MAXIM MAX6641 User Manual

________________________________

概述

MAX6641

是温度传感器和风扇控制器，能够准确地测

量自身管芯的温度以及远端PN结的温度。该器件使用

2

线串行接口，以数字形式报告温度值。远端PN结通常
是

CPU、FPGA或ASIC

上共集极

pnp

晶体管的发射结。

该2线串行接口接受标准的系统管理总线

(SMBus)

TM

写字

节、读字节、发送字节与接收字节指令，来读取温度数
据，并编程告警阈值。温度数据控制

PWM

输出信号，来
调节冷却风扇的速度，于是当系统运行温度较低时，可
以将噪声减到最小，但当功耗增大时，可以提供最大的
冷却能力。该器件还具有超温度告警输出，用来产生中
断、减速信号或关断信号。

MAX6641

工作在

3.0V至5.5V

电源电压范围内，消耗电源电流的典型值为

500mA

。

MAX6641

提供细小的10引脚

µMAX

®

封装，工作在汽车

级温度范围内

(-40°C至+125°C)

。

________________________________

应用

台式电脑

笔记本电脑

工作站

服务器

网络设备

工业应用

________________________________

特性

♦ 细小的

3mm x 3mm µMAX

封装

♦ 热二极管输入

♦ 本地温度传感器

♦ 漏极开路

PWM

输出，用来驱动风扇

♦ 可编程的风扇控制特性

♦ 自动的风扇启转，确保风扇可靠启动

♦

±1°C

远端温度精度

(+60°C至+145°C)

♦ 受控的变化速率使风扇速度调节

不引人注意

♦ 上电后立即开始温度监视，实现失效

安全的系统保护

♦OT输出可用于减速或关机

MAX6641

SMBus

兼容的温度监视器和

自动

PWM

风扇控制器集成器件

________________________________________________________________ Maxim Integrated Products 1

____________________________

定购信息

19-3304; Rev 0; 5/04

本文是

Maxim

正式英文资料的译文，

Maxim

不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。请注意译文中可能存在文字组织或

翻译错误，如需确认任何词语的准确性，请参考

Maxim

提供的英文版资料。

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Maxim

的主页：

www.maxim-ic.com.cn

。

____________________________

引脚配置

µMAX is a registered trademark of Maxim Integrated Products, Inc.

SMBus is a trademark of Intel Corp.

典型应用电路在本资料的最后给出。

PART TEMP RANGE

MAX6641AUB90

MAX6641AUB92

MAX6641AUB94

MAX6641AUB96

-40°C to
+125°C

-40°C to
+125°C

-40°C to
+125°C

-40°C to
+125°C

PIN­PACKAGE

10 µMAX 1001 000x

10 µMAX 1001 001x

10 µMAX 1001 010x

10 µMAX 1001 011x

SMBus

ADDRESS

TOP VIEW

I.C.

DXN

DXP

1

2

3

4

5

MAX6641

µMAX

10

9

8

7

6

PWMOUT

V

CC

SMBDATA

SMBCLKGND

I.C.OT

MAX6641

SMBus

兼容的温度监视器和

自动

PWM

风扇控制器集成器件

2 _______________________________________________________________________________________

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

ELECTRICAL CHARACTERISTICS

(VCC= +3.0V to +5.5V, TA= 0°C to +125°C, unless otherwise noted. Typical values are at VCC= 3.3V, TA= +25°C.)

Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional
operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to
absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.

