Funktionale Aufschlüsselung des industrietauglichen Temperatur-Sensor-Chips mit geringer Leistungsaufnahme

  ^{1. September 2025 — Angetrieben durch die wachsende Nachfrage nach hochpräziser Temperaturüberwachung entwickelt sich der digitale Temperatursensor TMP117AIDRVR dank seiner außergewöhnlichen Messgenauigkeit und seines extrem niedrigen Stromverbrauchs zu einer idealen Lösung für medizinische Geräte, industrielle Automatisierung und Unterhaltungselektronik. Laut dem technischen Datenblatt (Datenblattnummer SBOS901) von Mouser Electronics verwendet der Chip fortschrittliche CMOS-Integrierte-Schaltungstechnologie, unterstützt einen weiten Temperaturmessbereich von -55°C bis +150°C und erreicht eine hohe Genauigkeit von ±0,1°C (von -20°C bis +50°C) und bietet zuverlässige Sensorunterstützung für verschiedene hochpräzise Temperaturüberwachungsanwendungen.}

^{Der TMP117AIDRVR wird in einem 6-Pin-WSON-Gehäuse geliefert, das nur 1,5 mm × 1,5 mm misst und eine Höhe von 0,5 mm aufweist. Laut dem Datenblatt von Mouser Electronics integriert der Chip einen hochpräzisen 16-Bit-Σ-Δ-ADC-Wandler, der eine Temperaturauflösung von 0,0078°C erreicht. Er verfügt über einen integrierten nichtflüchtigen Speicher (EEPROM) zur Speicherung von Benutzereinstellungen für acht Konfigurationsregister. Mit einem Betriebsspannungsbereich von 1,8 V bis 5,5 V ist er mit verschiedenen Stromversorgungssystemen kompatibel. Die digitale Schnittstelle unterstützt das I2C-Protokoll mit einer maximalen Datenübertragungsrate von 400 kHz.}

^{1. Der TMP117AIDRVR wird in einem kompakten 6-Pin-WSON-Gehäuse geliefert, wobei jeder Pin präzise und praktisch für bestimmte Funktionen ausgelegt ist. Der VDD-Pin dient als positiver Stromversorgungseingang, unterstützt einen weiten Betriebsspannungsbereich von 1,8 V bis 5,5 V und benötigt einen externen keramischen Entkopplungskondensator von 0,1 μF für einen stabilen Betrieb. Der GND-Pin ist der Masseanschluss, der gründlich mit der Leiterplatten-Masseebene verbunden werden sollte, um die Messstabilität zu gewährleisten.}

^{2. Unterstützt den Anschluss von bis zu 3 Chips am selben Bus, um Anforderungen an die Mehrpunktüberwachung zu erfüllen; der INT-Pin dient als Interrupt-Ausgang, der niedrig ist, wenn neue Messdaten verfügbar sind oder die Temperatur voreingestellte Schwellenwerte überschreitet, und liefert sofortiges Feedback zu Anomalien an die Host-Steuerung. Das gesamte Pin-Design gleicht Stabilität, Flexibilität und Praktikabilität aus und passt sich Temperaturüberwachungsszenarien in verschiedenen elektronischen Systemen an.}

^{Der TMP117 ist ein digitaler Temperaturfühler, der für Anwendungen im Bereich Wärmemanagement und Wärmeschutz entwickelt wurde. Der TMP117 ist zweiadrig, SMBus- und I2C-kompatibel. Das Gerät ist für einen Umgebungstemperaturbereich von –55 °C bis 150 °C spezifiziert.}

• ^{Leiterplattenlayout und Wärmemanagement: Um die höchste Messgenauigkeit zu erzielen, sind das Leiterplattenlayout und das thermische Design entscheidend. Der TMP117AIDRVR sollte von wärmeerzeugenden Komponenten (wie CPUs, Leistungsinduktivitäten und Stromversorgungs-ICs) entfernt und so nah wie möglich am Zieltemperaturmesspunkt platziert werden. Richtige Kupferausguss und die Hinzufügung von thermischen Vias helfen, Fehler zu minimieren, die durch Selbsterwärmung oder thermische Gradienten in der Umgebung verursacht werden.}
• ^{Entkopplung der Stromversorgung: Ein keramischer Entkopplungskondensator von 0,1 μF sollte in der Nähe der V+- und GND-Pins des Chips platziert werden, um eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten und Störungen zu unterdrücken.}
• ^{I2C-Bus: Pull-up-Widerstände (z. B. 4,7 kΩ) werden typischerweise an den SDA- und SCL-Leitungen zur Logikversorgungsspannung benötigt, um eine zuverlässige Kommunikation zu gewährleisten.}

