探索TMP390：超小型双通道温度开关的卓越性能与应用

在电子设计领域，温度监测与控制是至关重要的环节。TMP390作为一款超小型、双通道的温度开关，以其独特的特性和广泛的应用场景，受到了众多电子工程师的关注。今天，我们就来深入了解一下TMP390的特点、应用以及设计要点。

文件下载：tmp390.pdf

一、TMP390的核心特性

1. 可编程温度阈值与迟滞选项

TMP390允许通过电阻编程来设置温度跳闸点和迟滞选项，电阻公差不会引入误差。迟滞选项有5°C、10°C和20°C三种，为不同的应用场景提供了灵活的选择。

2. 独立的过温与欠温检测

它具备独立的过温（热）和欠温（冷）检测功能。通道A用于过温检测，范围为+30至+124°C，步长为2°C；通道B用于欠温检测，范围为–50至+25°C，步长为5°C。

3. 高精度与低功耗

提供不同的精度级别选项，如A2级别在−55°C至+130°C范围内精度为±3.0°C（0°C至+70°C范围内为±1.5°C），A3级别在相同温度范围内精度为±3.5°C（0°C至+70°C范围内为±2.0°C）。同时，在25°C时典型功耗仅为0.5µA，非常适合对功耗要求较高的应用。

4. 宽电源电压范围与开漏输出

电源电压范围为1.62至5.5V，适应多种电源环境。开漏输出的设计，使得它可以方便地与其他电路进行连接。

5. 跳闸测试功能

支持跳闸测试功能，可在系统内进行测试，方便进行生产测试和故障排查。

6. 小巧封装

采用SOT - 563（1.60 - mm × 1.20 - mm）6引脚封装，节省电路板空间。

二、应用场景广泛

TMP390的应用场景十分丰富，涵盖了多个领域：

• 电源相关设备：如DC/AC逆变器、DC/DC转换器、移动电源等，可实时监测设备温度，防止过热损坏。
• 温度传输与控制系统：温度变送器、环境控制系统（ECS）等，确保系统在合适的温度范围内运行。
• 无线基础设施：包括WLAN/Wi - Fi接入点、核心路由器、边缘路由器、宏远程无线电单元（RRU）等，保障设备的稳定运行。
• 电动工具：监测电动工具的温度，避免因过热导致的安全问题。

三、详细的技术规格

1. 绝对最大额定值

• 电源电压（VDD）范围为 - 0.3至6V。
• OUTA和OUTB引脚电压范围为 - 0.3至6V。
• SETA和SETB引脚电压范围为 - 0.3至VDD + 0.3V。
• 结温（TJ）范围为 - 55至150°C，存储温度（Tstg）范围为 - 60至150°C。

2. ESD额定值

人体模型（HBM）静电放电额定值为±2000V，带电设备模型（CDM）为±500V。

3. 推荐工作条件

• 电源电压（VDD）推荐范围为1.62至5.5V，标称值为3.3V。
• 通道A和通道B输出上拉电压（开漏）不超过VDD + 0.3V。
• SETA和SETB引脚电路泄漏电流范围为 - 20至20nA。
• 上拉电阻（RPA和RPB）分别连接在OUTA和OUTB引脚与VDDIO之间，RPA不小于1kΩ，RPB为10kΩ。
• 工作自由空气温度（TA）范围为–55至130°C。

4. 热信息

提供了多种热指标，如结到环境热阻（RθJA）为230°C/W，结到外壳（顶部）热阻（RθJC(top)）为103.4°C/W等。

5. 电气特性

• 温度测量精度在不同温度范围和电源电压下有所不同，如TMP390A2在0°C至70°C、VDD = 2.5V至5.5V时精度为±1.5°C。
• 跳闸点精度也因不同级别和温度范围而异。
• 迟滞选项有5°C、10°C和20°C，SETB连接到地时通道A的迟滞为20°C。
• SETA和SETB电阻范围分别为1.05至909kΩ和10.5至909kΩ，电阻公差在TA = 25°C时为 - 1.0至1.0%。
• 数字输入/输出方面，输入电容（CIN）为50pF，内部下拉电阻（RPD）为125kΩ等。
• 电源方面，平均静态电流（IQ）在VDD = 1.62V至3.3V时为0.5µA，待机电流（IStandby）为0.25µA等。

四、设计要点与应用示例

1. 引脚配置与功能

TMP390共有6个引脚，各引脚功能明确：

• SETA：通道A温度设定点输入，连接标准E96、1%精度电阻到地。
• SETB：通道B温度和迟滞设定点输入，同样连接标准E96、1%精度电阻到地。
• GND：设备接地。
• OUTB：通道B逻辑开漏低电平有效输出，未使用时可浮空或接地。
• VDD：电源电压输入（1.62V – 5.5V）。
• OUTA：通道A逻辑开漏低电平有效输出，未使用时可浮空或接地。

2. 编程与配置

通过在SETA和SETB引脚连接特定的E96系列（1%）标准十进制值电阻来设置跳闸温度和迟滞选项。具体的电阻值与温度阈值和迟滞的对应关系在文档中的编程表中有详细说明。例如，通道A的跳闸温度从30°C到124°C，对应的电阻值从1.05kΩ到909kΩ；通道B的跳闸温度从 - 50°C到25°C，对应的电阻值从90.9kΩ到10.5kΩ。

3. 应用示例

（1）简化应用电路

在简化的应用电路中，通过RSETA和RSETB分别设置通道A和通道B的跳闸点和迟滞。OUTA和OUTB输出分别对应SETA和SETB的温度阈值检测结果。设计时需要注意使用两个电阻设置高低跳闸点和迟滞，以及两个上拉电阻。同时，建议在VDD引脚附近放置一个0.1µF的电源旁路电容，上拉电阻应大于1kΩ以减少内部功耗。

（2）10°C迟滞应用

以一个过温与欠温保护电路为例，将跳闸点设置在 - 25°C和+90°C，迟滞为10°C。SETA使用78.7kΩ电阻设置+90°C阈值，SETB使用215kΩ电阻设置 - 25°C跳闸点和10°C迟滞。输出引脚可连接到开关以控制风扇或其他模拟电路。

（3）单通道操作

TMP390还支持单通道操作。例如，对于热跳闸点的单通道操作，可使用单个电阻设置跳闸点和迟滞；对于冷跳闸点的单通道操作同理。

五、电源与布局建议

1. 电源供应

TMP390的低供应电流和宽电源范围使其可以由多种电源供电。VDDIO必须小于或等于VDD + 0.3V。强烈建议在VDD和GND之间添加一个0.1µF的电容进行电源旁路。在嘈杂环境中，可在外部电源和VDD之间添加一个0.1µF电容和100Ω电阻组成的滤波器来限制电源噪声。

2. 布局设计

TMP390的布局相对简单。应将电源旁路电容尽可能靠近设备放置，并按推荐方式连接。RSETA和RSETB电阻也应尽量靠近设备，以避免额外的泄漏或寄生电容影响跳闸阈值和迟滞的实际电阻感测值。如果SETA和SETB电路可能出现湿气凝结导致额外泄漏电流，可考虑对电路添加 conformal coating。

六、总结

TMP390作为一款超小型、低功耗、双通道的温度开关，凭借其丰富的特性和广泛的应用场景，为电子工程师在温度监测与控制方面提供了一个优秀的解决方案。在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择电阻值来设置跳闸温度和迟滞，同时注意电源供应和布局设计，以确保设备的稳定运行。你在使用TMP390或类似温度开关时，遇到过哪些有趣的问题或挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。