOT - 23 封装，气相焊接（60 秒）215°C，红外焊接（15 秒）220°C
• 存储温度：-65°C 到 +150°C
• ESD 敏感度：人体模型 2500V，机器模型 250V

3.2 工作额定值

• 指定温度范围：-55°C ≤ (T_A) ≤ +125°C
• 正电源电压：+2.7V 到 +5.5V
• 最大输出电压：+5.5V

3.3 电气特性

符号	参数	条件	典型值	LM26NV 限制值	单位（限制）
温度传感器	触发点精度（包括 VREF、DAC、比较器失调和温度灵敏度误差）	-55°C ≤ (T_A) ≤ +110°C		±3	°C (max)
		+120°C		±4	°C (max)
	触发点迟滞	HYST = GND	11		°C
		HYST = V +	2		°C
(I_S)	电源电流		16	20（max）40（max）	µA
数字输出和输入	逻辑“1”输出泄漏电流	(V^+) = +5.0V	0.001	1	µA (max)
(V_{out(0')})	逻辑“0”输出电压	(I{out}) = +1.2mA 且 (V^+) ≥ 2.7V；(I{out}) = +3.2mA 且 (V^+) ≥ 4.5V		0.4	V (max)
(V_{out(1)})	逻辑“1”推挽输出电压	(I_{SOURCE}) = 500µA，(V^+) > 2.7V		0.8×(V^+)	V (min)
		(I_{SOURCE}) = 800µA，(V^+) ≥ 4.5V		(V^+) - 1.5	V (min)
(V_{IH})	HYST 输入逻辑“1”阈值电压			0.8×(V^+)	V (min)
(V_{IL})	HYST 输入逻辑“0”阈值电压			0.2×(V^+)	V (max)

四、应用场景与注意事项

4.1 应用场景

• 微处理器热管理：确保微处理器在安全的温度范围内工作，防止因过热导致性能下降或损坏。
• 便携式电池供电系统：低功耗特性使其适合在电池供电的设备中使用，延长电池续航时间。
• 风扇控制：根据温度变化控制风扇的转速，实现高效的散热管理。
• 工业过程控制：在工业生产中对温度进行精确监测和控制，保证生产过程的稳定性和产品质量。
• HVAC 系统：用于空调、暖气等系统的温度控制，提高能源利用效率和舒适度。
• 远程温度传感：可以远程监测特定区域的温度，为系统提供准确的温度信息。
• 电子系统保护：当温度超过或低于设定值时，及时触发保护机制，避免设备损坏。

4.2 应用注意事项

4.2.1 噪声考虑

虽然 LM26NV 具有良好的电源噪声抑制能力，但在设计时仍需注意电源的稳定性。建议在电源引脚连接 0.1µF 的旁路电容，以进一步滤除电源中的噪声。

4.2.2 安装考虑

• 可以采用粘贴或胶合的方式将 LM26NV 固定在被测表面，其测量温度与表面温度的误差在 ±0.06°C 以内，但需保证环境空气温度与表面温度相近。
• 为确保良好的热传导，芯片背面直接连接到 GND 引脚（引脚 2），同时其他引脚的焊盘和走线温度也会影响测量结果。
• 也可以将 LM26NV 安装在密封端金属管内，然后浸入液体或拧入容器的螺纹孔中。但要注意保持芯片及其布线和电路的绝缘和干燥，防止因潮湿导致泄漏和腐蚀，可使用防潮漆、环氧漆等涂层进行防护。

五、典型应用电路

5.1 双速风扇速度控制

通过 LM26NV 的输出控制风扇的转速，当温度升高时，输出变为低电平，风扇加速；当温度降低时，风扇恢复慢速运行。

5.2 风扇高端驱动

当测量温度超过触发温度时，LM26NV 切换风扇开启，实现对风扇的高端驱动控制。

5.3 风扇低端驱动

与高端驱动类似，当温度超过触发值时，LM26NV 使开关导通，风扇电流通过，实现低端驱动。

5.4 音频功率放大器热保护

将 LM26NV 与音频功率放大器进行热耦合，当放大器温度超过触发温度时，开启风扇进行散热，保护放大器免受过载损坏。

5.5 简单温控器

根据测量温度与触发温度的比较结果，控制开关和继电器的通断，实现对加热器的温度控制。

六、总结

LM26NV 温控器以其丰富的特性、高精度的温度测量和灵活的可编程性，为电子工程师在温度管理设计中提供了一个强大而可靠的解决方案。无论是在消费电子、工业控制还是其他领域，LM26NV 都能发挥重要作用。在实际应用中，工程师们需要根据具体的设计需求和应用场景，合理选择和使用 LM26NV，同时注意安装和布线等方面的问题，以确保系统的性能和稳定性。大家在使用 LM26NV 过程中遇到过哪些有趣的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。