温度传感器在笔记本电脑中的应用

       由于n、k和q为常数，而IDH和IDL由温度传感器内部产生，因此由VDH和VDL的变化量我们就可以测出温度。

       远程二极管测量回路杂散电阻的影响

       实际应用中，用于远程温度检测的二极管位于CPU或图形处理芯片内部，二极管内阻及印刷电路板的寄生电阻会影响远程温度测量的准确度。假设远程二极管测量回路的等效寄生电阻为RP，当电流源送出高电流IDH时，ADC实际读到的电压VADC_H为:

       当电流源送出低电流IDL时，ADC实际读到的电压VADC_L为

       将 (8) 式和 (9) 式代入 (7) 式，我们可得到

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       由 (11) 式所得到的结果，当 (IDH – IDL)․RP 愈大时，温度检测误差愈大。在此，我们以MAX6642为例，k、q、n由CPU内部温度检测二极管决定，n ≈ 1.0080，由MAX6642的规格书可知：IDH =100uA、IDL =10uA，将这些参数代入 (11) 式，可得：

       IDH、IDL的单位为mA，RP的单位为欧姆。在这个例子中，1欧姆的杂散电阻将造成0.45oK的温度

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       此外，由前面的分析结果得知，1mV的电压变化大约等效为5oK的温度变化，因此，印刷电路板的布线对温度检测的准确度有很大影响。一般温度传感器IC的电源输入端均有一个RC低通滤波器，用以防止高频噪声的影响。在印刷电路板零件摆放时，RC滤波器应该尽量放在靠近温度传感器IC电源输入引脚的附近。另外，温度传感器IC应尽量放在靠近温度检测二极管的位置。对于差分(DXP、DXN) 连接远程温度二极管的布线一定要采用平行走线，同时这两条平行布线要彼此靠近，并尽量远离磁性组件、高压信号，避免高速信号的干扰 。不当的印刷电路板布线可能导致30oK以上的温度检测误差。

       应用实例

       图5为 笔记本 电脑普遍使用的一种温度控制方案。温度传感器IC通过SMBus接口连接到笔记本电脑的嵌入式微控制器，由于温度传感器IC与嵌入式微控制器之间为数字接口，因此温度传感器IC在位置上可以远离嵌入式微控制器而不会有噪声干扰问题。MAX6649同时内置一个本地温度传感器和用于连接远端二极管的差分接口。MAX6649的IDH =100uA，IDL =10uA，高精度、小电流的电流源可减小因杂散电阻所产生的测量误差。差分输入有助于降低噪声干扰。图5所示电路，温度传感器IC只负责温度检测，风扇转速控制由嵌入式微控制器完成，由软件实现。为了避免软件控制的死机问题，MAX6649还集成了保护功能，当温度到达第一个高温临界点时，MAX6649 ALERT可发出中断请求，要求嵌入式微控制器进行相应的处理，例如对处理器进行降频；如果上述对策仍无法有效抑制温度的上升，当温度达到第二高温临界点时，MAX6649 OVERT可以用来控制系统的第二个风扇或对系统进行强制关机。图5具有低成本、高精度、使用弹性大等优点，但在软件的设计上需花费较多的功夫。

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       应用中需要检测温度的组件较多时，例如：测量CPU、GPU、芯片组和DDR的温度时，可以选用MAX1989多路远程温度检测器。还可以根据需要选择举有风扇转速控制功能的温度检测及控制IC，如MAX6635，利用风扇转速反馈信号，使温度传感器IC对风扇转速构成闭环回路控制。此外，在高温保护临界点的设定上，不需要软件设定，而是通过硬件设定，以增加高温保护的可靠性。

       结语

       随着笔记本电脑效能的不断提升，温度控制在笔记本电脑的设计中占有愈来愈重要的地位。精确的温度控制不仅能让系统的效能得到充分发挥，同时还能提高系统的稳定性、用户的舒适度，并降低成本。笔者希望藉由本篇文章的探讨，能让读者对各种温度传感器的工作原理及应用有更深入的了解，使读者在选择笔记本电脑温度控制方案时，能兼顾系统效能、系统稳定性、可靠性等，达到优化系统设计的目的。

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