OBC システムでは、温度センサも制御および安全監視において重要であるため、これについても慎重な検討が必要です。通常は、負の温度係数 (NTC) 抵抗などのアナログ デバイスによって実装されます。TMP61-Q1 は、正の温度係数 (PTC) を持つシリコンベースのサーミスタです。

温度センサにおいて最も重要な要素は精度です。TMP61-Q1 は、動作範囲全体にわたって優れた直線性と一貫した感度を提供し、シンプルかつ高精度な温度変換手法を可能にします。高い直線性により、ソフトウェアで区分的な近似やルックアップ テーブルを使用することなく、温度を算出できます。本センサは、25°C において 6400ppm/°C の抵抗温度係数 (TCR) を持ち、温度範囲全体にわたって典型値でわずか 0.2% の TCR 公差により、一貫した感度を維持します。図 3-9 に、標準抵抗と周囲温度との関係を示します。

TMP61-Q1 は、高い性能を長期間にわたって維持できるよう設計されています。高温時に短絡故障が発生した場合でも、内蔵のフェイルセーフ動作により安全性が確保されます。環境変動に対する優れた耐性により、長期的なセンサ ドリフトは典型値でわずか 0.5% に抑えられています。このデバイスは、わずか 0.6 秒という高速な熱応答時間により、温度変化に迅速に応答します。

TMP61-Q1 はコンパクトな 0402 パッケージで提供されているため、発熱源の近くに実装可能で、従来の NTC 抵抗の代替として利用できます。より高い耐熱性が求められるアプリケーション向けに、ELPG パッケージ オプションでは動作温度範囲を最大 170°C まで拡張できます。

温度検出の信頼性は、サーミスタだけでなく、プルアップ抵抗や電源にも依存します。TMP23x-Q1 デバイスは、温度に比例した出力電圧を持つ、自動車グレードの高精度 CMOS 集積回路リニア アナログ温度センサのファミリです。図 3-10 にブロック図を示します。

TMP235-Q1 は、−40°C ～ +150°C の全温度範囲において 10 mV/°C の正の傾きを持つ出力を提供し、動作電源電圧範囲は 2.3V ～ 5.5V です。一方、高ゲインの TMP236-Q1 センサは、−10°C ～ +125°C の温度範囲で 19.5mV/°C の正の傾きを持つ出力を提供し、動作電源電圧範囲は 3.1V ～ 5.5V です。また、外付けプルアップ抵抗を不要とすることで、信頼性が向上します。さらに、このデバイスは下流側コンポーネントに対する内蔵保護機能を備えており、電源過電圧状態にさらされた場合でも、異常に高い電圧がそのままバックエンドの ADC に比例して伝達されるのを防ぎ、マイコンを損傷のリスクから効果的に保護します。

サーミスタをホット スポット (例：FET、トランス、シャント抵抗) の近くに配置できない場合、測定精度および応答時間は通常低下します。OBC アプリケーションでは、電気的クリアランスおよび沿面距離を考慮する必要があるため、サーミスタの配置がトレードオフとなる場合があります。この問題を解決するため、ISOTMP35-Q1 は業界初の絶縁型温度センサ IC として、最大 3000VRMS の耐電圧を持つ内蔵絶縁バリアと、−40°C ～ 150°C の範囲で 10mV/°C の傾きを持つアナログ温度センサを統合しています。図 3-11はブロック図を示します。

この統合により、高価な絶縁回路を追加することなく、高電圧の発熱源とセンサを同一箇所に配置することが可能になります。高電圧の発熱源と直接接触させることで、絶縁要件を満たすためにセンサを離して配置する方式と比べて、より高い測定精度と高速な熱応答が得られます。

上述のデバイス レベルの設計に加えて、冗長な温度センサの採用や妥当性チェックも、システムの機能安全性を向上させるための一般的な手法です。