LM82 远程二极管和本地数字温度传感器 带两线接口

一般说明

LM82是一个2线串行数字温度传感器感应电压和温度的接口一种使用Delta-Sigma模数转换器和数字过温探测器的远程二极管。LM82 ac准确地感知自身温度以及外部设备的温度，如奔腾II®处理器或二极管连接2N3904s。任何ASIC的温度只要芯片上有专用的二极体（半导体结），就可以使用LM82进行检测。使用SMBus接口主机可以访问LM82的寄存器任何时候。激活一个T_CRIT_输出发生在任何温度都高于可编程比较器极限，T\u CRIT。当温度高于相应的可编程温度比较器上限。主机可以编程，也可以读回T\u CRIT寄存器和2个T\u高寄存器。三态逻辑输入允许两个引脚（ADD0，ADD1）选择最多9个LM82的SMBus地址位置。传感器供电T廑u CRIT和all的默认阈值为127˚C。LM82是针对针和寄存器兼容使用LM84、Maxim MAX1617和模拟设备ADM1021。

特征

准确地感知远程IC的模具温度，或二极管结

车载局部温度传感

SMBus和I2C兼容接口，支持SMBus 1.1超时

两个中断输出：INT和T_CRIT_A

寄存器回读功能

7位加号温度数据格式，1˚C分辨率

2个地址选择管脚允许在单总线

主要规格

电源电压3.0V至3.6V

电源电流0.8mA（最大）

局部温度精度（包括量化误差）0˚C至+85˚C±3.0˚C（最高）远程二极管温度精度（包括量化错误）

+25摄氏度至+100摄氏度±3摄氏度（最高）

0˚C至+125˚C±4˚C（最高）

应用

系统热管理

台计算机

电子测试设备

办公电子设备

暖通空调

绝对最大额定值（注1）

电源电压−0.3 V至6.0 V

SMBData处的电压，SMBCLK、T_CRIT_A&INT引脚−0.5V至6V

其他针脚处的电压−0.3 V至（VCC+0.3伏）

D−输入电流±1 mA

所有其他引脚的输入电流（注2） 5毫安

组件输入电流（注2）20 mA

SMBData，T_CRIT_A，INT输出

吸收电流10毫安

储存温度−65˚C至+150˚C

焊接信息，铅温度

QSOP包（注3）

气相（60秒）215˚C

红外线（15秒）220˚C

静电放电敏感性（注4）

人体模型2000V

机器型号250V

运行额定值（注1、5）

规定温度范围TMIN至TMAX

LM82−40˚C至+125˚C

电源电压范围（VCC）+3.0V至+3.6V

温度-数字转换器特性

除非另有说明，否则这些规范适用于VCC=+3.0 Vdc至3.6 Vdc。粗体限制适用于TA=TJ=TMINTMAX；所有其他限值TA=TJ=+25˚C，除非另有说明。

逻辑电气特性

数字直流特性

除非另有说明，否则这些规范适用于VCC=+3.0至3.6 Vdc。粗体限制适用于TA=TJ=TMINTMAX；所有其他限值TA=TJ=+25˚C，除非另有说明。

逻辑电气特性（续）

SMBus数字交换特性

除非另有说明，否则这些规范适用于VCC=+3.0 Vdc到+3.6 Vdc，CL（负载电容）在输出线上=80爱国阵线。黑体限值适用于TA=TJ=TMIN至TMAX；所有其他限值TA=TJ=+25˚C，除非另有说明。LM82的开关特性完全满足或超过SMBus或I2的公开规范C总线。以下参数是与LM82相关的SMBCLK和SMBData信号之间的时序关系。他们不是十二C或SMBus总线规范。