<sup>1. Der Sensor unterstützt mehrere Betriebsmodi:
2. Hochpräzisionsmessmodus: ±0,1℃ Genauigkeit bei 25℃, ±0,5℃ voller Bereich (-40℃ bis 125℃)
3. Programmierbarer Auflösungsmodus: Umschaltbarer 12-Bit- bis 16-Bit-ADC für Präzision/Geschwindigkeitsausgleich
4. Energiesparmodus: 7,5 μA aktiver Strom, 0,1 μA Abschaltstrom für Batteriegeräte
5. Alarmmodus: Konfigurierbare Hoch-/Niedrigtemperaturschwellen, INT-Pin löst Alarm aus
6. Multi-Device-Modus: 3 programmierbare I²C-Adressen (0x48/0x49/0x4A) für die Buserweiterung</sup>

<sup>1. Der TMP117AIDRVR unterstützt mehrere Gerätefunktionsmodi:
2. Hochgenauer Temperaturmessmodus: ±0,1℃ Präzision bei 25℃, ±0,5℃ über den Bereich von -40℃~125℃, 16-Bit-ADC für stabile Daten
3. Programmierbarer Messratenmodus: 0,125 Hz~8 Hz einstellbare Rate, Ausgleich von Reaktionsgeschwindigkeit und Stromverbrauch
4. Ultra-Low-Power-Modus: 7,5 μA aktiver Strom, 0,1 μA Abschaltstrom, 适配 batteriebetriebene Geräte</sup>

<sup>5. Schwellenwert-Alarmmodus: Konfigurierbare Hoch-/Niedrigtemperaturschwellen, INT-Pin gibt Alarmsignal aus, wenn überschritten
6. Multi-Sensor-Bus-Modus: 3 programmierbare I²C-Adressen (0x48/0x49/0x4A), Ermöglichen der parallelen Überwachung mehrerer Geräte</sup>

^{Designanforderungen}

^{Der TMP117 arbeitet nur als Slave-Gerät und kommuniziert über die I2C-kompatible serielle Schnittstelle mit dem Host. SCL ist der Eingangspin, SDA ist ein bidirektionaler Pin und ALERT ist der Ausgang. Der TMP117 benötigt einen Pull-up-Widerstand an den SDA- und ALERT-Pins. Der empfohlene Wert für die Pull-up-Widerstände beträgt 5 kΩ. In einigen Anwendungen kann der Pull-up-Widerstand niedriger oder höher als 5 kΩ sein. Es wird empfohlen, einen 0,1-µF-Bypass-Kondensator zwischen V+ und GND anzuschließen. Ein SCL-Pull-up-Widerstand ist erforderlich, wenn der SCL-Pin des Systemmikroprozessors Open-Drain ist. Verwenden Sie einen Keramikkondensatortyp mit einer Temperaturklassifizierung, die dem Betriebsbereich der Anwendung entspricht, und platzieren Sie den Kondensator so nah wie möglich am V+-Pin des TMP117. Der ADD0-Pin kann für die Adressauswahl von vier möglichen eindeutigen Slave-ID-Adressen direkt mit GND, V+, SDA und SCL verbunden werden. Tabelle 7-1 erläutert das Adressierungsschema. Der ALERT-Ausgangspin kann mit einem Mikrocontroller-Interrupt verbunden werden, der ein Ereignis auslöst, das auftritt, wenn der Temperaturgrenzwert den programmierbaren Wert in den Registern 02h und 03h überschreitet. Der ALERT-Pin kann unbeschaltet gelassen oder mit Masse verbunden werden, wenn er nicht verwendet wird.}

^{Wichtige Überlegungen für typische Anwendungsschaltungen:}

^{1. Jeder PVDD-Pin benötigt einen keramischen Entkopplungskondensator von 10 μF}

^{2. Bootstrap-Kondensatoren: Empfohlen 100 nF/50 V X7R-Dielektrikum}

^{3. Überstromschwellenwert durch externen Widerstand am OC_ADJ-Pin eingestellt}

^{4. Thermisches Pad muss guten Kontakt mit der Leiterplatte haben, es wird empfohlen, ein thermisches Via-Array zu verwenden}

^{5. Signalmasse und Leistungsmasse in Stern-Topologie verbunden}

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