申矽凌电子CTF230X系列芯片助力WiFi市场换代

背景介绍

办公、刷剧、网购、手游...2022年，蓬勃的全球数字经济活动，总共产生了近100ZB的数据，其中相当比例终端流量是通过无线连接传输，WiFi更是其中的“主渠道”。旺盛的需求，带动WiFi设备年出货量达到40亿台量级，WiFi技术标准，也不断取得重大升级，近年来，IEEE 802.11标准组织相继发布WiFi 6E/WiFi 7规范，引入了6GHz频段、320MHz带宽、Multi-RU、MIMO等一系列全新特性，数据传输速率直逼30Gbps，超高速率与低延时，进一步夯实了承载VR/AR、工业控制等全新用例的基础。

随着WiFi7新技术走向商用，也亟待破解一系列技术挑战，系统级热管理在其中尤为关键，以WiFi网络核心设备—路由器为例，目前业已上市的路由器产品主控芯片已普遍向四核2GHz和GB级内存升级，天线及网口的数量、规格也大幅度提高，并内置专门针对电竞等应用的智能加速引擎。尽管IEEE规范中提供了一系列功率限制选项，但实际应用负载下，OFDMA与MU-MIMO等新技术带来的传输损耗、以及更高规格的以太网芯片、主控芯片TDP，依然使传统被动散热设计难以为继，风冷主动散热日益成为刚需，也成为决定系统能否稳定、持续运转的关键咽喉点（Choke Point）。

上海申矽凌微电子科技股份有限公司(简称申矽凌)作为一家IC设计公司，专注于传感器芯片以及混合信号芯片的产品研发。近期推出了系统级风扇管理芯片CTF230X系列，内置振动多点温度传感器，可实现风扇转速监控、环境温度闭环控制、风扇工况诊断及电压监测。可广泛应用于WiFi 路由器、PC笔记本以及工业应用等目标场景。

产品介绍

CTF230X热管理系列芯片CTF2301A/B、CTF2302以及CTF2304可提供不同通道的温度测量和风扇控制监测功能。

支持根据测量温度自动控制风扇转速（Auto Temp）的闭环模式，允许其作为独立设备运行，即使MCU或系统锁定，风扇也可以继续受到控制（基于温度测量）。同样，风扇控制芯片也支持独立控制模块，通过对TACH引脚检测到风扇的转速后再由上位机独立控制风扇的PWM占空比。两种方式可灵活适配客户的系统需求。这项技术在闭环控制状态下，既可以简单地根据芯片的温度自动映射到对应的12个风扇档位，也可以在特定的22.5kHz PWM控制频率下实现高达0.39%精度的控制。

图1. CTF2304典型应用图  

产品特性

Product Advantages/

工作电压：3.0V至5.0V

与SMBus/I2C兼容的数字接口

支持警报响应地址（ARA）和数据包错误检查（PEC）

支持测量数据的块读取

多个从属地址选项

从地址由（“ALERT”）引脚和（“THERM”）引脚的上拉电阻决定。

本地温度传感器

±1.0°C精度，0.0625°C分辨率

远程温度传感器

±2.0°C精度，0.0625°C分辨率

温度范围：-40°C至+125°C

PWM控制器

PWM频率：10Hz至40kHz

占空比：0%至100%，8位

自动风扇转速控制回路

带滞后的可编程THERM极限温度，ALERT高/低极限

智能FANFAIL检测

值得一提的是，CTF230X系列远程通道既可以用于温度和电机转速监测，也可以配置为单端或差分输入的电压感测，新特性也为其产品应用场景的拓展打开了空间。在风扇控制之外，相关产品还可以拓展对电源电压的监测功能，进一步实现系统级芯片的内涵。

审核编辑：刘清