逻辑电气特性（续）

注1：绝对最大额定值表示设备可能发生损坏的极限值。操作时，直流和交流电气规格不适用装置超出其额定工作条件。

注2：当任何引脚的输入电压（VI）超过电源（VI<GND或VI>VCC）时，该引脚的电流应限制在5 mA。20毫安最大封装输入电流额定值将可以安全超过输入电流为5毫安的电源的引脚数限制为4个。LM82引脚的寄生元件和/或ESD保护电路如下图所示。齐纳D3的标称击穿电压为6.5v。应注意不要使引脚D+、D-、ADD1和ADD0上的寄生二极管D1正向偏置。超过50毫伏可能会损坏温度或电压测量。

注3：有关焊接表面贴装设备的其他方法，请参见AN-450“表面安装方法及其对产品可靠性的影响”或当前国家半导体线性数据手册中标题为“表面安装”的章节。

注4：人体模型，100 pF通过1.5 kΩ电阻器放电。机器型号，200 pF直接放电到每个引脚。

注5:QSOP-16封装的热阻为130˚C/W，当连接到带有1盎司箔的FR-4印刷电路板时，与环境连接，如图3所示。

逻辑电气特性（续）

注6：典型值为TA=25°C，代表最有可能的参数标准。

注7：限值保证为国家AOQL（平均出厂质量水平）。

注8：当VCC从标称值3.3V变为3.6V时，温度误差变化小于±1.0˚C。

注9：静态电流将不会大幅增加与活跃的SMBU。

注10：本规范仅用于说明温度数据的更新频率。LM82可以在任何时候读取，而不考虑转换状态（并将生成最后的转换结果）。

注11：通电时设置的默认值。

注12：将SMBData和/或SMBCLK线保持在低位的时间间隔大于tTIMEOUT将导致LM82将SMBData和SMBCLK重置为空闲

SMBus通信的状态（SMBCLK和SMBData设置为高）。

1.0功能描述

LM82温度传感器采用带隙型使用本地或远程二极管和8位ADC（增量-西格玛模数转换器）。这个LM82与串行SMBus和I2兼容C双线接口。数字比较器将本地（LT）和远程（RT）温度读数与用户可编程设定点（LHS、RHS和TCS）进行比较。中INT输出的激活表示比较大于高寄存器。T\u CRIT设定点（TCS）与所有温度读数。激活T_CRIT_A输出表示任何或所有温度读数均超过Tu CRIT设定点。

1.1转换顺序

LM82可以转换自身温度和遥控器二极管温度按以下顺序排列：1.局部温度（LT）2.远程二极管（RT）这个循环序列大约需要480毫秒完成。

1.2 INT输出和T帴U上限

每个温度读数（LT和RT）与高设定点寄存器（LHS、RHS）。在温度结束时，通过数字比较确定该读数已超过设定值上限。如果温度读数大于设定值上限，则在状态寄存器中的一个，用来指示哪个温度读取，并激活INT输出。本地和远程温度二极管由A/D转换器按顺序采样。INT输出和状态寄存器标志在转换完成时更新，它发生在温度二极管后大约60毫秒是抽样的。当状态寄存器，包含设定位，则读取温度读数

1.0功能描述（续）

小于或等于相应的高设定值，如如图4所示。图5显示了一个简化的逻辑图用于INT输出和相关电路如图所示，转换值低于T逯u CRIT设定点6图7显示了T_CRIT_A和相关电路

可以通过设置INT mask位来禁用INT输出，配置寄存器的D7。INT可以编程为在INT反转位D1的状态下激活高电平或低电平，在配置寄存器中。“0”会将INT编程为低激活。INT是开路漏极输出。

1.3 T_CRIT_A输出和T_CRIT洕当任何温度读数为大于临界温度设定点寄存器（TCRIT）中预设的限值，如图6所示。状态可以读取寄存器以确定是哪个事件导致警报。状态寄存器中的一个位被设置为高位以指示哪一个温度读数超过了T\U CRIT设定值温度和引起的警报，见第2.3节。本地和远程温度二极管由A/D转换器按顺序采样。输出和状态寄存器标志在完成转换后更新。重置T_CRIT_A和状态寄存器标志只有在读取状态寄存器后，如果温度如图所示，转换值低于T逯u CRIT设定点6图7显示了T_CRIT_A和相关电路。