All Voltages Referenced to GND
V

CC

, OT, SMBDATA, SMBCLK, PWMOUT...............-0.3V to +6V

DXP.........................................................…-0.3V to (V

CC

+ 0.3V)

DXN ......................................................................-0.3V to +0.8V

ESD Protection

(all pins, Human Body Model) ......…………………….±2000V

Continuous Power Dissipation (T

A

= +70°C)

10-Pin µMAX (derate 5.6mW/°C above +70°C) .......... 444mW

Operating Temperature Range .........................-40°C to +125°C

Junction Temperature......................................................+150°C

Storage Temperature Range ............................-65°C to +150°C

Lead Temperature (soldering, 10s) ............................... +300°C

PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

Operating Supply Voltage Range V

Operating Current SMBDATA, SMBCLK not switching 0.5 1 mA

External Temperature Error VCC = 3.3V

Internal Temperature Error VCC = 3.3V

Temperature Resolution

Conversion Time 200 250 300 ms

PWM Frequency Tolerance -20 +20 %

Remote-Diode Sourcing Current

DXN Source Voltage 0.7 V

I/O

OT, SMBDATA, PWMOUT Output
Low Voltage

OT, SMBDATA, PWMOUT
Output-High Leakage Current

SMBDATA, SMBCLK Logic-Low
Input Voltage

SMBDATA, SMBCLK Logic-High
Input Voltage

SMBDATA, SMBCLK Leakage
Current

SMBDATA, SMBCLK Input
Capacitance

CC

+25°C ≤ TR ≤ +125°C,
T

= +60°C

A

0°C ≤ TR ≤ +145°C,
+25°C ≤ T

0°C ≤ T
0°C ≤ T

+25°C ≤ TA ≤ +100°C -2.5 +2.5

0°C ≤ T

High level 80 100 120

Low level 8 10 12

V

I

OH

V

V

C

I

OL

IL

IH

IN

= 6mA 0.4 V

OUT

VCC = 5.5V 1 µA

VCC = 3V to 5.5V 0.8 V

VCC = 3V to 5.5V 2.1 V

= ≤ +100°C

A

≤ +145°C,

R

≤ +125°C

A

≤ +125°C -4 +4

A

3.0 5.5 V

±1

±3

±4

1°C

8 Bits

1µA

5pF

°C

°C

µA

MAX6641

SMBus

兼容的温度监视器和

自动

PWM

风扇控制器集成器件

_______________________________________________________________________________________ 3

Note 1: Timing specifications guaranteed by design.
Note 2: The serial interface resets when SMBCLK is low for more than t

TIMEOUT

.

Note 3: A transition must internally provide at least a hold time to bridge the undefined region (300ns max) of SMBCLK’s falling edge.

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued)

(VCC= +3.0V to +5.5V, TA= 0°C to +125°C, unless otherwise noted. Typical values are at VCC= 3.3V, TA= +25°C.)

____________________________________________________________________

典型工作特性

(VCC= 3.3V, TA= +25°C, unless otherwise noted.)

OPERATING SUPPLY CURRENT

vs. SUPPLY VOLTAGE

MAX6641 toc01

SUPPLY VOLTAGE (V)

OPERATING SUPPLY CURRENT (µA)

5.04.54.03.5

350

400

450

500

550

600

300

3.0 5.5

NO SMBus ACTIVITY

REMOTE TEMPERATURE ERROR

vs. REMOTE-DIODE TEMPERATURE

MAX6641 toc02

TEMPERATURE (°C)

TEMPERATURE ERROR (°C)

1007525 50

-1.5

-1.0

-0.5

0

0.5

1.0

1.5

2.0

-2.0
0 125

LOCAL TEMPERATURE ERROR

vs. DIE TEMPERATURE

MAX6641 toc03

TEMPERATURE (°C)

TEMPERATURE ERROR (°C)

100755025

-1

0

1

2

-2
0 125

PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

SMBus-COMPATIBLE TIMING (Note 1) (See Figures 2, 3)

Serial Clock Frequency f

Clock Low Period t

Clock High Period t

Bus Free Time Between Stop and
Start Condition

Hold Time After (Repeated) Start
Condition

S M Bus S tar t C ond i ti on S etup Ti m et

Start Condition Hold Time t

Stop Condition Setup Time t

Data Setup Time t

Data Hold Time t

SCLK

LOW

HIGH

t

BUF

t

HD:STA

SU:STA

HD:STO

SU:STO

SU:DAT

HD:DAT

SMBus Fall Time t

SMBus Rise Time t

SMBus Timeout t

Startup Time After POR t

TIMEOUT

POR

(Note 2) 100 kHz

10% to 10% 4 µs

90% to 90% 4.7 µs

4.7 µs

4µs

90% of SMBCLK to 90% of SMBDATA 4.7 µs

10% of SMBDATA to 10% of SMBCLK 4 µs

90% of SMBCLK to 10% of SMBDATA 4 µs

10% of SMBDATA to 10% of SMBCLK 250 ns

10% of SMBCLK to 10% of SMBDATA
(Note 3)

