저전력 산업용 온도 센서 칩의 기능 분해

  ^{2025년 9월 1일 — 고정밀 온도 모니터링에 대한 수요가 증가함에 따라, 디지털 온도 센서 TMP117AIDRVR은 뛰어난 측정 정확도와 초저전력 소비로 인해 의료 기기, 산업 자동화 및 소비자 전자 제품에 이상적인 솔루션으로 부상하고 있습니다. Mouser Electronics에서 제공하는 기술 데이터시트(데이터시트 번호 SBOS901)에 따르면, 이 칩은 첨단 CMOS 집적 회로 기술을 활용하며, -55°C ~ +150°C의 넓은 온도 측정 범위를 지원하고, ±0.1°C( -20°C ~ +50°C)의 높은 정확도를 달성하여 다양한 고정밀 온도 모니터링 애플리케이션에 신뢰할 수 있는 감지 지원을 제공합니다.}

^{TMP117AIDRVR은 6핀 WSON 패키지로 제공되며, 크기는 1.5mm × 1.5mm, 높이는 0.5mm에 불과합니다. Mouser Electronics 데이터시트에 따르면, 이 칩은 16비트 고정밀 Σ-Δ ADC 컨버터를 통합하여 0.0078°C의 온도 분해능을 달성합니다. 8개의 구성 레지스터에 대한 사용자 설정을 저장하기 위한 비휘발성 메모리(EEPROM)가 내장되어 있습니다. 1.8V ~ 5.5V의 작동 전압 범위를 지원하며, 다양한 전원 공급 시스템과 호환됩니다. 디지털 인터페이스는 최대 데이터 전송 속도 400kHz의 I2C 프로토콜을 지원합니다.}

^{1. TMP117AIDRVR은 소형 6핀 WSON 패키지로 제공되며, 각 핀은 특정 기능을 위해 정밀하고 실용적으로 설계되었습니다. VDD 핀은 양의 전원 공급 입력으로, 1.8V ~ 5.5V의 넓은 작동 전압 범위를 지원하며, 안정적인 작동을 위해 외부 0.1μF 세라믹 디커플링 커패시터가 필요합니다. GND 핀은 접지 연결로, 측정 안정성을 보장하기 위해 PCB 접지면에 완전히 연결해야 합니다.}

^{2. 동일한 버스에서 최대 3개의 칩을 연결하여 다중 지점 모니터링 요구 사항을 충족할 수 있습니다. INT 핀은 인터럽트 출력으로, 새로운 측정 데이터가 사용 가능하거나 온도가 사전 설정된 임계값을 초과하면 낮게 활성화되어 호스트 컨트롤러에 즉각적인 이상 피드백을 제공합니다. 전체 핀 설계는 안정성, 유연성 및 실용성의 균형을 이루어 다양한 전자 시스템에서 온도 모니터링 시나리오에 적응합니다.}

^{TMP117은 열 관리 및 열 보호 애플리케이션을 위해 설계된 디지털 출력 온도 센서입니다. TMP117은 2선, SMBus 및 I2C 인터페이스와 호환됩니다. 이 장치는 -55°C ~ 150°C의 주변 공기 작동 온도 범위에서 지정됩니다.}

• ^{PCB 레이아웃 및 열 관리: 최고의 측정 정확도를 달성하려면 PCB 레이아웃 및 열 설계가 중요합니다. TMP117AIDRVR은 열 발생 부품(예: CPU, 전력 인덕터 및 전력 관리 IC)에서 멀리 떨어져 있고, 대상 온도 측정 지점에 최대한 가깝게 배치해야 합니다. 적절한 구리 붓기 및 열 비아 추가는 자체 발열 또는 환경 열 구배로 인한 오류를 최소화하는 데 도움이 됩니다.}
• ^{전원 공급 장치 디커플링: 안정적인 전원 공급 장치를 보장하고 노이즈 간섭을 억제하기 위해 0.1μF 세라믹 디커플링 커패시터를 칩의 V+ 및 GND 핀 근처에 배치해야 합니다.}
• ^{I2C 버스: 안정적인 통신을 보장하기 위해 SDA 및 SCL 라인에 로직 공급 전압에 대한 풀업 저항(예: 4.7kΩ)이 일반적으로 필요합니다.}

