Toshiba, 온도 센서 IC 대안으로 "Thermoflager" 출시

Sep 01, 2023

전자 설계에서 가장 중요한 고려 사항 중 하나는 열 관리입니다. 여기서의 목표는 주로 전자 장치가 너무 뜨거워지는 것을 방지하는 것이며, 그 중 상당 부분은 온도를 적극적으로 모니터링하고 이에 따라 시스템을 조절하는 것입니다. 열 관리는 고전력 및 고온이 일반적인 산업 분야와 같은 응용 분야에서 특히 중요합니다.

이 모든 것을 염두에 두고 이번 주 Toshbia는 설계자가 시스템의 과열을 감지하고 그에 따라 대응할 수 있도록 하는 "Thermoflager"라는 새로운 집적 회로 솔루션을 출시했습니다. 이 기사에서는 서미스터의 작동 원리와 Toshiba의 새로운 솔루션에 대해 자세히 설명하겠습니다.

전자 시스템의 온도 감지와 관련하여 가장 표준적이고 널리 사용되는 구성 요소 중 하나는 서미스터입니다.

서미스터는 반도체 재료로 만들어진 온도 감지 장치입니다. 이러한 장치는 반도체 재료의 저항이 온도에 따라 변한다는 원리를 이용하여 온도를 측정합니다. 따라서 서미스터는 본질적으로 온도에 민감한 저항기로서 노출되는 온도에 따라 값이 변합니다.

서미스터에는 NTC(부온도 계수) 서미스터와 PTC(정온도 계수) 서미스터의 두 가지 유형이 있습니다. NTC 서미스터는 온도가 증가함에 따라 저항을 감소시키는 반면, PTC 서미스터는 그 반대입니다.

중요한 것은 서미스터가 비선형 장치라는 것입니다. 즉, 저항 대 온도의 플롯이 직선이 아닌 곡선으로 나타납니다. 이러한 이유로 실제로 서미스터 데이터시트는 경험적으로 결정된 온도-저항 관계를 제공하는 표를 제공하는 경우가 많습니다.

Toshiba의 새로운 제품군은 설계자가 전자 시스템에서 온도를 더 쉽게 감지할 수 있도록 설계되었습니다.

새로운 제품군은 시스템 온도를 추적하기 위해 PTC 서미스터와 함께 작동하는 온도 감지 IC인 Thermoflager 제품군이라고 합니다. 이 제품군 내에서 처음 두 제품은 TCTH021BE와 TCTH022BE입니다.

이 제품은 PTCO 핀에서 정전류 소스 출력을 제공한 후 하나 이상의 외부 PTC 서미스터 체인에 공급되는 방식으로 작동합니다. 이러한 서미스터의 온도가 증가하면 PTCO 핀의 전압도 증가하고, 전압 변화는 IC의 내부 비교기에 전달됩니다. 이러한 방식으로 Thermoflager IC는 온도 제한이 초과되는 시기를 감지하고 그에 따라 반응할 수 있습니다.

온도 제한을 초과하면 Thermoflager IC는 다운스트림 MCU에 과열을 나타내는 FLAG 신호를 생성합니다. TCTH021BE에서는 FLAG가 래치되어 있지 않지만, TCTH022BE에서는 FLAG가 래치되어 있습니다. 자세한 내용은 TCTH0xxxE 시리즈의 데이터시트에서 확인할 수 있습니다.

일부 서미스터 기반 온도 감지 설정에서는 각 개별 서미스터에 온도를 판독하기 위한 전용 IC가 필요합니다. Thermoflager 제품군을 통해 Toshiba는 설계자가 여러 PTC 열전대를 하나의 Thermoflager 장치와 직렬로 연결할 수 있도록 했습니다.

부품 데이터시트에 따르면 Thermoflager 제품군은 하나의 장치에 연결된 최대 30개의 서미스터를 지원할 수 있습니다. 이러한 부품은 직렬로 연결되어 있으므로 서미스터의 온도가 특정 임계값을 초과하면 장치는 과열이 발생했음을 MCU에 보고할 수 있습니다.

이 접근 방식의 이점은 견고한 온도 감지 솔루션에 필요한 개별 IC의 양을 크게 줄이는 것입니다. 또한 단일 온도 감지 IC를 사용하면 MCU에 필요한 연결 수가 최소화되어 시스템 복잡성이 줄어듭니다.