位于配置寄存器中的掩码位是各温度读数见第2.5节。当面具咬了设置时，其相应的状态标志将不会传播到输出，但仍将在状态寄存器中设置。配置寄存器位D5和D3，标记为“远程T_CRITu mask”必须设置为高，然后T_CRITu TTTTTu CRITA output才起作用是的。设置所有四个掩码位或编程TΒu CRITΒu CRITΒ127˚C将禁用TΒu CRITΒA输出。

1.4开机复位默认状态

LM82始终通电至以下已知默认状态：

1.命令寄存器设置为00h

2.当地温度设置为0˚C

3.远程温度设置为0˚C，直到LM82感应到D+和D-输入引脚之间存在二极管。

4.状态寄存器设置为00h。

5.配置寄存器设置为00h；INT enabled and all启用T_CRIT设定值以激活T_CRIT_A。

1.0功能描述（续）

6.本地和远程TΒu CRIT设为127˚C

1.5 SMBus接口

LM82作为SMBU上的从机操作，因此SMBCLK线是一个输入（LM82不生成时钟）而且SMBData线是双向的。据SMBus说规格，LM82有一个7位从机地址。位4（A3）从机地址在LM82内部硬连接到1。其余地址位由状态控制选择地址的引脚ADD1和ADD0，并由设置将这些引脚连接到接地（0），连接到VCC高（1）或左浮动（三电平）。因此，完整的从机地址为：

地址锁存期间选择LM82引脚的状态

SMBus上的第一个读或写操作。更改的状态在对SMBU上的任何设备进行第一次读取或写入后，地址选择管脚不会更改LM82。

1.6温度数据格式

可从本地和远程读取温度数据温度、T峎U CRIT和HIGH setpoint寄存器；以及写入T峎10 CRIT和HIGH setpoint寄存器。温度数据由一个8位2的补码字节表示LSB（最低有效位）等于1˚C：

1.7开漏输出

SMBData、INT和T_CRIT_A输出为漏极开路输出，没有内部上拉。“高级”遗嘱在从外部电源（通常是上拉电阻器）提供上拉电流之前，不得在这些引脚上观察到。电阻值的选择取决于许多系统因素但是，一般来说，上拉电阻应该和可能。这将使任何内部温度读数最小化LM82内部加热引起的错误。拉起的最大电阻，基于LM82规格提供2.1V高电平的电平输出电流为30kΩ。在嘈杂的系统中应小心谨慎，因为较高的踏板上拉将更有可能将噪音耦合到信号线。

1.8二极管故障检测

在每次外部转换之前，LM82都要经过外部二极管故障检测序列。如果D+输入否则，读数将对浮动温度C短路be+127˚C，状态寄存器中的开放位为设置。如果TΒu CRIT设定点设为低于+127˚C，则将设置状态寄存器中的D+输入RTCRIT位如果启用，它将激活T_CRIT_A输出。如果D+对GND或D-短路，其温度读数为0˚C它在状态寄存器中的开放位将不会被设置。

LM82中有13个数据寄存器，由命令寄存器。通电时，命令寄存器设置为“00”，读取本地温度寄存器的位置。命令寄存器锁定它所在的最后一个位置设置为。读取状态寄存器将重置T_CRIT_A和INT，只要温度比较没有信号故障（见第1.2和1.3节）。所有其他寄存器预先定义为只读或只读。读写寄存器同一个函数包含镜像数据。对LM82的写入将始终包括地址字节和命令字节。对任何寄存器的写入都需要一个数据字节。可以通过两种方式读取LM82：

1.如果锁定在命令寄存器中的位置是正确的（大多数情况下，命令寄存器将指向一个读取温度寄存器，因为这将是最频繁读取的数据从LM82），则读取可以简单地由地址字节，后跟检索数据字节。

