集成温度控制器LM88工作原理介绍及其应用

LM88是美国国家半导体公司(NSC)推出的集成化、低成本的双远程温度控制器。它内部含有远程温度传感器选择器、∑-△式A／D转换器、门限温度设定器、数字比较器、控制信号电路和输出电路。另外还有三个漏极开路的数字信号输出端。以用作温度控制。该器件是利用外接的小功率晶体三极管的发射结来作为远程温度传感器，当所测温度越过预先设定的门限温度值时，其数字信号输出端将输出相应的逻辑电平，然后经驱动电路来实现对温度的控制。LM88具有温度滞后特性，其滞后量由生产厂商在出厂前设定，用以避免执行机构在控温点附近频繁动作。该集成温度控制器采用+2.8～+3.8 V电源供电时，电源电流为1.5 mA，因此具有低电源、微功耗的特点，可广泛应用于家用电器、办公设备、数据采集系统、电池供电系统、工业过程控制、降温风扇控制、电器设备的过热保护等领域。

1 引脚功能及内部结构

LM88采用MSOP-8的封装形式，其引脚排列如图1所示，各引脚功能如表1所列。





LM88的内部结构框图如图2所示，其内部主要包括：远程温度传感器选择器、∑-△式A／D转换器、T-SP₀门限温度设定器、T-SP₁门限温度设定器、T-CRIT门限温度设定器、数字比较器、控制信号电路和漏极开路输出电路等。

2工作原理

LM88内部的远程温度传感器首先将感知的温度转换成电压信号，然后经远程温度传感器选择器分时送人∑-△式A／D转换器，并将转换后的输出分别送入数字比较器A₁、A₂、A₃，之后再与三个门限温度设定器输出的与门限温度相对应的数字量进行比较，最后将比较的结果以相应的逻辑电平形式输出。比较器在出厂前可以设置为大于比较或小于比较，当设置为大于比较时。若温度传感器D₀检测的温度超过T-SP₀门限温度设定器所设定的温度时，A₁输出高电平，驱动输出电路导通，O-SP0输出低电平。同理，若温度传感器D₁检测的温度超过T-SP1门限温度设定器所设定的温度时，则O-SP1输出低电平。而当D₀或D₁检测的温度超过T-CRIT门限温度设定器所设定的温度时，A₃输出高电平，驱动输出电路导通，O-CRIT输出低电平。其工作时序波形如图3所示。设置为小于比较时的原理与之相似。LM88的所有比较器均具有迟滞特性，滞回温度设置为1℃。T-CRIT门限温度设定器在-40℃～+125℃的范围内，其门限间隔设置为1℃，T-SP₀和T-SP₁的门限间隔设置为4℃。



3应用设计

由集成温度控制器LM88构成的温度控制电路如图4所示。设计中可将远程温度传感器VT₀、VT₁接成PN结来使用，并将其放在远程被控装置的适当位置上，如电脑的CPU芯片、功率放大器的散热片、电池、液晶显示器等，用以检测它们的表面温度。当VT₀检测的温度超过设定门限值T-SP₀时，LM88的数字信号输出端O-SP0每输出低电平，使得P沟道功率场效应管NDS356P导通，从而开启降温风扇给被控装置降温。同理，当VT1检测的温度超过门限设定值T-SP1时，LM88的数字信号输出端O-SP1将输出低电平，另一降温风扇被开启。当异常情况使得被控装置的温度过高时，即被控装置的表面温度超过门限设定值T-CRIT时，LM88的数字信号输出端O-CRIT将输出低电平，通过电源关断电路来迅速关闭电源，从而使被控装置得到保护。为了减小输入通道的噪声干扰，通常在D₀₊、D₁₊与D_-之间并联2.2 nF的电容器。图中VT₀、VT₁为NPN小功率管2N3904，R₁～R₃为10 kΩ上拉电阻，C为0.1 μF电源退耦电容。

4结束语

设计中利用集成温度控制器LM88的双远程温度传感器，实现了对两路远程装置的温度监控。而且利用了出厂前已经设定好的比较方式及门限温度设定值，设计了这种简单使用的温度控制电路。故此，集成温度控制器LM88将以其简单实用、低功耗等优良的性能和低廉的价格，在温度监控方面得到更广泛的应用。