CN105651416A - 一种电流型温度传感器电路 - Google Patents

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周振宇
卞兴中
张薇薇
徐军
汪志伟
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    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/34—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using capacitative elements

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Abstract

本发明公开了一种电流型温度传感器电路，其特征在于采用电流模式，将基准输出的负温度系数电压转换为负温度系数电流，与基准产生的正温度系数电流进行比例积分，积分后的电压值与基准电压在比较器中进行比较并产生数字信号，对产生的数字信号经数字时钟采样后输出，同时反馈控制比例积分的积分系数，通过计算采样输出的单位时间内高电平或低电平的数量可计算获得当前温度。通过巧妙利用正温度系数电流和负温度系数电路分别完成对积分电路的充放电，通过调整积分电路的比例系数及正负温度系数电流运算组合满足不同使用环境、电路不同参数或不同温度检测范围的测试需求，整体线路简单，体检小，可满足多点测试要求。

Description

一种电流型温度传感器电路
技术领域
本发明涉及环境温度检测电路，特别设计一种电流型温度传感器电路。
背景技术
在许多电子系统应用中，都需要监控系统的环境温度。而为了实现该目的，最常用的方法是在系统中使用一个专用的温度传感器芯片或模块，来获得系统温度，这种方法的缺点是，本身传感器模块占用较大空间，系统较为复杂，成本较高。随着集成电路控制技术的飞速发展，芯片制造工艺的不断进步，使得芯片上集成的晶体管数目不断增加，然而，伴随着工艺进步的同时，具有复杂集成度的SOC芯片的温度管理成为了设计者的难题，对于高速高功耗芯片来说，这一问题尤其突出。因此，温度传感器对于SOC芯片温度管理有着不不可或缺的作用。然而传统温度传感器具有体积较大，不易集成等特点，因此，采用标准CMOS工艺实现的温度传感器具有巨大的现实意义。
发明内容
针对以上缺陷，本发明目的如何简化系统复杂度，在保证测量温度精度的前提下，降低传感器体积的温度传感器电路。
为了解决实现以上目的，本发明提供了一种电流型温度传感器电路，其特征在于采用电流模式，将基准输出的负温度系数电压转换为负温度系数电流，与基准产生的正温度系数电流进行比例积分，积分后的电压值与基准电压在比较器中进行比较并产生数字信号，对产生的数字信号经数字时钟采样后输出，同时反馈控制比例积分的积分系数，通过计算采样输出的单位时间内高电平或低电平的数量可计算获得当前温度。
所述的电流型温度传感器电路，其特征在于包括基准产生模块、电流生成模块、比例积分模块、比较器模块和采样模块；所述基准产生模块，产生后续所需要的正温度系数电流、负温度系数电压及基准电压，正温度系数电流随着温度升高电流增大，负温度系数电压的电压随着温度升高电压降低；所述电流生成模块，将输入电压信号转换成电流信号；所述比例积分模块，对正温度系数电流与负温度系数电流按比例积分；所述比较器模块，将积分后电压值与基准电压进行比较；采样模块，对比较器输出电平在每个时钟边沿采样，输出温度数据；所述负温度系数电压与所述电流生成模块相连接，输出负温度系数电流；所述正温度系数电流与负温度系数电流通过可控开关与比例积分模块相连接，比例积分模块的输出端与比较器模块的一比较输入端相连，比较器模块的另一比较输入端与基准电压相连接；比较器模块的输出端与可控开关的控制端相连接；采样模块的采样输入端与比较器模块输出端相连接，通过计算单位时间内采样到的比较器模块的输出的高电平或低电平的数量可计算获得当前温度。
所述的电流型温度传感器电路，其特征在于所述比例积分模块由充电电容来实现，基准电压与比较器模块的负输入端相连，充电电容的正端与比较器模块的正输入端相连，充电电容的正端通过可控开关正温度系数电流与负温度系数电流分别相连；当比较器模块输出端输出为高电平时，充电电容的正端与正温度系数电流接通，对电容进行充电操作；当比较器模块输出端输出为低电平时，充电电容的正端与负温度系数电流接通，对电容进行放电操作。
所述的电流型温度传感器电路，其特征在于在芯片上不同位置设置多个电流型温度传感器电路，多个电流型温度传感器电路公用同一个基准产生模块。
所述的电流型温度传感器电路，其特征在于所述比较器模块采用钟控比较器电路，比较器只在采样时钟边沿处进行比较。
所述的电流型温度传感器电路，其特征在于所述基准产生模块还包括产生负温度系数电流模块，本电路可省去电流生成模块。
