热传感在控制能源使用中的解决方案-电子发烧友网

在许多应用中控制能源使用的需求 - 从手持设备到工业系统和住宅设计 - 已经产生了越来越多的热传感器。因此，今天可用的热传感器系列比以往任何时候都更加广泛，这一点不足为奇。传统的热传感器，如双金属片，热电偶，热敏电阻和电阻温度器件正在通过红外探测器和基于MEM的设备加入以提供更多选择，因此，开放更多潜在的应用程序。在本文中，我们将仔细研究一些这些新发展。

板级传感

热传感器最常见的应用之一就是简单地跟踪电子系统中的热量。通过测量内部温度，热传感器可以在需要冷却时发出信号，从而激活风扇或一些其他冷却装置，例如Peltier模块。具有用于控制的传感器意味着冷却装置不必始终打开，这不仅降低了功率消耗，而且在风扇的情况下，允许系统更安静地操作。此外，传感器还允许用户创建更复杂的热/电源管理方案，例如降低系统某些区域的电源，这些区域对当前操作不是那么关键 - 实际上是故意创建受控系统“掉电”以节省能源。

可以通过测量系统中各个IC的温度来实现热控制，这可以通过监控二极管结来实现，例如微处理器的基板PNP或二极管连接的晶体管，如2N3904（NPN）型）或2N3906（PNP型）。这是有效的，因为在正向电流值较低时，结温的变化会产生结正向电压的相应变化。

有几种现成的IC设计用于通过结点监测进行温度传感;最近的一个例子是恩智浦的SA56004X（图1）。该器件是一款兼容SMBus的11位远程/本地数字温度传感器，提供一个监控远端二极管的通道，精度为±1°C，并可在芯片上本地测量温度。

热传感在控制能源使用中的解决方案

图1：恩智浦SA56004X远程/本地数字温度传感器可接受来自二极管结的输入，以确定IC的温度，允许系统以多种方式作出反应来控制温度（由恩智浦提供）。

SA56004X用户可以编程低温和超温限制和阈值，以提供指示何时出现片上或远程温度的输出。达到限制值时，将产生可用作系统中断或SMBus警报的警报输出。当片上或远程温度测量值超过编程的T_CRIT阈值寄存器值时，阈值输出T_CRIT被激活。此输出可用于激活冷却风扇，发送警告或触发系统关闭。为进一步提高系统可靠性，SA56004X采用SMBus超时协议。

SA56004X采用SO8，TSSOP8和HVSON8封装，具有8个工厂编程器件地址选项，与LM86，MAX6657/8和ADM1032引脚兼容。

新型器件此类应用也值得考虑，因为它可以为系统设计提供更多机会，是德州仪器公司的TMP006红外热电堆传感器。该器件采用1.6 x 1.6 mm小型晶圆/芯片级封装（WCSP）封装，可以测量物体的温度，无需与其接触。这种基于MEMS的传感器使用热电堆来吸收被测物体发出的红外能量：热电堆电压的变化与物体的温度相对应（图2）。

热传感在控制能源使用中的解决方案

图2：采用基于MEMS的热电堆远程感应温度的1.6 x 1.6 mm TI TMP006为设计人员带来了新机遇（德州仪器提供））。

传感器的电压范围（指定范围为-40°C至125°C），低功耗（2.2 V电源下240μA）和低封装高度（0.625 mm，最大值）使其可用于广泛的应用。由于它适用于电池供电的应用，因此可用于手持设备，以测量外壳温度以进行冷却，以及随时进行其他温度测量;此外，芯片级格式使得可以使用用于手持设备的标准高容量组装方法。 TI还建议该传感器可用于测量舒适指数和电机箱温度，以及用于服务器场电源管理。

设施监控

由于供暖和制冷设施的成本处于历史最高水平，整个工厂和办公楼的监控温度变得比以前更加重要。幸运的是，现在有技术可以实现复杂的监控，并且具有成本效益。

Maxim推出的DS18S20高精度1-Wire数字温度计是一种在此类应用中非常有用的器件（图3）。 DS18S20数字温度计提供9位摄氏温度测量，通过1线总线引脚与中央微处理器通信。该器件的另外两个引脚用于接地和输入电源，但传感器实际上可以直接从数据线获得电源（所谓的“寄生电源”），无需外部电源。由于每个器件都具有唯一的64位串行代码，因此多个器件可以在同一条1线总线上工作，允许一个微处理器控制分布在大面积上的许多传感器。

热传感在控制能源使用中的解决方案