SD5003A

SD5003 PWM 输出的数字温度传感器 特点 PWM 输出为开漏端口  PWM 输出模式：固定周期，占空比随温度 变化  在-40℃ ~ +100℃范围内最大误差±1.5℃  在-55℃ ~ +125℃范围内最大误差±2.0℃  3V 工作电压下的电流典型值 170uA  工作电压范围 2.7V ~ 5.5V  SOP8 或 TO-92 封装，管脚兼容 TMP03  的测温精度，在-40℃ ~ +100℃范围内典型误 差小于±0.8℃，在-55℃ ~ +125℃范围内典型 误差小于±1.0℃。DOUT 为开漏输出，方便 在多电压系统中使用。 应用领域 温控系统、工业过程控制、电源热保护、 环境温度检测等 订购信息 描述 封装形式 订货名称 TO-92 SD5003A SOP8 SD5003B SD5003 是一款高准确度温度传感器芯 片，数字 PWM 输出，内部温度传感器将温度 转换为电压信号，再经 ADC 转换为数字信号， 并调制为 PWM 波形输出。SD5003 具有很高 NC NC NC 5 3 SDIC XX 5003B GND SD5003A底面图 1 2 3 4 NC VDD 6 GND DOUT 7 VDD 2 8 DOUT 1 NC 管脚图和管脚描述 图 1. TO-92 和 SOP8 管脚图 晶华微电子 版本 v0.2 http://www.SDICmicro.cn 2015/06 第 1 页 共 7 页 SD5003 表 1. 管脚描述 序号 管脚名称 属性 管脚描述 1 DOUT 数字输出 PWM 输出，其占空比与测温值成线性关系 2 VDD 电源 电源 3 GND 地 地 4 - 8 NC -- 悬空 功能描述 图 2. 功能框图 图 2 是 SD5003 的功能框图。SD5003 是一 个 PWM 单线输出的数字温度传感器，在 -55℃ ~ +125℃范围内提供很高的准确度，最大测温误 差小于±2℃。 芯片内部的温度传感器输出一个 随温度变化的电压信号， 经 ADC 转换为数字信 号，然后做 PWM 转换，最终以 PWM 的脉冲形 式输出。 PWM 输出 SD5003 的温度输出为 PWM 信号， 输出周期 不变， 其高低电平时间则随着温度变化。PWM 输出的波形如图 3。 周期 T 固定在 50ms 左右， 高电平时间 T1 随温度下降而缩短。 利用 T 和 T1 的比值可求得 温度， 片内 RC 振荡频率变化不影响测温值。 T1 T 图 3. PWM 波形图 摄氏温度的计算公式如下： Temp (C )  235  80  T T1 PWM 输出的精度计算 设 Temp 为摄氏温度，根据公式： T 1  (T  80) /(235  Temp ) 可以计算出当温度为 125℃，T1 的值为 36ms。如果采用 16 位计数器进行计数，则外 部计数时钟频率最大为： Fmax  65536 / 0.036  1.82MHz 按 照 16 位 计 数 器 ， 计 数 时 钟 频 率 Freq=1MHz，根据量化误差计算公式： Terr  80  ( Count Count  1  ) Count1 Count1  1 其中：Count=T×Freq Count1=T1(当前温度) ×Freq 芯片输出的 PWM 波形温度分辨率随温 度变化而改变。 在-55℃时是 0.027℃， 在 125℃时是 0.005℃。温度越高，分辨率越好。 外部计数时钟频率越高，用户得到的温 度值精度就越高。表 2 列举几个不同计数时 钟频率下的量化误差（温度=-55℃）： 华氏温度的计算公式如下： Temp( o F )  455  晶华微电子 版本 v0.2 http://www.SDICmicro.cn 144  T T1 2015/06 第 2 页 共 7 页 SD5003 对 应 SD5003B ， 温 度 变 化 值 为 ： 表 2. 量化误差与计数时钟频率的关系 计数器频率 计数器位数 最大量化误差 Freq（kHz） （Bit） Terr（℃） 1000 16 0.027 512 15 0.052 256 14 0.10 128 13 0.21 T  0.51mW  240C / W  0.12C 温度校准 SD5003 出厂前已经准确校正，用户无须 再校准。 输出管脚描述 建议：计数时钟频率不低于 128KHz，计数器位数不小于 13 位。 自热效应 SD5003 温度测量的准确性会受到自身功耗 和芯片封装热阻的影响，虽然 SD5003 自身功耗 很小（3V 工作电压下典型值为 0.51mW），但 仍会带来一定的温升。 对 应 SD5003A ， 温 度 变 化 值 为 ： SD5003 的 PWM 输出管脚 DOUT 为开漏 端口，通过外接上拉电阻，可产生其他高电 平的信号，方便接入其他电路系统中。 应用注意事项 因为 SD5003 测量的是芯片内部温度，因 此用来测量热源时，需要将芯片尽量靠近热 源，减少芯片和热源之间的热阻。 T  0.51mW  162C / W  0.08C 典型应用图 Vpu R1 10k 1 DOUT VDD 2 C1 10uF + C2 0.1uF 3 4 VDD GND NC SDIC XX 5003B DOUT MCU NC NC NC NC 8 7 6 5 SD5003用VDD供电，MCU用Vpu供电 图 4. 