探索TMP390：超小型雙通道溫度開關的卓越性能與應用

在電子設計領域，溫度監測與控制是至關重要的環節。TMP390作為一款超小型、雙通道的溫度開關，以其獨特的特性和廣泛的應用場景，受到了眾多電子工程師的關注。今天，我們就來深入了解一下TMP390的特點、應用以及設計要點。

文件下載：tmp390.pdf

一、TMP390的核心特性

1. 可編程溫度閾值與遲滯選項

TMP390允許通過電阻編程來設置溫度跳閘點和遲滯選項，電阻公差不會引入誤差。遲滯選項有5°C、10°C和20°C三種，為不同的應用場景提供了靈活的選擇。

2. 獨立的過溫與欠溫檢測

它具備獨立的過溫（熱）和欠溫（冷）檢測功能。通道A用于過溫檢測，范圍為+30至+124°C，步長為2°C；通道B用于欠溫檢測，范圍為–50至+25°C，步長為5°C。

3. 高精度與低功耗

提供不同的精度級別選項，如A2級別在?55°C至+130°C范圍內精度為±3.0°C（0°C至+70°C范圍內為±1.5°C），A3級別在相同溫度范圍內精度為±3.5°C（0°C至+70°C范圍內為±2.0°C）。同時，在25°C時典型功耗僅為0.5μA，非常適合對功耗要求較高的應用。

4. 寬電源電壓范圍與開漏輸出

電源電壓范圍為1.62至5.5V，適應多種電源環境。開漏輸出的設計，使得它可以方便地與其他電路進行連接。

5. 跳閘測試功能

支持跳閘測試功能，可在系統內進行測試，方便進行生產測試和故障排查。

6. 小巧封裝

采用SOT - 563（1.60 - mm × 1.20 - mm）6引腳封裝，節省電路板空間。

二、應用場景廣泛

TMP390的應用場景十分豐富，涵蓋了多個領域：

• 電源相關設備：如DC/AC逆變器、DC/DC轉換器、移動電源等，可實時監測設備溫度，防止過熱損壞。
• 溫度傳輸與控制系統：溫度變送器、環境控制系統（ECS）等，確保系統在合適的溫度范圍內運行。
• 無線基礎設施：包括WLAN/Wi - Fi接入點、核心路由器、邊緣路由器、宏遠程無線電單元（RRU）等，保障設備的穩定運行。
• 電動工具：監測電動工具的溫度，避免因過熱導致的安全問題。

三、詳細的技術規格

1. 絕對最大額定值

• 電源電壓（VDD）范圍為 - 0.3至6V。
• OUTA和OUTB引腳電壓范圍為 - 0.3至6V。
• SETA和SETB引腳電壓范圍為 - 0.3至VDD + 0.3V。
• 結溫（TJ）范圍為 - 55至150°C，存儲溫度（Tstg）范圍為 - 60至150°C。

2. ESD額定值

人體模型（HBM）靜電放電額定值為±2000V，帶電設備模型（CDM）為±500V。

3. 推薦工作條件

• 電源電壓（VDD）推薦范圍為1.62至5.5V，標稱值為3.3V。
• 通道A和通道B輸出上拉電壓（開漏）不超過VDD + 0.3V。
• SETA和SETB引腳電路泄漏電流范圍為 - 20至20nA。
• 上拉電阻（RPA和RPB）分別連接在OUTA和OUTB引腳與VDDIO之間，RPA不小于1kΩ，RPB為10kΩ。
• 工作自由空氣溫度（TA）范圍為–55至130°C。

