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冷端补偿 K 型热电偶数据转换器（0℃到+1024℃）产品概述特性 MAX6675 进行热电偶冷端补偿和数字化 K 型热电偶信号。输出 12 位分辨率、SPI 兼容、只读的数据。  K 型热电偶数字化输出  冷端补偿转换器的精度为 0.25℃，最高可读+1024℃，如果使用数据的 8LSB 则温度范围为 0℃到 +700℃。  兼容简单的 SPI 串行接口  12 位，0.25℃的分辨率 MAX6675 使用 8-引脚 SO 封装。应用工业电器 HVAC 自动化  热电偶开路检测订购信息部件 MAX6675ISA 温度范围 -20℃-+85℃ 封装 8 S0 引脚定义 SPI为Motorola, Inc 注册商标典型应用电路 1

冷端补偿 K 型热电偶数据转换器（0℃到+1024℃）最大额定值电源电压（VCC-GND）…………-0.3V 到+6V 运行温度范围…………………-20℃到+85℃ SO,SCK,CS,T-,T+到 GND…………-0.3V 到 VCC+0.3V 储存温度范围…………………-65℃到+150℃ 节温 ……………………………………+150 ℃ SO 电流…………………………………50mA SO 封装 ESD 保护（人体模型）……………±2000V 持续电压耗散（TA=+70℃） 8 引脚 SO（在+70℃上以 5.88mW/℃降额）………471mW 气相（ 60S ） …………………………+250 ℃ 红外线（15S）…………………………+220℃ 焊接温度（10S）………………………+300℃ 超过了最大额定值可能造成永久损坏。器件持续运行在最大额定值，将会影响可靠性。电气特性 (没有特别指出，VCC=+3.0V 到+5.5V，TA=-20℃到+85℃。典型值测量在 25℃)(Note1) 标志状态热电偶=+700℃ TA=+25℃（Note2）热电偶=0℃到+700℃ TA=+25℃（Note2）热电偶=+700℃到 +1000℃ TA=+25℃（Note2） VCC=+3.3V VCC=+5V VCC=+3.3V VCC=+5V VCC=+3.3V MIN TYP MAX 单位 -5 +5 -6 +6 -8 +8 -9 +9 -17 +17 LSB VCC=+5V -19 +19 10.25 uV/LSB 参数温度误差热电偶转换当量冷端补偿误差分辨率热电偶输入阻抗电源电压电源电流上电复位阈值上电复位迟滞转换时间串行接口输入低电压输入高电压 2 VCC ICC VIL VIH TA=-20℃到+85℃ （Note2） VCC=+3.3V VCC=+5V -3.0 +3.0 ℃ -3.0 +3.0 0.25 60 ℃ KΩ VCC 上升 3.0 5.5 V 0.7 1.5 mA 1 2 2.5 V 50 mA 0.17 0.22 S 0.3VCC V 0.7VCC V

冷端补偿 K 型热电偶数据转换器（0℃到+1024℃）电气特性（续）（没有特别指出，VCC=+3.0V 到+5.5V，TA=-20℃到+85℃。典型值测量在 25℃）（Note1） ILEAK CIN VOH V0L fSCL tCH tCL VIN=GND 或 VCC ISOURCE = 1.6mA ISINK = 1.6mA tCSS CL=10pF tDV CL=10pF tTR CL=10pF tDO CL=10pF 输入漏电流输入电容输出高电平输出低电平时钟串行时钟频率 SCK 脉冲高电平宽度 SCK 低电平宽度 CSB 下降到 SCK 上升 CSB 下降到输出使能 CSB 上升到输出除能 SCK 下降到输出有效 ±5 uA pF 5 VCC-4 V 0.4 V 4.3 MHz 100 100 100 ns ns ns 100 ns 100 ns 100 ns Note 1: 所有参数都是在 TA=25℃下 100%测试。温度超过极限 (TA = TMIN to TMAX) 的参数只从设计和特性上保证，没有产品测试。 Note 2: 从设计上保证，没有产品测试。典型的运行特性（没有特别指出，VCC=+3.3V，TA=+25℃）输出码误差和环境温度输出误差和电压差 3