F

R

300 ns

29 37 55 ms

300 ns

1000 ns

500 ms

MAX6641

SMBus

兼容的温度监视器和

自动

PWM

风扇控制器集成器件

4 _______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

典型工作特性(续

)

(VCC= 3.3V, TA= +25°C, unless otherwise noted.)

REMOTE TEMPERATURE ERROR

vs. POWER-SUPPLY NOISE FREQUENCY

0

TA = +80°C, 250mV SQUARE WAVE APPLIED

, NO BYPASS CAPACITOR

AT V

-0.25

CC

MAX6641 toc04

LOCAL TEMPERATURE ERROR

vs. POWER-SUPPLY NOISE FREQUENCY

1.0

TA = +25°C, 250mV SQUARE WAVE APPLIED

, NO BYPASS CAPACITOR

AT V

CC

0.5

MAX6641 toc05

-0.50

-0.75

-1.00

TEMPERATURE ERROR (°C)

-1.25

-1.50

0.1 1000
FREQUENCY (kHz)

REMOTE TEMPERATURE ERROR

vs. DIFFERENTIAL-MODE NOISE FREQUENCY

1.5

TA = +80°C, VIN = 10mV
SQUARE WAVE APPLIED
TO DXP - DXN

1.0

0.5

0

TEMPERATURE ERROR (°C)

-0.5

-1.0

0.1 1000

100101

P-P

FREQUENCY (kHz)

0

-0.5

-1.0

TEMPERATURE ERROR (°C)

-1.5

-2.0

0.1 1000
FREQUENCY (kHz)

MAX6641 toc07

100101

TEMPERATURE ERROR (°C)

100101

REMOTE TEMPERATURE ERROR

vs. DXP - DXN CAPACITANCE

3

2

1

0

-1

-2

-3

-4

NORMALIZED TEMPERATURE ERROR (°C)

TA = +80°C

-5

0.1 100
DXP - DXN CAPACITANCE (nF)

REMOTE TEMPERATURE ERROR

vs. COMMON-MODE NOISE FREQUENCY

1.0

TA = +80°C, VIN = 100mV
SQUARE WAVE APPLIED TO DXP

0.5

0

-0.5

-1.0

-1.5

0.1 1000
FREQUENCY (kHz)

101

P-P

MAX6641 toc08

100101

MAX6641 toc06

PWM FREQUENCY ERROR

vs. DIE TEMPERATURE

2

1

0

-1

PWM FREQUENCY ERROR (Hz)

-2

-3

-50 125

TEMPERATURE (°C)

2.0

MAX6641 toc09

1007550250-25

1.5

1.0

0.5

0

PWM FREQUENCY ERROR (Hz)

-0.5

-1.0

PWM FREQUENCY ERROR

vs. SUPPLY VOLTAGE

TA = +25°C

3.0 5.5
SUPPLY VOLTAGE (V)

