LM26NV：單數字輸出低功耗溫控器的特性與應用解析

在電子設備的設計中，溫度控制是一個至關重要的環節，它直接關系到設備的性能、穩定性和壽命。德州儀器（TI）推出的 LM26NV 溫控器，以其高精度、低功耗和豐富的功能特性，成為眾多電子工程師在溫度管理設計中的理想選擇。今天，我們就來深入了解一下這款 LM26NV 溫控器。

文件下載：lm26nv.pdf

一、LM26NV 特性亮點

1.1 內部結構與功能集成

LM26NV 是一款精密的單數字輸出、低功耗溫控器，內部集成了參考源、DAC、溫度傳感器和比較器。這種高度集成的設計，不僅減少了外部元件的使用，降低了設計復雜度和成本，還提高了系統的穩定性和可靠性。

1.2 可編程特性

它具有強大的可編程能力。通過工廠編程，LM26NV 可以設置不同的觸發點（Trip Point），范圍從 -55°C 到 +110°C，以 1°C 為增量進行預設，滿足各種不同應用場景的溫度監測需求。同時，其數字輸出功能也可以進行定制，包括輸出類型（開漏或推挽）以及輸出的高低電平邏輯，還能設置為指示過溫關機事件（OS）或欠溫關機事件（US）。

1.3 遲滯特性

內部比較器支持通過引腳編程設置 2°C 或 10°C 的遲滯溫度，有效避免了溫度在觸發點附近波動時輸出的頻繁切換，提高了系統的穩定性和可靠性。

1.4 電源特性

具備出色的電源噪聲抑制能力，在不同的電源噪聲信號測試中（如 400kHz 、1Vp - p 的方波、2kHz 、200mVp - p 的方波以及 100Hz 到 1MHz 、200mVp - p 的正弦波），都未出現輸出誤觸發的情況。其電源電壓范圍為 2.7V 到 5.5V，電源電流最大值為 40μA（典型值 20μA），功耗較低，適合電池供電的便攜式設備。

二、引腳配置與功能

2.1 引腳說明

注：Pin 5 功能和觸發點設置在制造時進行編程。

2.2 輸出狀態與溫度關系

當預設為過溫關機（OS）時，輸出在芯片溫度超過內部預設的 (T{os}) 時變為低電平，當溫度低于 ((T{OS}-T{HYST})) 時變為高電平。同理，當預編程為欠溫關機（US）時，輸出在溫度低于 (T{US}) 時變為高電平，當溫度高于 ((T{US}+T{HYST})) 時變為低電平。

三、關鍵規格參數

3.1 絕對最大額定值

• 輸入電壓：6.0V
• 任意引腳輸入電流：5mA
• 封裝輸入電流：20mA
• 封裝功耗（(T_A = 25°C)）：500mW
• 焊接信息：SOT - 23 封裝，氣相焊接（60 秒）215°C，紅外焊接（15 秒）220°C
• 存儲溫度：-65°C 到 +150°C
• ESD 敏感度：人體模型 2500V，機器模型 250V

3.2 工作額定值

• 指定溫度范圍：-55°C ≤ (T_A) ≤ +125°C
• 正電源電壓：+2.7V 到 +5.5V
• 最大輸出電壓：+5.5V

3.3 電氣特性

四、應用場景與注意事項

4.1 應用場景

• 微處理器熱管理：確保微處理器在安全的溫度范圍內工作，防止因過熱導致性能下降或損壞。
• 便攜式電池供電系統：低功耗特性使其適合在電池供電的設備中使用，延長電池續航時間。
• 風扇控制：根據溫度變化控制風扇的轉速，實現高效的散熱管理。
• 工業過程控制：在工業生產中對溫度進行精確監測和控制，保證生產過程的穩定性和產品質量。
• HVAC 系統：用于空調、暖氣等系統的溫度控制，提高能源利用效率和舒適度。
• 遠程溫度傳感：可以遠程監測特定區域的溫度，為系統提供準確的溫度信息。
• 電子系統保護：當溫度超過或低于設定值時，及時觸發保護機制，避免設備損壞。

4.2 應用注意事項

4.2.1 噪聲考慮

雖然 LM26NV 具有良好的電源噪聲抑制能力，但在設計時仍需注意電源的穩定性。建議在電源引腳連接 0.1μF 的旁路電容，以進一步濾除電源中的噪聲。

4.2.2 安裝考慮

• 可以采用粘貼或膠合的方式將 LM26NV 固定在被測表面，其測量溫度與表面溫度的誤差在 ±0.06°C 以內，但需保證環境空氣溫度與表面溫度相近。
• 為確保良好的熱傳導，芯片背面直接連接到 GND 引腳（引腳 2），同時其他引腳的焊盤和走線溫度也會影響測量結果。
• 也可以將 LM26NV 安裝在密封端金屬管內，然后浸入液體或擰入容器的螺紋孔中。但要注意保持芯片及其布線和電路的絕緣和干燥，防止因潮濕導致泄漏和腐蝕，可使用防潮漆、環氧漆等涂層進行防護。

五、典型應用電路

5.1 雙速風扇速度控制

通過 LM26NV 的輸出控制風扇的轉速，當溫度升高時，輸出變為低電平，風扇加速；當溫度降低時，風扇恢復慢速運行。

5.2 風扇高端驅動

當測量溫度超過觸發溫度時，LM26NV 切換風扇開啟，實現對風扇的高端驅動控制。

5.3 風扇低端驅動

與高端驅動類似，當溫度超過觸發值時，LM26NV 使開關導通，風扇電流通過，實現低端驅動。

5.4 音頻功率放大器熱保護

將 LM26NV 與音頻功率放大器進行熱耦合，當放大器溫度超過觸發溫度時，開啟風扇進行散熱，保護放大器免受過載損壞。

5.5 簡單溫控器

根據測量溫度與觸發溫度的比較結果，控制開關和繼電器的通斷，實現對加熱器的溫度控制。

六、總結

LM26NV 溫控器以其豐富的特性、高精度的溫度測量和靈活的可編程性，為電子工程師在溫度管理設計中提供了一個強大而可靠的解決方案。無論是在消費電子、工業控制還是其他領域，LM26NV 都能發揮重要作用。在實際應用中，工程師們需要根據具體的設計需求和應用場景，合理選擇和使用 LM26NV，同時注意安裝和布線等方面的問題，以確保系統的性能和穩定性。大家在使用 LM26NV 過程中遇到過哪些有趣的問題或者有什么獨特的應用經驗呢？歡迎在評論區分享交流。