MAX6685/6686工作原理
MAX6685/6686是一种双重输出远端温度转换器,具有双输出、可编程、低成本、宽供电范围和微型封装等特点。这里以MAX6685为例,介绍一下芯片内部的工作原理。
 

   图1是MAX6685的内部结构图,MAX6685包括一个温度传感器,两个比较器,一个CMOS管和数字驱动部分。其中,温度传感器是由外部传感器件和内部远端温度转换器构成。传感器件将检测到的外部环境温度送往远端温度转换器,由它进行A/D转换,将其转化成代表温度的数字信号。然后,再将结果输入给比较器,进行比较。比较器选用2个低成本的比较器,将环境温度分别和温度上限、温度下限进行比较。
   当检测到的环境温度达到或超过温度上限时,MAX6685/6686就会发出报警信号,直接关闭系统,从而实现温度保护的功能。温度上、下限之间的温差最小为5℃,最大为85℃,当环境温度处在这段区域内时,MAX6685/6686为了避免频繁关机造成数据丢失,并不会直接关闭机器,而是启动辅助设备进行散热降温,对系统散热降温,控制温度继续上升。

在CPU温度保护中的应用
   图2给出了MAX6685在CPU温度保护中的应用电路。可以看出,MAX6685使用外部连接成二极管的PNP管作为温度检测器件。PNP管置放在CPU之上,用于检测远端CPU的温度。PNP管的集电极接地,实际上,这里是把PNP管当作二极管来用。PNP管的发射极相当于PN结的正极,和芯片上的DXP引脚相连;基极相当于PN结的负极,和芯片上的DXN引脚相连,且以最短路径接地。DXP和DXN之间接入了一个陶瓷电容Cs(通常大约2200pF),作用在于保证端限的精准度。引脚S1、S2均接地。芯片采用3.3V供电。
   芯片加电后,电流通过DXP引脚流出,进入PN结的正极,使得二极管正向导通。二极管电阻是由其温度决定的,因此流经二极管的电流将根据CPU内核的温度变化而变化。也就是说,CPU内核的温度变化就会反映在从PN结的负极导出的电流上。DXN引脚接收到这个电流后,将其送到远端温度转换器,进行模数变换,转化成代表温度的数字信号。然后同时作为两个比较器的输入端,分别和温度上、下限进行比较。比较的结果由THIGH和TLOW的输出显示。
   MAX6685的引脚TLOW带有自己的一个外接电路。其中,CMOS管栅极接地;漏极连有一个风扇,12V供电;源极和引脚TLOW相连。当CPU温度达到或靠近温度下限的时候,引脚TLOW显示高电平。这时,CMOS管导通,带动风扇转动,从而对系统散热降温,以保证CPU安全有效工作。如果温度继续上升,或者遇到紧急情况,使得CPU的温度超过或接近温度上限时,引脚THIGH显示低电平,并发出指令关闭电脑,确保CPU的安全。

使用注意事项
● 尽管MAX6685/6686本身具备很好的抵御噪声功能,但是在实际应用中,还是要特别注意,DXP和DXN的布线应该尽量远离噪声源,诸如高速数字线、转换调整器、感应器、变压器等。另外DXP和DXN的布线还应是成对出现,且尽可能贴近平面。
● 在被测温度接近上、下限时,5℃的滞后对输出起到了保护作用,使其避免接触弹跳。经过事先调整,可以将MAX6685/6686的上限温度设置在+120℃或+125℃,而下限温度则是引脚可编程的,以5℃的增量进行变化。要特别注意的是,对引脚S1、S2设置所需的温度值时,必须确保引脚VDD尚未通电。
● DXN和DXP输入端间,必须连接上一个陶瓷电容,通过滤除噪声来保证温度端限的精确度,且电容的位置应该尽量靠近DXP和DXN引脚,其值大约控制在2000pF。若超过此值,将会引起测量上的误差,50%的变化大致会引起±1℃的误差。

结束语
人们使用各种方法来保证CPU的安全工作,但常常会忽视CPU的性能受温度的影响。MAX6685/6686在CPU温度保护中的应用的优势正在于它双重输出的设计,能够根据系统内部热量达到的不同程度,分别采取相应措施。既保证CPU的安全工作,又保障其性能的正常发挥。