5.04.54.03.5

MAX6641 toc10

____________________________

详细说明

MAX6641

是温度传感器和风扇控制器，能够准确地测量

自身管芯的温度以及远端PN结的温度。该器件使用2线
串行接口，以数字形式报告温度值。远端PN结通常是

CPU、FPGA或ASIC

上共集极

PNP

的发射结。

MAX6641

工作在

3.0V至5.5V

电源电压范围内，消耗电源电流的典

型值为

500µA

。温度数据控制

PWM

输出信号，来调节冷
却风扇的速度。该器件还具有高温告警输出，用来产生
中断、减速信号或关断信号。

SMBus

数字接口

从软件的角度来看，

MAX6641

可以看作是一组字单节宽

的寄存器，其中包含了温度数据、告警阈值数据，以及
各个控制位。标准的

SMBus

兼容2线串行接口用来读取

温度数据，并写入控制位以及告警阈值数据。这些器件
响应相同的

SMBus

从机地址， 来访问所有的功能。

MAX6641

使用到4种标准的

SMBus

协议：写字节、读

字节、发送字节和接收字节(图1、图2和图3)。更短的
接收字节协议可以实现更快的传输，前提是通过读字节
指令预先选择了正确的数据寄存器。在多主机系统中
使用短协议时应谨慎，另一个主机可能在没有通知第一
个主机的情况下覆盖命令字节。

MAX6641

可以采用四种

不同的从机地址，因此，最多可以有四个

MAX6641

共享

同一条总线。

范围在

0°C至+255°C

以内的温度数据可以从“读外部温

度”寄存器

(00h)

中读取；范围在

0°C至+125°C

以内的温

度数据可以从“读内部温度”寄存器

(01h)

中读取。这些

寄存器的温度数据格式为8位，其

LSB

代表

+1°C (表1)

；

MSB

代表

+128°C。MSB

最先发送。所有低于

0°C

的数值

都被固定为

00h

。

表1详细说明了寄存器地址与功能、可读还是可写、以及

上电复位

(POR)

状态。所有寄存器的功能说明参见表1－

5

以及寄存器

说明部分

。图4为

MAX6641

的框图。

MAX6641

SMBus

兼容的温度监视器和

自动

PWM

风扇控制器集成器件

_______________________________________________________________________________________ 5

_____________________________________________________________________

引脚说明

引脚

名称 功能

内部已连接。必须连接至

GND

。

接地。

低电平有效、漏极开路的高温输出。OT可以用作中断、系统关断信号，或用来控制时钟减速。
无论

V

CC

上的电源电压是多少，OT都可以被上拉至

5.5V。当V

CC

= 0时，OT

为高阻状态。

SMBus

串行时钟输入。

SMBCLK

可以被上拉至

5.5V

，而与

V

CC

无关。漏极开路。当

VCC= 0

时，

SMBCLK

为高阻状态。

SMBus

串行数据输入/输出。

SMBDATA

可以被上拉至

5.5V

，而与

V

CC

无关。漏极开路。当

V

CC

= 0时，SMBDATA

为高阻状态。

正电源。用

0.1µF

旁路至

GND

。

连接至风扇驱动晶体管的

PWM

输出。将

PWMOUT与MOSFET

栅极或双极型晶体管的基极相连，

用

PWM

波形来驱动风扇的电源供电。若风扇具有直接速度控制能力，则

PWM

输出可以连接至风扇

的

PWM

输入端；也可以选择将

PWM

输出转换成直流电压来驱动风扇的电源供电。

PWMOUT

需要

上拉电阻。上拉电阻可以被连接到最高

5.5V

的电源电压上，而与

V

CC

无关。

远端二极管阴极连接与

A/D

负输入的组合。将作为远端二极管的温度测量晶体管阴极连接至

DXN

。

远端二极管电流源与远端二极管通道

A/D

正输入的组合。将

DXP

连接作为远端二极管的温度测量晶体

管阳极。不要让

DXP

浮空；如果不使用远端二极管，则与

DXN

连接。为了滤去噪声，在

DXP与DXN

之间连接一个

2200ρF

的电容。

PIN NAME FUNCTION

1, 6 I.C. Internally Connected. Must be connected to GND.

2 DXN

3 DXP

4 GND Ground

5 OT

7 SMBCLK

8 SMBDATA

9VCCPositive Supply. Bypass with a 0.1µF capacitor to GND.

10 PWMOUT

Combined Remote-Diode Cathode Connection and A/D Negative Input. Connect the cathode of the
remote-diode-connected transistor to DXN.

