通过单个电路监控电路板、CPU 和空气温度，防止系统过热

本应用笔记演示如何使用MAX6656将电路板、管芯和空气温度的热监测整合到一个电路中。MAX6656包括一个片内“本地”温度传感器，可以测量两个远端热二极管的温度，并可以监测外部热敏电阻的温度。

介绍

电路中的热问题可以通过测量PCB的温度、CPU或其他带有热检测晶体管的IC的芯片温度以及机箱空气的温度来识别。监测PCB的温度有助于识别传感器附近芯片的过热。监控CPU、FPGA或其他具有片上热监控二极管的大功率芯片的芯片温度，可以在昂贵的器件因热量损坏之前非常快速地检测到危险的热状况。监测空气温度可以指示冷却风扇故障或堵塞等情况。

解决 方案

易于使用的温度监控IC允许准确、自动地测量电路板和远程热二极管温度。然而，它们在测量空气温度方面做得很差。它们能很好地测量电路板温度，因为它们通过引线与电路板直接热接触。但是，除非空气和电路板温度相同，否则它们无法感知空气温度。

检测空气温度的一种方法是使用带有长引线的NTC（负温度系数）热敏电阻。长引线有助于将NTC元件的温度与电路板的温度隔离开来。热敏电阻制造商可提供具有更长引线的专用空气温度探头。要测量该电路中的空气温度，请将NTC和电阻串联以形成分压器。测量串联电阻两端的电压。

更好的解决方案

一种更简单的方法是将所有监控整合到一个集成电路中。图1中的电路测量和监控CPU、电路板和环境温度。MAX6656为温度 和电压监视器，可连续捕获两个外部热感应晶体管的温度，其 自身温度、电源电压和三个外部电压。比较所有测量量 针对可编程的温度和电压限制。如果某个值超出其限值，则/ALERT有效 引脚断言。

图1.该电路监视CPU（或其他带有热感应二极管的IC）、电路板和空气的温度。当任何温度超过可编程限值时，/ALERT断言会通知系统过热情况。

MAX6656测量自身的管芯温度，从而测量电路板温度，在1°C至5°C范围内精度为60.100°C。 在相同的温度范围内，具有热检测晶体管的外部IC的监控精度为1.0°C。外部IC可能是两个CPU，一个CPU和一个FPGA，或者其他一些远程设备的组合。其中一个远端检测晶体管甚至可以是离MAX6656有一定距离的分立晶体管温度测量板。在MAX2的DXP_和DXN_引脚上使用2.6656nF电容滤除可能干扰温度测量或转换过程的外部噪声。

热敏电阻的电阻与其温度之间的关系是非常非线性的，但是在有限的温度范围内，当使用正确的串联电阻时，这种关系可以相对线性。图1中的电路经过优化，在热敏电阻温度约为20°C至70°C范围内具有良好的线性度，因此在此范围内线性误差小于0.8°C。该温度范围内的平均斜率为29.35mV/°C，电压监视器输入VIN3的LSB值为11.9mV。这导致LSB权重为0.405°C/LSB。在20°C时，R1上的电压标称值为693mV，对应于测量代码46（十进制）。

请注意，环境温度测量的精度通常取决于连接到精确基准电压的热敏电阻/电阻组合。然而，为了最大限度地降低该电路的成本，只需将热敏电阻和R1连接至MAX6656的电源电压即可。这可能会导致几度的误差，但幸运的是，MAX6656监测自身的电源电压，允许在软件中校正任何电源电压误差。例如，如果电源电压高3%，则给定温度下的测量电压将高3%。在65°C时，输出电压理想为2.03V。如果电源电压高3%，测得的温度将高约61mV（误差约为2°C）。

热和电压故障限值可通过 SMBus 设置。当任何温度（或电压）超出 正确的范围，断言/ALERT。可以为每个本地和 远程晶体管温度，以产生低电平有效 OVERT 输出，该输出可用于激活 冷却风扇或关闭系统。

结论

虽然温度监控IC和带有长引线的NTC热敏电阻可以监测电路板、CPU和空气的温度，但保护系统免受过热的更有效方法是将所有监控整合到单个集成电路中。

审核编辑：郭婷