Texas Instruments HDC302x/HDC302x-Q1数字湿度传感器是集成的电容式相对湿度 (RH) 和温度传感器。它采用紧凑的2.5mm x× 2.5mm封装，在宽电源范围 (1.62V至5.5V) 内提供高精度测量，并具有超低功耗。该温度和湿度传感器在NIST可追溯的生产环境中100%经过测试和调整，并通过符合ISO/IEC 17025标准的设备进行验证。

数据手册：

*附件：HDC302x数据手册.pdf

*附件：HDC302x-Q1数据手册.pdf

偏移误差校正可降低相对湿度传感器因老化、暴露于极端工作环境和污染物而产生的偏移，从而使器件重新符合精度规格。自动测量模式和ALERT功能可最大限度地延长电池物联网应用的MCU睡眠时间，从而降低系统功耗。四个不同I^2^C地址支持高达1MHz速度。提供加热元件，可消散冷凝和湿气。

Texas Instruments HDC3020/HDC3020-Q1是一款无保护盖的开腔封装。两种器件型号均可提供护盖选项，以保护开腔相对湿度传感器（HDC3021/HDC3020-Q1和HDC3022/HDC3021-Q1）。HDC3021/HDC 3021-Q1具有可拆卸保护带，可实现保形涂层和PCB冲洗。HDC3022/HDC3022-Q1具有永久IP67滤波器膜，可防尘防水以及实现PCB冲洗。HDC 3020-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100标准。

特性

• 符合汽车应用类AEC-Q100标准
  • 温度范围：-40°C至+125°C（1级）
  • 器件人体模型 (HBM) 静电放电 (ESD) 分类等级2
  • 器件CDM ESD分类等级C4
• 相对湿度 (RH) 传感器
  • 工作范围：0%至100%
  • 典型精度：±1.5%
  • 漂移校正可降低偏移，使器件重新符合精度规格。
  • 长期漂移：0.21%相对湿度/年
  • 通过集成加热器提供冷凝保护
• 温度传感器
  • 工作温度范围：-40°C至+125°C
  • 典型精度：±0.1°C
• NIST可追溯性、相对湿度和温度
• 低功耗，平均电流为0.4µA
• I^2^C接口兼容性，速度高达1Mhz
  • 四个可选I^2^C地址
  • 通过CRC校验和实现命令/数据保护
• 电源电压：1.62V至5.50V
• 平均电源电流：0.9µA（典型值）
• 2.50 mm ^2^ 、WSON-8封装
• 可提供自动测量模式
• 可编程中断和 测量校准
• 工厂安装聚酰亚胺胶带组件盖和 IP67防护等级环境密封盖

功能框图

高精度温湿度传感器HDC302x系列技术解析与应用指南

一、产品概述与技术亮点

HDC302x是德州仪器(TI)推出的新一代数字温湿度传感器系列，包含HDC3020(开放腔体)、HDC3021(可拆卸保护胶带)和HDC3022(IP67永久滤膜)三种型号。该系列采用2.5mm×2.5mm×0.8mm WSON-8封装，在超低功耗与高精度之间实现了卓越平衡。

‌核心技术创新点‌：

• ‌0.5%RH典型精度‌：在10%-50%RH范围内达到±0.5%RH的行业领先精度
• ‌突破性长期稳定性‌：仅0.19%RH/年的湿度漂移，0.03°C/年的温度漂移
• ‌NIST可追溯校准‌：出厂校准溯源至美国国家标准与技术研究院(NIST)
• ‌智能偏移校正‌：自动补偿因老化或污染导致的传感器偏移
• ‌多层级防护设计‌：提供从基础防护到IP67防水防尘的多种封装选择

二、关键性能参数解析

2.1 湿度测量性能

• ‌测量范围‌：0-100% RH（非冷凝条件）
• ‌精度分级‌：
  • ±0.5% (10-50%RH)
  • ±1.0% (10-80%RH)
  • ±1.5% (10-90%RH)
• ‌响应时间‌：仅4秒(10-90%RH阶跃变化)
• ‌重复性‌：±0.02%RH(低噪声模式)

2.2 温度测量性能

• ‌测量范围‌：-40°C至+125°C
• ‌精度分级‌：
  • ±0.1°C (0-50°C)
  • ±0.3°C (-40-100°C)
  • ±0.4°C (-40-125°C)

2.3 功耗特性

• ‌工作电流‌：99μA典型值(测量模式)
• ‌睡眠电流‌：0.36μA典型值(触发模式)
• ‌自动测量模式‌：0.9μA平均电流@1次/秒采样率

三、系统架构与创新功能

3.1 集成加热器设计

内置可编程加热器支持三种工作模式：

1. ‌全功率模式‌(0x3FFF)：249mW@3.3V，快速除湿
2. ‌半功率模式‌(0x03FF)：137mW@3.3V，平衡功耗与性能
3. ‌四分之一功率模式‌(0x009F)：67mW@3.3V，维持基础防护

加热器激活后可在5-10秒内将传感器升温至100°C，有效防止冷凝。特别值得注意的是，HDC3022的IP67滤膜可在加热过程中保护传感器免受污染物影响。

3.2 智能警报系统

提供四级可编程阈值报警功能：

1. ‌高报警设定点‌：超过阈值触发警报
2. ‌高报警清除点‌：低于阈值解除警报
3. ‌低报警设定点‌：低于阈值触发警报
4. ‌低报警清除点‌：高于阈值解除警报

通过16位组合寄存器(7位湿度+9位温度)配置，支持CRC校验确保通信可靠性。

3.3 自动补偿技术

独特的偏移校正算法可补偿：

• ‌湿度偏移‌：±24.8%RH可调，步进0.195%RH
• ‌温度偏移‌：±21.7°C可调，步进0.17°C
  补偿值存储在非易失性存储器中，断电不丢失。

四、典型应用方案

4.1 HVAC系统温控器设计

‌系统架构‌：

• 主控：MSP430超低功耗MCU
• 传感器：HDC3022(IP67防护)
• 通信：I2C接口(支持1MHz速率)
• 电源：1.62-5.5V宽电压输入

‌优化建议‌：

1. 传感器布局远离发热元件(显示屏、处理器等)
2. PCB设计增加隔热槽减少热传导
3. 采样率设置为≤1次/秒避免自发热
4. 使用0.1μF X7R陶瓷去耦电容

4.2 冷链物流监控方案

‌核心优势‌：

• NIST溯源满足医药冷链验证要求
• -40°C低温启动能力
• 0.7μA平均电流(每5秒采样一次)
• 集成警报功能减少MCU唤醒次数

五、设计注意事项

1. ‌PCB布局规范‌：
   • 传感器下方避免铺铜(GND/VDD)
   • 周边预留≥6mm隔离区
   • SDA/SCL线路需加5kΩ上拉电阻
2. ‌回流焊工艺‌：
   • 峰值温度≤260°C
   • 推荐使用免清洗焊膏
   • 焊接后需进行5天25°C/50%RH再水合过程
3. ‌异常处理‌：
   • 冷凝环境下优先选用HDC3022
   • 长期暴露恶劣环境后建议执行：
     • 100°C/5%RH烘烤5-10小时
     • 25°C/50%RH恢复5天

六、选型对比指南

型号	防护等级	特点	适用场景
HDC3020DEFR	无	基础开放腔体	洁净工业环境
HDC3021DEHR	临时防护	可拆卸组装保护胶带	需后续三防漆处理
HDC3022DEJR	IP67	永久防水防尘膜	户外/高湿环境