測量并校準(zhǔn)產(chǎn)品的溫度失調(diào)

摘要：本應(yīng)用筆記介紹了在測量芯片外部溫度的情況下，優(yōu)化MAX1358/MAX1359/MAX1360數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)溫度讀數(shù)精度的解決方案。

引言

MAX1358/MAX1359/MAX1360數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)置二極管結(jié)溫度傳感器，利用二極管的I-V特性測量溫度，為了提高測量精度，Maxim器件將校準(zhǔn)系數(shù)存儲在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)部，修正讀數(shù)誤差，以獲得最高精度。

溫度讀數(shù)對應(yīng)于二極管的實(shí)際結(jié)溫，對于連續(xù)監(jiān)測溫度變化的系統(tǒng)，可以直接使用溫度讀數(shù)。對于需要獲得封裝外部溫度的應(yīng)用，需要對讀數(shù)進(jìn)行調(diào)整才能得到更準(zhǔn)確的數(shù)值。

本應(yīng)用筆記介紹了對特定產(chǎn)品溫度偏差的測量以及利用偏差值進(jìn)行校準(zhǔn)的方法。關(guān)于器件內(nèi)部存儲的校準(zhǔn)系數(shù)的使用，請參考應(yīng)用筆記4296：Measuring Temperature with the MAX1358 Data Acquisition System。

溫度測量模型

MAX1358/MAX1359/MAX1360的內(nèi)部溫度檢測器可以測量內(nèi)部二極管結(jié)的溫度，也可以測量外部溫度傳感器的溫度，存儲在芯片內(nèi)部的兩個常數(shù)(m、b)用于修正內(nèi)部二極管結(jié)溫的變化以及其它電路偏離理想狀態(tài)時所產(chǎn)生的誤差。上面提到的應(yīng)用筆記4296介紹了測量、計算、消除誤差的步驟，可以修正不同器件、不同溫度下的測量誤差。這種四電流測量方法適用于芯片內(nèi)部和外部二極管結(jié)溫傳感器的檢測。


圖1. 利用二極管結(jié)測量溫度

MAX1358/MAX1359/MAX1360測量的是內(nèi)部結(jié)溫(圖1)，圖2給出了一個常見的與結(jié)溫TJ相關(guān)的模型，圖中TA為環(huán)境溫度、TC為管殼溫度。


圖2. 結(jié)溫和環(huán)境溫度模型

該模型中，將溫度特性轉(zhuǎn)換成等效電路。(注：芯片在工廠校準(zhǔn)時，工廠可以將芯片置于恒溫油槽，將TA和TC強(qiáng)制在相同溫度對芯片進(jìn)行校準(zhǔn)。)


圖3. 產(chǎn)品的溫度模型

一旦芯片安裝在電路板上(圖3)，MAX1358/MAX1359/MAX1360的TJ將取決于以下因素：

• PCB溫度
• PCB周圍的環(huán)境溫度
• EP與PCB之間的導(dǎo)熱性
• MAX1358/MAX1359/MAX1360的功耗
• PCB的耗散功率
• 產(chǎn)品工作的環(huán)境溫度
• 封裝與周圍環(huán)境的隔熱層

上述因素直接影響MAX1358/MAX1359/MAX1360內(nèi)部溫度TJ與MAX1358/MAX1359/MAX1360外部測量點(diǎn)溫度的差異，這意味著利用器件測量的TJ只是實(shí)際溫度TEXT的估算值TEST。