本发明通过巧妙利用正温度系数电流和负温度系数电路分别完成对积分电路的充放电，通过调整积分电路的比例系数及正负温度系数电流运算组合满足不同使用环境、电路不同参数或不同温度检测范围的测试需求，整体线路简单，体检小，可满足多点测试要求。
附图说明
图1是电流型温度传感器电路结构图；
图2是电流型温度传感器电路应用拓扑图；
图3不同温度下输出波形图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是电流型温度传感器电路结构图,图2是电流型温度传感器电路应用拓扑图；电流型温度传感器电路包括基准产生模块Bandgap、电流生成模块V/I、比例积分模块、比较器模块和采样模块Compare&Sample；所述基准产生模块，产生后续所需要的正温度系数电流Iptat、负温度系数电压及基准电压，正温度系数电流随着温度升高电流增大，负温度系数电压的电压随着温度升高电压降低；所述电流生成模块，将输入电压信号转换成电流信号；所述比例积分模块，对正温度系数电流与负温度系数电流按比例积分；所述比较器模块，将积分后电压值与基准电压进行比较；采样模块，对比较器输出电平在每个时钟边沿采样，输出温度数据BitStream；所述负温度系数电压与所述电流生成模块相连接，输出负温度系数电流Ictat；所述正温度系数电流与负温度系数电流通过可控开关与比例积分模块相连接，比例积分模块的输出端与比较器模块的一比较输入端相连，比较器模块的另一比较输入端与基准电压相连接；比较器模块的输出端与可控开关的控制端相连接；采样模块的采样输入端与比较器模块输出端相连接，通过计算单位时间内采样到的比较器模块的输出的高电平或低电平的数量可计算获得当前温度。图3不同温度下输出波形图，不同的温度下比例积分模块的输入端充放电波形是不同，对应与参考电压Vref进行比较，比较器模块的输出的高电平和低电平的时间也不同，通过采样单位时间内采样到的比较器模块的输出的高电平或低电平的数量可计算获得当前温度。
产生的负温度系数电流与正温度系数电流在电容上极板进行充放电，随着温度升高，负温度系数电流减小，正温度系数电流增加，由于时钟周期固定，在相同的时间里，充电速度大于放点速度，即比较器输入端电压上升速度快于下降速度，因此比较电压高于基准电压时间较多，采样输出“1”较多；反之，随着温度下降，负温度系数电流增大，正温度系数电流减小，充电速度小于放电速度于放电速度，因此比较电压低于基准电压时间较多，采样输出“0”较多，采样一定时间内电路输出“1”或“0”个数，得出当前芯片温度相对值。
本发明称为电流型的原因是指充放电始终由正负温度系数电流完成，当时钟上升沿到达时，比较器检测电容上极板电压与基准电压大小，若大于基准电压，比较器输出为高，反馈控制关闭负温度系数电流，打开正温度系数电流放电；反之，反馈控制关闭正温度系数电流，打开负温度系数充电。
以上所揭露的仅为本发明一种实施例而已，当然不能以此来限定本之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种电流型温度传感器电路，其特征在于采用电流模式，将基准输出的负温度系数电压转换为负温度系数电流，与基准产生的正温度系数电流进行比例积分，积分后的电压值与基准电压在比较器中进行比较并产生数字信号，对产生的数字信号经数字时钟采样后输出，同时反馈控制比例积分的积分系数，通过计算采样输出的单位时间内高电平或低电平的数量可计算获得当前温度。
2.根据权利要求1所述的电流型温度传感器电路，其特征在于包括基准产生模块、电流生成模块、比例积分模块、比较器模块和采样模块；所述基准产生模块，产生后续所需要的正温度系数电流、负温度系数电压及基准电压，正温度系数电流随着温度升高电流增大，负温度系数电压的电压随着温度升高电压降低；所述电流生成模块，将输入电压信号转换成电流信号；所述比例积分模块，对正温度系数电流与负温度系数电流按比例积分；所述比较器模块，将积分后电压值与基准电压进行比较；采样模块，对比较器输出电平在每个时钟边沿采样，输出温度数据；所述负温度系数电压与所述电流生成模块相连接，输出负温度系数电流；所述正温度系数电流与负温度系数电流通过可控开关与比例积分模块相连接，比例积分模块的输出端与比较器模块的一比较输入端相连，比较器模块的另一比较输入端与基准电压相连接；比较器模块的输出端与可控开关的控制端相连接；采样模块的采样输入端与比较器模块输出端相连接，通过计算单位时间内采样到的比较器模块的输出的高电平或低电平的数量可计算获得当前温度。
3.根据权利要求2所述的电流型温度传感器电路，其特征在于所述比例积分模块由充电电容来实现，基准电压与比较器模块的负输入端相连，充电电容的正端与比较器模块的正输入端相连，充电电容的正端通过可控开关正温度系数电流与负温度系数电流分别相连；当比较器模块输出端输出为高电平时，充电电容的正端与正温度系数电流接通，对电容进行充电操作；当比较器模块输出端输出为低电平时，充电电容的正端与负温度系数电流接通，对电容进行放电操作。