Combined Remote-Diode Current Source and A/D Positive Input for Remote-Diode Channel. Connect
DXP to the anode of a remote-diode-connected temperature-sensing transistor. DO NOT LEAVE
DXP FLOATING; connect to DXN if no remote diode is used. Place a 2200pF capacitor between DXP
and DXN for noise filtering.

Active-Low, Open-Drain, Over-Temperature Output. Use OT as an interrupt, a system shutdown
signal, or to control clock throttling. OT can be pulled up to 5.5V, regardless of the voltage on VCC.
OT is high impedance when V

SMBus Serial Clock Input. SMBCLK can be pulled up to 5.5V, regardless of V
SMBCLK is high impedance when V

SMBus Serial Data Input/Output. SMBDATA can be pulled up to 5.5V, regardless of V
SMBDATA is high impedance when V

PWM Output to Fan Power Transistor. Connect PWMOUT to the gate of a MOSFET or the base of a
bipolar transistor to drive the fan’s power supply with a PWM waveform. Alternatively, the PWM output
can be connected to the PWM input of a fan with direct speed-control capability, or it can be
converted to a DC voltage for driving the fan’s power supply. PWMOUT requires a pullup resistor. The
pullup resistor can be connected to a voltage supply up to 5.5V, regardless of V

= 0.

CC

= 0.

CC

CC

= 0.

. Open drain.

CC

CC

.

CC

. Open drain.

MAX6641

SMBus

兼容的温度监视器和

自动

PWM

风扇控制器集成器件

6 _______________________________________________________________________________________

表

1.

寄存器功能

READ/
WRITE

R/W 02h 0000 00xx

R/W 03h 0110 1110

R/W 04h 0101 0000

REGISTER

ADDRESS

R 00h 0000 0000

R 01h 0000 0000

POR

STATE

FUNCTION/

NAME

Read remote

(external)

temperature

Read local

(internal)

temperature

Configuration

byte

Remote-diode

temperature

OT limit

Local-diode
temperature

OT limit

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

MSB

(+128°C)

MSB

(+128°C)

Reserved
set to 0

MSB

(+128°C)

MSB

(+128°C)

(+64°C) (+32°C) (+16°C) (+8°C) (+4°C) (+2°C)

(+64°C) (+32°C) (+16°C) (+8°C) (+4°C) (+2°C)

Reserved

set to 0

(+64°C) (+32°C) (+16°C) (+8°C) (+4°C) (+2°C)

(+64°C) (+32°C) (+16°C) (+8°C) (+4°C) (+2°C)

Timeout: 0 =
enabled, 1 =

disabled

Fan

PWM

invert

Min duty

cycle:
0 = 0%,
1 = fan-

start duty

cycle

Spin-up
disable

LSB

(+1°C)

LSB

(+1°C)

XX

LSB

(+1°C)

LSB

(+1°C)

R 05h 00xx xxxx OT status

R/W 06h 00xx xxxx OT mask

R/W 07h

R/W 08h

R/W 09h 0000 000x

R 0Ah 0000 000x

R/W 0Bh 0000 0000

0110 000x

(96 = 40%)

1111 000x

(240 =
100%)

Fan-start duty

cycle

Fan maximum

duty cycle

Fan target duty

cycle

Fan

instantaneous

duty cycle

Remote-diode

fan-start

temperature

Remote 1

= fault

Remote 1
= masked

MSB

(128/240)

MSB

(128/240)

MSB

(128/240)

MSB

(128/240)

MSB

(+128°C)

Local 1 =

fault

Local 1 =

masked

(64/240) (32/240) ( 16/240) (8/240) (4/240)

(64/240) (32/240) ( 16/240) (8/240) (4/240)

(64/240) (32/240) ( 16/240) (8/240) (4/240)

(64/240) (32/240) ( 16/240) (8/240) (4/240)

(+64°C) (+32°C) (+16°C) (+8°C) (+4°C) (+2°C)

XXXXXX

XXXXXX

LSB

(2/240)

LSB

(2/240)

LSB

(2/240)

LSB

(2/240)

X

X

X

X

LSB

(+1°C)