測量并校準產品的溫度失調

摘要：本應用筆記介紹了在測量芯片外部溫度的情況下，優化MAX1358/MAX1359/MAX1360數據采集系統溫度讀數精度的解決方案。

引言

MAX1358/MAX1359/MAX1360數據采集系統內置二極管結溫度傳感器，利用二極管的I-V特性測量溫度，為了提高測量精度，Maxim器件將校準系數存儲在數據采集系統內部，修正讀數誤差，以獲得最高精度。

溫度讀數對應于二極管的實際結溫，對于連續監測溫度變化的系統，可以直接使用溫度讀數。對于需要獲得封裝外部溫度的應用，需要對讀數進行調整才能得到更準確的數值。

本應用筆記介紹了對特定產品溫度偏差的測量以及利用偏差值進行校準的方法。關于器件內部存儲的校準系數的使用，請參考應用筆記4296：Measuring Temperature with the MAX1358 Data Acquisition System。

溫度測量模型

MAX1358/MAX1359/MAX1360的內部溫度檢測器可以測量內部二極管結的溫度，也可以測量外部溫度傳感器的溫度，存儲在芯片內部的兩個常數(m、b)用于修正內部二極管結溫的變化以及其它電路偏離理想狀態時所產生的誤差。上面提到的應用筆記4296介紹了測量、計算、消除誤差的步驟，可以修正不同器件、不同溫度下的測量誤差。這種四電流測量方法適用于芯片內部和外部二極管結溫傳感器的檢測。


圖1. 利用二極管結測量溫度

MAX1358/MAX1359/MAX1360測量的是內部結溫(圖1)，圖2給出了一個常見的與結溫TJ相關的模型，圖中TA為環境溫度、TC為管殼溫度。


圖2. 結溫和環境溫度模型

該模型中，將溫度特性轉換成等效電路。(注：芯片在工廠校準時，工廠可以將芯片置于恒溫油槽，將TA和TC強制在相同溫度對芯片進行校準。)


圖3. 產品的溫度模型

一旦芯片安裝在電路板上(圖3)，MAX1358/MAX1359/MAX1360的TJ將取決于以下因素：

• PCB溫度
• PCB周圍的環境溫度
• EP與PCB之間的導熱性
• MAX1358/MAX1359/MAX1360的功耗
• PCB的耗散功率
• 產品工作的環境溫度
• 封裝與周圍環境的隔熱層

上述因素直接影響MAX1358/MAX1359/MAX1360內部溫度TJ與MAX1358/MAX1359/MAX1360外部測量點溫度的差異，這意味著利用器件測量的TJ只是實際溫度TEXT的估算值TEST。