4.根据权利要求2或3所述的电流型温度传感器电路，其特征在于在芯片上不同位置设置多个电流型温度传感器电路，多个电流型温度传感器电路公用同一个基准产生模块。
5.根据权利要求4所述的电流型温度传感器电路，其特征在于所述比较器模块采用钟控比较器电路，比较器只在采样时钟边沿处进行比较。
6.根据权利要求5所述的电流型温度传感器电路，其特征在于所述基准产生模块还包括产生负温度系数电流模块，本电路可省去电流生成模块。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108225588A (zh) * 2017-12-29 2018-06-29 芯原微电子(上海)有限公司 一种温度传感器及温度检测方法
CN113280935A (zh) * 2021-07-21 2021-08-20 中国电子科技集团公司第九研究所 一种铁氧体移相器磁芯温度检测装置及检测方法
CN113741612A (zh) * 2021-09-17 2021-12-03 成都微光集电科技有限公司 温度传感器
CN113758606A (zh) * 2021-10-14 2021-12-07 成都微光集电科技有限公司 温度传感器及测温设备
CN113899459A (zh) * 2021-10-14 2022-01-07 成都微光集电科技有限公司 自检测的电流型温度传感器及温度检测设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103837253A (zh) * 2014-03-21 2014-06-04 苏州纳芯微电子有限公司 一种cmos温度传感器
US20140333330A1 (en) * 2013-03-15 2014-11-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Sensor and method of sensing a value of a parameter
CN104483033A (zh) * 2014-12-09 2015-04-01 中国航空工业集团公司第六三一研究所 一种宽温范围的cmos温度传感器电路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140333330A1 (en) * 2013-03-15 2014-11-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Sensor and method of sensing a value of a parameter
CN103837253A (zh) * 2014-03-21 2014-06-04 苏州纳芯微电子有限公司 一种cmos温度传感器
CN104483033A (zh) * 2014-12-09 2015-04-01 中国航空工业集团公司第六三一研究所 一种宽温范围的cmos温度传感器电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张萍: "CMOS集成温度传感器的研究与设计", 《中国优秀硕士论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108225588A (zh) * 2017-12-29 2018-06-29 芯原微电子(上海)有限公司 一种温度传感器及温度检测方法
CN108225588B (zh) * 2017-12-29 2020-01-07 芯原微电子(上海)股份有限公司 一种温度传感器及温度检测方法
CN113280935A (zh) * 2021-07-21 2021-08-20 中国电子科技集团公司第九研究所 一种铁氧体移相器磁芯温度检测装置及检测方法
CN113280935B (zh) * 2021-07-21 2021-10-08 中国电子科技集团公司第九研究所 一种铁氧体移相器磁芯温度检测装置及检测方法
CN113741612A (zh) * 2021-09-17 2021-12-03 成都微光集电科技有限公司 温度传感器
CN113758606A (zh) * 2021-10-14 2021-12-07 成都微光集电科技有限公司 温度传感器及测温设备
CN113899459A (zh) * 2021-10-14 2022-01-07 成都微光集电科技有限公司 自检测的电流型温度传感器及温度检测设备
CN113899459B (zh) * 2021-10-14 2023-09-05 成都微光集电科技有限公司 自检测的电流型温度传感器及温度检测设备
CN113758606B (zh) * 2021-10-14 2023-09-05 成都微光集电科技有限公司 温度传感器及测温设备

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