2.如果需要设置命令寄存器，则一个ad地址字节、命令字节、repeat start和另一个ad地址字节将完成读取。数据字节首先具有最高有效位。在结束时读取时，LM82可以接受来自主机的确认或无应答（通常没有应答作为从设备的信号，主设备已读取其最后一个字节）。

1.10串行接口错误恢复

LM82 SMBus线路将重置为SMBus空闲状态如果SMBData或SMBCLK线保持低位40毫秒或更多（tTIMEOUT）。LM82可以或不可以重置串行接口逻辑，如果SMBData或SMBCLK之一线路在25毫秒到40毫秒之间保持低位。在LM82传输低位时，如果主机可能被重新设置，则超时将导致干净的恢复，从而防止可能发生总线锁定。当LM82看到启动条件时，其串行接口将重置为通信的开始，因此LM82接下来将看到一个地址字节。当LM82被重置时，此模拟实现恢复发射高信号。

2.3状态寄存器

（只读地址02h）：

加电默认为所有位“0”（零）。

D0:LCRIT：当设置为1时，表示局部临界温度警报。

D1:RCRIT：当设置为1时，表示远程二极管临界温度警报。

D2:D2OPEN：当设置为1时，表示远程二极管断开。

D4:D2RHIGH：设置为1时表示远程二极管高温警报。

D6:LHIGH：设置为1时表示本地高温警报。

D7、D5和D3：这些位总是设置为0，并保留以供将来使用。

2.4制造商ID和模具修订（步进）寄存器（读取地址FEh和FFh）制造商ID（FEh）的默认值01h。

2.5配置寄存器

（读取地址03h/写入地址09h）：

加电默认为所有位“0”（零）。

当掩码设置为1时，掩码为1:INT。

D5:T逯u CRIT mask，该位必须设置为1，然后T_CRIT逯u CRIT设定点降低到127以下，才能使T逯u CRIT逯a引脚正常工作。

D4：远程温度的T_CRIT掩码，当设置为1时，超过T_CRIT设定值的远程温度读数将不会激活T逯u CRIT逯A引脚。

D3:T逯u CRIT掩码，该位必须设置为1，然后T_CRIT逯u CRIT设定点降低到127以下，才能使T逯u CRIT逯a引脚正常工作。

D2:T\u CRIT mask for Local reading，当设为1时，超过T_CRIT设定点的局部温度读数将不会激活你的致命一击。

D1：INT激活状态反转。当INT Inversion设置为1时，INT输出的活动状态将为逻辑高。一个低的愿望然后选择逻辑低电平的活动状态。

D6和D0：这些位始终设置为0，并保留以供将来使用。写入1将在读取时返回0。

4.0应用提示

LM82可以很容易地以与其他方式相同的方式应用集成电路温度传感器及其遥控二极管传感能力也允许它以新的方式使用。它可以焊接到印刷电路板上，因为最佳热导率路径是在模具和引脚，其温度将有效地是印刷电路板的土地和痕迹焊接到LM82的引脚。这个假设环境空气温度与印刷电路板的表面温度相同；如果空气温度远高于或低于表面温度，则LM82的实际温度模具将处于表面温度和空气温度之间的中间温度。同样，主要的热传导路径是通过引线的，因此电路板温度对模具温度的影响更大比气温强。

要测量LM82模具外部的温度，请使用远程二极管。这种二极管可以安装在tar  get IC的芯片上，可以独立于LM82的温度来测量IC的温度。LM82已经过优化，可以测量奔腾II的遥控二极管处理器如图9所示。分立二极管也可以用来感应外部物体或周围环境的温度空气。请记住，分立二极管的温度会受到其引线温度的影响，并且通常由其主导

大多数硅二极管不适合这种应用。建议2N3904晶体管底座发射极结与集电极连接在一起使用。连接2N3904的二极管与奔腾微处理器上用于温度测量的结近似。因此，LM82可以感应到温度二极管有效。