典型应用图 晶华微电子 版本 v0.2 http://www.SDICmicro.cn 2015/06 第 3 页 共 7 页 SD5003 电气特性 表 3. 最大极限值 标识 参数 最小值 最大值 单位 TA 工作温度 -55 +125 °C TS 储存温度 -65 +150 °C VDD 供电电压 -0.3 +7.0 V 数字输入、输出 -0.3 VDD+0.3 V -- 10 mA 2000 -- V VIN, VOUT Ioutmax 最大输出电流 ESD 人体模型 TL 注： 1 °C 参考 IPC/JEDECJ-STD-020C 回流焊温度曲线 CMOS 器件易被高能静电损坏，芯片必须储存在导电泡沫，注意避免工作电压超出范围。 在插拔芯片前请关闭电源。 2 表 4. 电气参数(VDD=3.0V ~ 5.0V,TA=25℃。黑体部分适用于 TA=-55℃ ~ +125℃。) 标识 参数名称 最小值 典型值 最大值 单位 VDD 工作电压 2.7 3.0 5.5 V TA 工作温度 -55 -- +125 ℃ -- 50 -- ms -- ±0.8 ±1.5 ℃ -- ±1.0 ±2.0 T PWM 周期 Terr 温度准确度 条件 -40℃ ~ +100℃, VDD=2.7 ~ 5.5V -55℃ ~ +125℃, VDD=2.7 ~ 5.5V Ivdd 工作电流 -- 170 -- uA Tconv 测温周期 65 85 110 ms PSRR 电源抑制比 -- 0.1 -- ℃/V 低电平 sink 电流 4 -- -- mA VOL=0.3V 高电平泄漏电流 -- -- 1 uA VOH=VDD VDD=2.7V ~ 5.5V (注 1) DOUT 开漏驱动能力 Isink Ileak 注：PSRR 参数值以 VDD=3.0V 时的测温值为基准温度。 1.5 1.5 VDD=3.0V VDD=5.0V 1 0.5 最大值 0 典型值 最小值 -0.5 -1 -1.5 最大值 0.5 测温误差 (℃ ) 测温误差 (℃ ) 1 典型值 0 最小值 -0.5 -1 -50 0 50 温度 (℃ ) 100 图 5. 测温误差曲线（3.0V） 晶华微电子 版本 v0.2 http://www.SDICmicro.cn 2015/06 -1.5 -50 0 50 温度 (℃ ) 100 图 6. 测温误差曲线（5.0V） 第 4 页 共 7 页 SD5003 500 100 90 300 5mA, 5V 200 100 0 τ~30s(TO-92, NO SOCKET) τ~37s(SOP-8, NO SOCKET) 80 5mA, 3V 输出温度(℃ ) 开漏输出电压(mV) 400 70 60 SOP-8 50 TO-92 40 0.5mA, 3V 0.5mA, 5V -50 0 50 100 30 150 0 50 100 120 240 110 220 最大值 最大值 100 典型值 80 最小值 70 0 50 温度 (℃ ) VDD=2.7V~5.5V 典型值 160 140 最小值 100 100 -50 0 50 100 温 度 (℃ ) 图 9. 测温周期 图 10. 芯片工作电流 75 50 VDD=2.7V~5.5V 最大值 65 60 典型值 55 50 最小值 45 -50 0 50 温 度 (℃ ) 图 11. PWM 波形周期 晶华微电子 45 PWM波形之高电平T1(ms) 70 PWM波形周期(ms) 300 180 120 -50 250 200 90 40 200 图 8. 温度响应时间 工作电流(uA) 测温周期 (ms) 图 7. 典型开漏电压曲线 60 150 时间 (秒 ) 温 度 (℃ ) 版本 v0.2 http://www.SDICmicro.cn 2015/06 100 VDD=2.7V~5.5V 40 35 30 25 最大值 20 15 10 典型值 最小值 -50 0 50 100 温 度 (℃ ) 图 12. PWM 之高电平时间 第 5 页 共 7 页 SD5003 封装规格 D e 底面图 A L E d c e1 1 2 3 b 尺寸：毫米 Symbol Min. Nom. Max. A 4.3 —— 5.3 b 0.3 —— —— c 0.3 —— —— 4.3 —— 5.2 d 1.0 —— 1.7 E 3.2 —— 4.2 e —— 2.54 —— e1 —— 1.27 —— L 12.7 —— —— φD D 图 13. TO-92 封装外形图 晶华微电子 版本 v0.2 http://www.SDICmicro.cn 2015/06 第 6 页 共 7 页 SD5003 c L θ E1 L1 E D A3 A2 b A e A1 尺寸：毫米 Symbol Min. Nom. Max. A 1.35 —— 1.80 A1 0.10 —— 0.25 A2 1.25 1.40 1.55 A3 0.60 0.65 0.70 D 4.78 4.90 5.00 E 5.80 6.00 6.30 E1 3.80 3.90 4.00 L 0.40 —— 1.27 L1 1.05BSC b 0.33 —— 0.51 c 0.19 —— 0.25 e 1.27BSC θ 0 o —— 8o 图 14. SOP8 封装外形图 晶华微电子 版本 v0.2 http://www.SDICmicro.cn 2015/06 第 7 页 共 7 页