<sup>1. 센서는 여러 작동 모드를 지원합니다:
2. 고정밀 측정 모드: 25°C에서 ±0.1°C 정확도, 전체 범위(-40°C ~ 125°C)에서 ±0.5°C
3. 프로그래밍 가능한 해상도 모드: 정밀도/속도 균형을 위해 12비트에서 16비트 ADC 전환 가능
4. 저전력 모드: 배터리 장치의 경우 7.5μA 활성 전류, 0.1μA 셧다운 전류
5. 알람 모드: 구성 가능한 고/저 온도 임계값, INT 핀 트리거 알림
6. 다중 장치 모드: 버스 확장을 위한 3개의 프로그래밍 가능한 I²C 주소(0x48/0x49/0x4A)</sup>

<sup>1. TMP117AIDRVR은 여러 장치 기능 모드를 지원합니다:
2. 고정밀 온도 감지 모드: 25°C에서 ±0.1°C 정밀도, -40°C~125°C 범위에서 ±0.5°C, 안정적인 데이터를 위한 16비트 ADC
3. 프로그래밍 가능한 측정 속도 모드: 0.125Hz~8Hz 조정 가능한 속도, 응답 속도와 전력 소비의 균형
4. 초저전력 모드: 7.5μA 활성 전류, 0.1μA 셧다운 전류, 배터리 전원 장치에 적합</sup>

<sup>5. 임계값 알람 모드: 구성 가능한 고/저 온도 임계값, 초과 시 INT 핀 출력 알림 신호
6. 다중 센서 버스 모드: 3개의 프로그래밍 가능한 I²C 주소(0x48/0x49/0x4A), 다중 장치 병렬 모니터링 활성화</sup>

^{설계 요구 사항}

^{TMP117은 슬레이브 장치로만 작동하며 I2C 호환 직렬 인터페이스를 통해 호스트와 통신합니다. SCL은 입력 핀이고, SDA는 양방향 핀이며, ALERT는 출력입니다. TMP117은 SDA 및 ALERT 핀에 풀업 저항이 필요합니다. 풀업 저항의 권장 값은 5 kΩ입니다. 일부 응용 분야에서는 풀업 저항이 5 kΩ보다 낮거나 높을 수 있습니다. V+와 GND 사이에 0.1-μF 바이패스 커패시터를 연결하는 것이 좋습니다. 시스템 마이크로프로세서 SCL 핀이 오픈 드레인인 경우 SCL 풀업 저항이 필요합니다. 응용 분야의 작동 범위와 일치하는 온도 등급의 세라믹 커패시터 유형을 사용하고, TMP117의 V+ 핀에 최대한 가깝게 커패시터를 배치합니다. ADD0 핀은 4개의 가능한 고유한 슬레이브 ID 주소의 주소 선택을 위해 GND, V+, SDA 및 SCL에 직접 연결할 수 있습니다. 표 7-1은 주소 지정 체계를 설명합니다. ALERT 출력 핀은 레지스터 02h 및 03h에서 프로그래밍 가능한 값을 초과할 때 발생하는 이벤트를 트리거하는 마이크로컨트롤러 인터럽트에 연결할 수 있습니다. ALERT 핀은 사용하지 않을 때는 플로팅 상태로 두거나 접지에 연결할 수 있습니다.}

^{일반적인 응용 회로에 대한 주요 고려 사항:}

^{1. 각 PVDD 핀에는 10μF 세라믹 디커플링 커패시터가 필요합니다.}

^{2. 부트스트랩 커패시터: 권장 100nF/50V X7R 유전체}

^{3. OC_ADJ 핀의 외부 저항으로 설정된 과전류 임계값}

^{4. 열 패드는 PCB와 잘 접촉해야 하며, 열 비아 어레이를 사용하는 것이 좋습니다.}

^{5. 신호 접지와 전원 접점은 스타 토폴로지로 연결됩니다.}

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