Analog Devices Inc. TMP01ESZ 温控器-固态

产品概述

TMP01 是一款线性电压输出型温度传感器，集成了窗口比较器功能，允许用户通过编程激活两个集电极开路输出之一，当预设温度设定点电压被超过时触发。该器件本质上是一个经过温度补偿的高精度带隙电压参考源，其缓冲输出电压与绝对温度成正比（VPTAT），并经过精确校准，比例因子为 5 mV/K。内置的低漂移 2.5V 参考电压输出（VREF）可用于外部电阻分压以建立加热/冷却设定点，同时该参考电压的负载电流决定了温度迟滞带的宽度。TMP01 将传感器、控制电路和比较器集成在单一单片器件中，简化了恒温控制系统的实现。

核心特点/优势

• 高精度与线性度： 提供 5 mV/K 的线性比例因子，在 25°C 时精度可达 ±0.5°C (E级) 或 ±1.0°C (F级)，全温区 (-40°C 至 +85°C) 精度为 ±1°C (E级) 或 ±2°C (F级)。
• 集成窗口比较器： 内置两个可编程的集电极开路输出（OVER 和 UNDER），可直接用于温度阈值检测，无需外部比较器。
• 用户可编程迟滞： 通过连接 VREF 引脚的负载电阻，用户可轻松设置温度迟滞量，防止输出在设定点附近振荡。公式为 I_HYS = 5 μA/°C + 7 μA。
• 宽供电范围： 支持 4.5V 至 13.2V 的单电源供电，适应多种工业应用环境。
• 低漂移参考源： 内置 2.5V 参考电压，漂移率低至 -10 ppm/°C，可作为其他电路的高精度参考源。
• 多种封装选择： 提供 PDIP (N-8), SOIC (R-8) 和 TO-99 (H-08) 封装，满足不同安装和散热需求。

应用领域

• 加热和冷却系统的安全控制与恒温调节
• 工业过程温度监控
• 电池组温度保护
• 环境温湿度监控站
• 家用电器中的温度控制逻辑

选型指南/使用建议

1. 封装选择： 若需良好散热且电流驱动能力要求较高，建议选择 TO-99 金属罐封装（θ_JC 较低）；若需表面贴装，选择 SOIC 封装；若需通孔安装且成本敏感，选择 PDIP 封装。注意 SOIC 封装在满载输出时自热效应较明显，建议通过散热或降低输出电流来减小误差。

2. 设定点编程： 使用 VREF (2.5V) 通过电阻分压网络设置 SET HIGH 和 SET LOW 引脚电压。电阻值的选择需同时考虑设定点电压和所需的迟滞电流。计算公式：R1 = (2.5V - V_SET_HIGH) / I_VREF，R2 = (V_SET_HIGH - V_SET_LOW) / I_VREF，R3 = V_SET_LOW / I_VREF。其中 I_VREF = 5 μA/°C * 目标迟滞温度 + 7 μA。

3. 驱动负载： 集电极开路输出最大可吸收 20 mA 电流。若需驱动继电器、MOSFET 或 IGBT 等大电流负载，请确保负载电流不超过 20 mA，或使用外部晶体管进行驱动，以避免 TMP01 自热导致测量误差。

4. 热管理： 器件的热响应时间取决于封装热阻和热耦合情况。在塑料封装中，典型热时间常数约为 140 秒。为达到最终精度，建议预留足够的稳定时间（如 5 倍时间常数）。避免将编程电阻放置在远离 TMP01 的位置，以减少热梯度误差。

5. 电源去耦： 建议在芯片电源引脚附近放置 0.1 μF 电容进行去耦，以提高抗干扰能力。