应用在汽车发动机温度检测中的高精度温度传感芯片

2023-10-12 14:21

汽车发动机是为汽车提供动力的装置，是汽车的心脏，决定着汽车的动力性、经济性、稳定性和环保性。根据动力来源不同，汽车发动机可分为柴油发动机、汽油发动机、电动汽车电动机以及混合动力等。

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常见的车用温度传感器有进气温度传感器、变速器油温传感器、排气温度传感器（又名催化温度传感器）、EGR废气循环监测温度传感器、车外温度传感器、车内温度传感器、日照温度传感器、空调蒸发器出口温度传感器及热敏铁氧体温度传感器。

在新能源汽车中使用到的温度传感器主要包括检测电池温度的传感器、监测电机的温度传感器以及用于电池冷却系统的温度传感器。

对于电池系统温度的测量相对来说比较复杂。不同的电池设计就会有不同的热点分布以及不同的机械结构，温度传感器必须和被测物体的热点有紧密的结合才有可能准确的测试出热点的温度，所以对于电池管理系统的温度传感器设计需要考虑快速、准确地温度测量，需要考虑结构以及安装方式来保证汽车使用环境中和热点的良好热传导，同时要满足汽车使用环境中的可靠性以及寿命要求。

RTD精度极高且具有中等线性度。它们特别稳定，并有许多种配置。但它们的较高工作温度只能达到400℃左右。它们也有很大的TC，且价格昂贵(是热电偶的4～10倍)，并且需要一个外部参考源。拟输出IC温度传感器具有很高的线性度 (如果配合一个模数转换器或ADC可产生数字输出)、低成本、高精度(大约1%)、小尺寸和高分辨率。它们的不足之处在于温度范围有限(C55℃～＋150℃)，并且需要一个外部参考源。

数字输出IC温度传感器带有一个内置参考源，它们的响应速度也相当慢(100ms数量级)。虽然它们固有地会自身发热，但可以采用自动关闭和单次转换模式使其在需要测量之前将IC设置为低功耗状态，从而将自身发热降到较低。

这里小编推荐一款由工采网代理的国产品牌MYSENTECH推出的温湿度传感芯片，宽量程多路数字温度传感芯片 - M401基于新的 CMOS 数模混合工艺，包含一路内部本地测温，四路可驱动外部远端测温三极管（NPN 、PNP）或者二极管。芯片内置测温驱动电路、调理、ADC 转换、温度计算、校准补偿、非易失性存储、电源管理等单元，通过 I2C 数字总线输出，并提供报警接口信号。

M401是包含一路内部本地测温及四路外部远端测温三极管（NPN 、PNP）或者二极管的数字温度传感芯片；远端测温点超过5路；其测量温度范围-55～220ºС。

M401提供温度测量数据的偶校验（EVEN）功能，本地和远程温度传感器的温度测量数据都是用14位二进制补码表示，其中低5位为小数，其分辨率为0.0625°C），较大表示范围从-256℃到 255℃；另外，还提供远端测温三极管或二极管开路及短路检测功能。

M401提供关闭模式来关断测温电路，每个测温通道也可以被单独开启或关闭来灵活配置。为了降低系统功耗，M401可以定义采样频率。通过配置控制寄存器CFG（0x17）的低三位CR0/CR1/CR2，可以定义两次测温之间的间隔时间。

M401具备寄存器写保护功能与数据复位；所有的寄存器都设定为写保护模式以防止软件误操作。寄存器可以通过给寄存器（0x35）写入 0xEE 来进行软件复位，软件复位可以将所有的寄存器恢复到默认值。

可作为I2C总线上的从设备与上位机通讯接口上的SDA和SCL管脚集成了尖峰抑制滤波器和施密特触发器，从而较小化输入峰值和总线噪声的影响。M401支持快速模式（1 kHz 到 400 kHz），数据传输是MSB模式。

高精度温度传感芯片 - M401的特点：

1、远端测温范围-55~220℃（高于 150℃需选用耐高温三极管），本地测温范围-55~125℃

2、存储与校准：

内置5路测温校准系数的非易失性（NVM）存储

可以提供给用户 32bit 额外存储空间

3、高可靠性设计：I/O 抗毛刺滤波

-测温端开短路检测