3.1二极管非理想性的精度影响

因素

现代远程温度传感器所使用的技术测量两种不同操作条件下VBE的变化二极管的点。对于N:1的偏压电流比，其差值如下：

η是二极管过程的非理想因素制造日期：

q是电子电荷，

k是玻尔兹曼常数，

N是流动比率，

T是绝对温度，单位为˚K。

然后，温度传感器测量∆VBE并转换数字数据。在这个方程中，k和q是定义良好的通用常数，N是由tem温度传感器控制的参数。唯一的另一个参数是η，它取决于用于测量的二极管。因为∆VBE与η和T成正比，η的变化与温度的变化无法区分。因为非理想因子不受温度控制传感器，它会直接增加传感器的误差。为奔腾II英特尔指定了部件η的±1%变化分开。例如，假设温度传感器室温为25℃时，精度规格为±3˚C°C，用于制造二极管的工艺有非理想偏差±1%。结果的准确性室温下的温度传感器应为：TACC=±3˚C+（298˚K的±1%）=±6˚C。温度测量中的附加误差如果每个温度传感器用与之配对的遥控二极管进行校准。

3.2最小化噪声的PCB布局

在嘈杂的环境中，例如处理器主板，布局考虑非常关键。噪声感应开启在远程温度二极管传感器和LM82之间运行的轨迹可能会导致温度转换错误。应遵循以下准则：

1.将0.1μF电源旁路电容器放近尽可能使用VCCpin和推荐的2.2 nF电容器尽可能靠近D+和D-引脚。确保2.2nF电容器的迹线匹配。

2.推荐的2.2nF二极管旁路电容器实际范围为200pF至3.3nF。平均温度精度不会降低。增大电容会降低转角频率，其中差分噪声误差影响温度读数从而产生更稳定的读数。相反，降低电容会增加相对频率，其中差分噪声误差会影响温度读数因此产生的读数不太稳定。

3.理想情况下，LM82应放置在处理器二极管引脚的轨迹也一样平直，尽可能短而相同。1Ω的跟踪电阻可能导致高达1˚C的误差。

4.二极管轨迹应被接地保护环包围可能的话，在上面和下面。这个GND防护罩不应位于D+和D-线之间。在如果噪声确实耦合到二极管线路上如果它是耦合共模，则是理想的。那是同样的D+和D-线（见图10）

5.避免在靠近电源的地方布线二极管开关电源或滤波电感。

4.0应用提示（续）

6.避免运行接近或平行于高的二极管轨迹高速数字和公交线路。应保留二极管痕迹至少2厘米。除了高速数字跟踪。

7.如果需要跨越高速数字记录道，则二极管轨迹和高速数字轨迹应该以90度角交叉。

8.连接LM82的GND引脚的理想位置是尽可能靠近相关的处理器GND用感应二极管。

9.应保持D+和GND之间的泄漏电流至少。一毫安的泄漏会导致二极管温度读数误差高达1˚C。保持印刷电路板尽可能干净，将使泄漏电流降到最低。

噪声耦合到大于300mVp-p的数字线路中（典型滞后），超调大于500mV以上VCC，以及低于GND 500毫伏的欠冲，可能会阻止SMBus与LM82的成功通信。SM 总线无应答是最常见的症状，导致公共汽车上不必要的交通。尽管如此，SMBus的最大通信频率相当低（100kHzmax）仍然需要注意确保在总线上有多个部件且较长的系统内有正确的终端印刷电路板痕迹。具有3db的R/C低通滤波器转角频率约为40MHzLM82的SMBCLK输入。可以增加附加阻力与SMBData和SMBCLK行串联以进一步帮助过滤噪音和铃声。减少噪音耦合保持数字跟踪远离开关电源区域以及确保包含高速数据的数字线路通信以直角交叉到SMBData和SMBCLK线。

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