4. 熱信息

提供了多種熱指標，如結到環境熱阻（RθJA）為230°C/W，結到外殼（頂部）熱阻（RθJC(top)）為103.4°C/W等。

5. 電氣特性

• 溫度測量精度在不同溫度范圍和電源電壓下有所不同，如TMP390A2在0°C至70°C、VDD = 2.5V至5.5V時精度為±1.5°C。
• 跳閘點精度也因不同級別和溫度范圍而異。
• 遲滯選項有5°C、10°C和20°C，SETB連接到地時通道A的遲滯為20°C。
• SETA和SETB電阻范圍分別為1.05至909kΩ和10.5至909kΩ，電阻公差在TA = 25°C時為 - 1.0至1.0%。
• 數字輸入/輸出方面，輸入電容（CIN）為50pF，內部下拉電阻（RPD）為125kΩ等。
• 電源方面，平均靜態電流（IQ）在VDD = 1.62V至3.3V時為0.5μA，待機電流（IStandby）為0.25μA等。

四、設計要點與應用示例

1. 引腳配置與功能

TMP390共有6個引腳，各引腳功能明確：

• SETA：通道A溫度設定點輸入，連接標準E96、1%精度電阻到地。
• SETB：通道B溫度和遲滯設定點輸入，同樣連接標準E96、1%精度電阻到地。
• GND：設備接地。
• OUTB：通道B邏輯開漏低電平有效輸出，未使用時可浮空或接地。
• VDD：電源電壓輸入（1.62V – 5.5V）。
• OUTA：通道A邏輯開漏低電平有效輸出，未使用時可浮空或接地。

2. 編程與配置

通過在SETA和SETB引腳連接特定的E96系列（1%）標準十進制值電阻來設置跳閘溫度和遲滯選項。具體的電阻值與溫度閾值和遲滯的對應關系在文檔中的編程表中有詳細說明。例如，通道A的跳閘溫度從30°C到124°C，對應的電阻值從1.05kΩ到909kΩ；通道B的跳閘溫度從 - 50°C到25°C，對應的電阻值從90.9kΩ到10.5kΩ。

3. 應用示例

（1）簡化應用電路

在簡化的應用電路中，通過RSETA和RSETB分別設置通道A和通道B的跳閘點和遲滯。OUTA和OUTB輸出分別對應SETA和SETB的溫度閾值檢測結果。設計時需要注意使用兩個電阻設置高低跳閘點和遲滯，以及兩個上拉電阻。同時，建議在VDD引腳附近放置一個0.1μF的電源旁路電容，上拉電阻應大于1kΩ以減少內部功耗。

（2）10°C遲滯應用

以一個過溫與欠溫保護電路為例，將跳閘點設置在 - 25°C和+90°C，遲滯為10°C。SETA使用78.7kΩ電阻設置+90°C閾值，SETB使用215kΩ電阻設置 - 25°C跳閘點和10°C遲滯。輸出引腳可連接到開關以控制風扇或其他模擬電路。

（3）單通道操作

TMP390還支持單通道操作。例如，對于熱跳閘點的單通道操作，可使用單個電阻設置跳閘點和遲滯；對于冷跳閘點的單通道操作同理。

五、電源與布局建議

1. 電源供應

TMP390的低供應電流和寬電源范圍使其可以由多種電源供電。VDDIO必須小于或等于VDD + 0.3V。強烈建議在VDD和GND之間添加一個0.1μF的電容進行電源旁路。在嘈雜環境中，可在外部電源和VDD之間添加一個0.1μF電容和100Ω電阻組成的濾波器來限制電源噪聲。

2. 布局設計

TMP390的布局相對簡單。應將電源旁路電容盡可能靠近設備放置，并按推薦方式連接。RSETA和RSETB電阻也應盡量靠近設備，以避免額外的泄漏或寄生電容影響跳閘閾值和遲滯的實際電阻感測值。如果SETA和SETB電路可能出現濕氣凝結導致額外泄漏電流，可考慮對電路添加 conformal coating。

六、總結

TMP390作為一款超小型、低功耗、雙通道的溫度開關，憑借其豐富的特性和廣泛的應用場景，為電子工程師在溫度監測與控制方面提供了一個優秀的解決方案。在實際設計中，我們需要根據具體的應用需求，合理選擇電阻值來設置跳閘溫度和遲滯，同時注意電源供應和布局設計，以確保設備的穩定運行。你在使用TMP390或類似溫度開關時，遇到過哪些有趣的問題或挑戰呢？歡迎在評論區分享你的經驗。