探索TMP708：电阻可编程温度开关的卓越性能

在电子设备的设计中，温度监测与控制是至关重要的环节，关乎设备的稳定性、性能和寿命。今天，我们将深入了解德州仪器（TI）推出的一款优秀产品——TMP708电阻可编程温度开关，探讨它的特性、应用以及设计要点。

文件下载：tmp708.pdf

TMP708产品特性

高精度温度阈值

TMP708具有出色的温度阈值精度，典型值为±0.5°C，在60°C至100°C的范围内，最大误差也仅为±3°C。这一高精度特性使得它在对温度要求严格的应用场景中表现卓越，能够为设备提供精准的温度监控。

便捷的电阻编程

其温度阈值可通过一个1%精度的外部电阻进行设置，这种简单的编程方式大大降低了设计的复杂度。工程师只需根据所需的温度阈值，选择合适的电阻值连接到SET引脚和GND引脚，即可轻松实现温度阈值的设定。

低静态电流

TMP708的静态电流典型值为40μA，这意味着它在工作过程中消耗的电能非常少，有助于降低设备的功耗，延长电池续航时间，适用于对功耗要求较高的应用。

灵活的滞回选择

该器件提供了引脚可选的10°C或30°C滞回功能。滞回功能的作用是防止当温度接近阈值时，输出信号出现振荡。通过将HYST引脚连接到VCC或GND，工程师可以根据具体应用需求选择合适的滞回值。

宽电源电压范围

TMP708的电源电压范围为2.7V至5.5V，这使得它能够适应多种电源环境，增加了其在不同应用场景中的通用性。

小巧的封装形式

采用5引脚SOT - 23封装，体积小巧，占用电路板空间少，便于在紧凑的设计中使用。

应用领域广泛

TMP708的优秀特性使其在多个领域都有广泛的应用：

• 计算机领域：可用于笔记本电脑和台式机的温度监测，确保CPU等关键组件在安全的温度范围内工作，提高系统的稳定性和可靠性。
• 服务器：在服务器中，TMP708能够实时监测设备的温度，及时发现过热问题，避免因高温导致的硬件损坏和数据丢失。
• 工业和医疗设备：工业设备通常需要在恶劣的环境下工作，温度变化较大，TMP708可以准确监测设备温度，保障设备的正常运行。在医疗设备中，对温度的精确控制关乎患者的安全和治疗效果，TMP708的高精度特性正好满足了这一需求。
• 存储区域网络：在存储设备中，温度过高可能会影响数据的存储和读取，TMP708可以有效监测并控制温度，保护数据的安全。
• 汽车领域：在汽车电子系统中，TMP708可用于发动机舱、电池管理系统等部位的温度监测，确保汽车的安全和性能。

设计要点分析

引脚配置与功能

TMP708的引脚配置非常简单明了，每个引脚都有其特定的功能：	引脚名	引脚编号	类型	描述
GND	2	模拟电源	设备接地
HYST	4	数字输入	滞回选择。当HYST = VCC时，滞回为10°C；当HYST = GND时，滞回为30°C
OT	3	数字输出	开漏、低电平有效输出
SET	1	模拟输入	温度设定点，需在SET和GND之间连接一个外部1%电阻
VCC	5	模拟电源	电源电压（2.7V至5.5V）

规格参数

绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值对于确保设备的安全至关重要。TMP708的电源电压范围为 - 0.3V至6V，输入和输出引脚的电压范围也有相应的限制，输入电流和输出电流最大为20mA，工作温度范围为 - 40°C至125°C，存储温度范围为 - 65°C至150°C。在设计过程中，必须确保各项参数不超过这些额定值，否则可能会导致设备永久性损坏。

ESD额定值

TMP708具有较好的静电放电（ESD）防护能力，人体模型（HBM）的ESD额定值为±4000V，带电设备模型（CDM）为±1000V，机器模型（MM）为±200V。但在实际使用中，仍需采取适当的ESD防护措施，以避免ESD对设备造成损害。

推荐工作条件

为了保证TMP708的正常工作，建议在电源电压为2.7V至5.5V，工作温度为0°C至125°C的条件下使用。

热信息

从热信息中可以得知，TMP708的结到环境的热阻（RaJA）为217.9°C/W，结到外壳（顶部）的热阻（RaJC(top)）为86.3°C/W等。这些参数对于评估设备的散热性能和设计散热方案非常重要。

电气特性

TMP708的电气特性包括电源电流、温度误差、数字输入和输出的电压、电流等参数。例如，在VCC = 5V和VCC = 2.7V时，电源电流的典型值均为40μA，最大值为55μA；在60°C至100°C的温度范围内，温度误差的典型值为±0.5°C，最大值为±3°C。

详细工作原理

TMP708内部集成了两个与温度相关的电压基准和一个比较器。其中一个电压基准具有正温度系数（tempco），另一个具有负温度系数。当两个电压基准相等时，对应的温度即为温度触发点。 当正温度系数基准的电压超过负温度系数基准的电压时，比较器的输出从逻辑0变为逻辑1，从而驱动NFET开漏器件，使OT引脚的电压从逻辑1变为逻辑0，即输出触发。同时，比较器的逻辑1输出会使滞回控制模块增加正温度系数基准的电压，增加的幅度由HYST引脚的逻辑设置决定（HYST引脚为逻辑1时增加10°C，为逻辑0时增加30°C）。这样可以防止设备在温度接近阈值时频繁触发和关闭。当本地温度降低，正温度系数基准的电压小于负温度系数基准的电压时，比较器的输出从逻辑1变为逻辑0，OT引脚的电压从逻辑0变为逻辑1，设备解除触发。

应用设计实例

以一个60°C触发点、10°C滞回的过温保护设计为例，详细介绍设计步骤：

设计要求

使用2.7V至5.5V的电源，设置60°C的触发点和10°C的滞回。

详细设计步骤

• 滞回设置：将HYST引脚连接到VCC，以实现10°C的滞回。
• 温度阈值电阻计算：根据公式 (R{SET }(k Omega)=0.0012 T^{2}-0.9308 T + 96.147)（其中T为温度阈值，单位为°C），计算出60°C温度阈值下的理想 (R{SET}) 电阻值为44.619kΩ。实际应用中，选择最接近的标准电阻值44.2kΩ。
• 上拉电阻选择：从OT引脚到VCC引脚使用一个10kΩ的上拉电阻。为了最小化功耗，也可以使用更大阻值的上拉电阻，但不能超过470kΩ。
• 旁路电容放置：在TMP708设备附近放置一个0.1μF的旁路电容，以减少电源噪声的影响。

电源和布局建议

电源建议

由于TMP708的电源引脚对噪声比较敏感，任何显著的噪声都可能导致触发点误差。因此，建议使用一个150Ω的电阻和一个0.1μF的电容对设备供电进行低通滤波，以最小化噪声的影响。

布局建议

TMP708的布局非常简单。在设计电路板时，应尽量将旁路电容靠近VCC引脚放置，以提高滤波效果。同时，要确保良好的接地，减少干扰。为了维持准确的温度监测，需要保证TMP708封装与被监测设备之间有良好的热接触，并且尽量降低输出电流，以减少自热效应的影响。

总结

TMP708电阻可编程温度开关凭借其高精度、低功耗、灵活性强等优点，成为了众多电子设备温度监测与控制的理想选择。在实际设计中，工程师们需要根据具体的应用需求，合理配置引脚、选择合适的外部元件，并注意电源和布局设计，以充分发挥TMP708的性能，确保设备的稳定运行。你在使用TMP708或其他温度监测器件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。