Instrumentação Eletrônica. Segundo Trabalho. Aluno Leopoldo Henrique Zanardo.

1- Introdução:

O presente trabalho descreve o funcionamento e características elétricas do circuito integrado (CI) TMP01FS controlador de temperatura fabricado pela National Semicondutors. Os objetivos principais são entender os processos pelos quais o integrado traduz a temperatura em sinais elétricos e fornecer as características do CI para futuras referências.

2- Desenvolvimento:

2.1- Descrição Genérica do Circuito:

Um diagrama descritivo do CI é mostrado na figura abaixo.

Figura 01. Diagrama esquemático do Controlador de Temperatura.

Além das entradas convencionais para alimentação e terra, o integrado possui duas entradas para tensões que ajustam os valores máximo (SET HIGH) e mínimo (SET LOW) que dispararam os alarmes UNDER TEMP e OVER TEMP, ativos quando baixo (saídas digitais). Também são saídas a tensão de referência (Vref, fixa) equivalente a uma operação a 25C e o valor analógico que indica a temperatura na qual o circuito opera no momento (VPTAT, variável).

2.2- Características Elétricas do TMP01FS:

Tabela 01. Características elétricas do TMP01FS.

Parâmetro

Símbolo

Condições

Min

Tip

Máx

Unid

Entradas set high, set low

Tensão de offset

Vos

    

0.25

  

mV

Drift de offset

TCVos

    

3

  

m V/° C

Corrente de operação de entrada

In

    

25

100

nA

Saída VPTAT

Tensão de saída

VPTAT

TA=+25° C, sem carga

  

1,49

  

V

Fator de escala

TCVPTAT

  

5

  

MV/K

Sensibilidade

  

TA=+25° C, sem carga

-3

± 2

3

° C

a

  

10° C<TA<40° C, sem carga

  

± 2,5

  

° C

Temperatura

  

-55° C<TA<85° C, sem carga

-5

± 2

5

° C

Erros de sensibilidade à temperatura

D VPTAT

 -55° C<TA<125° C, sem carga  

± 2,5

0.25

0.25

0,5

° C

graus

graus

Erro de Drift de temperatura

Razão de rejeição da alimentação

PSRR

TA=25° C, 4,5V£ Vcc£ 13,2V

  

± 0,02

± 0,1

%/V

Saída VREF

Tensão

Vref

TA=-25° C, sem carga

2,490

2,500

2,530

V

de saída

-40° C<TA<85° C, sem carga

2,485

2,500

2,515

V
Tensão de saída

VREF

-55° C<TA<125° C, sem carga

  

2.5± 0,015

  

V

Drift

TCVREF

    

-10

    

Regulação de linha

  

4,5V£ Vcc£ 13,2V

  

± 0,01

± 0,25

%/V

Regulação de carga

  

10m A£ IREF£ 500m A

  

± 0,1

± 0,25

%/mA

Corrente de saída com histerese zero

IVREF

    

7

  

m A

Fator de escala da corrente de histerese

SFHV

    

5

  

m A/° C

Tempo de resposta

  

Não influenciam a sensibilidade

  

25

  

m s

Saídas UNDER e OVER Tri-state

Saída baixa

VOL

ISDNK=1,6mA

  

0,25

0,4

V

Saída baixa

VOL

ISDNK=20mA

  

0,6

  

V

Corrente de saída de fuga

IOH

Vcc=12V

  

1

100

m A

Tempo de queda

tH

    

40

  

ns

Alimentação

Faixa de entrada

Vcc

  

4,5

  

13,2

V

Corrente drenada

IsVcc

Vcc=5V, sem carga

  

400

500

m A

Corrente drenada

IsVcc

Vcc=13,2V, sem carga

  

450

800

m A

Dissipação

PsVcc

Vcc=5V

  

2,0

2,5

mW

Na tabela anterior estão relacionadas as características elétricas do circuito integrado, sendo as mesmas válidas para alimentação de 5V e temperatura entre –40° C e 85° C, salvo nos casos em que for dito o contrário.

2.3- Aplicação:

Em circuitos envolvidos com transmissão de dados a questão da temperatura é crítica, uma vez que a maioria dos ruídos tem origem térmica. Sendo assim, o controlador de temperatura encontra uma série de aplicações na indústria. O alarme OVER TEMP por exemplo, pode ser usado para acionar um ventilador que refrigeraria o circuito quando a temperatura ultrapassar o valor seguro de operação.

3- Referências:

[01] Documento interno 438-020/08 PA SIEMENS TELECOMUNICAZIONE S.p.A