冷端补偿 K 型热电偶数据转换器（0℃到+1024℃）引脚定义引脚命名功能 1 2 GND T- T+ Vcc SCK CS 地 K 型热电偶负极，应将其从外部连接到地热电偶正极电源正极，用 0.1μ F 旁路到地串行时钟输入片选端，低电平使能串行接口串行数据输出 SO N.C. 没有连接 3 4 5 6 7 8 热电偶，电压变化率为 41μ V/℃。下面这个线性方程描述了热电偶的温度特性。 –热电偶输出电压(μ V) –热电偶远端偶温度 – 环境温度冷端补偿热电偶的功能是感应热电偶两端的温度差。热电偶的热端可以测量 0℃到+1023.75℃ 的温度范围。冷端（MAX6675 所在的电路板）的温度只能在-20℃到+85℃范围内。当冷端的温度波动时，MAX6675 也能精确的感知热电偶两端的温度差。MAX6675 可以感知并修正冷端温度的变化。器件采用热敏二极管将环境温度转换为电压，为了计算实际温度，MAX6675 将会测量热电偶输出端到热敏二极管之间的电压。器件内部电路将会把二极管电压(检测环境温度) 和热电偶电压(检测远端环境温度)传到 ADC 中的转换功能模块中，用来计算远端的实际温度。当热电偶冷端和 MAX6675 有相同的温度时， MAX6675 工作在最佳的状态。避免在 MAX6675 附近放置发热器件或元件，因为这可能导致冷端测量误差。数字化 ADC 将冷端二极管电压和放大的热电偶电压相加，并输出 12bit 的结果到 SO 引脚。读出为一系列的 0，则温度为 0℃，为一系列的 1，则温度为+1023.75℃。详细说明 MAX6675 是一个嵌入了 12bit 模数转换器复杂的热电偶数字转换器。 MAX6675 包含冷端补偿和校正电路、一个数字控制器、 SPI 兼容接口和与之相关的控制逻辑。 MAX6675 被设计为与微控制器（μ C）或其他智能温度调节器、过程控制器、监视器联合工作。温度转换 MAX6675 包含信号调节的硬件，该硬件用于将热电偶信号转换为适合 ADC 转换的电压。与 T+和 T-相连的内部电路用于消弱从热电偶导线上引入的噪声。在转换热电偶电压为等效的温度值之前，必须补偿热电偶冷端（MAX6675 环境温度）和虚拟的 0℃之间的差值。对于 K 型 4

冷端补偿 K 型热电偶数据转换器（0℃到+1024℃）应用信息温升的考虑在某些应用中器件自身发热会降低 MAX6675 的精度。温度误差的大小取决于 MAX6675 封装的热传导性、安装技术、和气流的影响。使用一个大的地平面可以提高 MAX6675 的温度测量精度。可以用以下措施改善热电偶系统的测量精度：  使用尽可能粗的导线，这样的导线不至于从测量区域分流来大量的热  如果要求使用比较细的导线在，则仅仅在测量区使用这种线，在没有温升的地方使用补偿导线  避免机械压力和振动，这些情况会使导线绷紧  避免剧烈的温度上升率  尽可能使用额定温度有一个余量的热电偶  使用适当的保护套保护热电偶  仅仅在低温、温度波动小的区域使用补偿导线  保存事件日志和热电偶阻抗的记录减小拾取噪声的影响输入放大器（A1）是一个低噪声的放大器，它被设计为能够放大高精度的传感器输入信号。确保热电偶和与其想接的导线远离电子噪声源。芯片信息晶体管计数：6720 工艺：BiMos 串行接口典型的应用电路图示了 MAX6675 如何和微处理器连接。在这个例子中，MAX6675 读取热电偶的输入并将转换后的数值由串行接口发送出去。微处理器拉低，并输出时钟信号到 SCK 引脚，即可在 SO 引脚读取结果。跳变为低电平将会终止任何的转换过程，跳变为高电平会启动一个新的转换过程。一旦跳变为低电平，SO 引脚即输出第一位。一个完整的串行接口读过程要求有 16 个时钟周期。在时钟周期的下降沿读取 16 个输出位。第一个位 D15 是一个假信号，总是读出为 0。位 D14-D3 对应转换温度值的 MSB 到 LSB。位 D2 一般情况下为 0，在热电偶开路时跳变为 1。D1 为 0，用以提供器件的 ID。位 D0 是三态的。图 1a 是串行接口协议图，图 1b 是串行接口时序图。图 2 为 SO 输出数据格式。热电偶开路检测位 D2 一般情况下为 0，在热电偶开路时跳变为 1。为了使热电偶开路检测器能够正常运行，T-必须接地，且接地点需尽可能靠近 GND 引脚。噪声方面的考虑 MAX6675 的精确度易受电源耦合噪声的影响。电源噪声的影响可以通过放置 1 个 0.1μ F 的陶瓷电容消弱，电容应靠近器件的电源引脚。 5