CN107167265A - 易于集成的温度检测电路 - Google Patents

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吴丽丽
余佩琼
施朝霞
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes

Abstract

一种易于集成的温度检测电路，包括温度采集模块和温度计算模块；所述温度采集模块的输出端连接所述温度计算模块的输入端；所述温度计算模块的输出端即为所述温度检测电路的输出端；所述温度采集模块包括带隙基准源、恒流电流源、恒流电流阱、单刀双掷开关、三极管、电容和比较器。本发明提供了一种体积小、功耗低、使用方便的易于集成的温度检测电路。

Description

易于集成的温度检测电路
技术领域
本发明涉及温度检测电路，特别是涉及一种易于集成的温度检测电路。
背景技术
温度检测电路常用于各类集成电路系统中，用于检测系统工作温度。在某些应用中可以代替分立温敏元件，用于检测环境温度，从而大大降低成本，减小系统体积。
发明内容
为了克服已有温度检测电路的体积较大、功能较大、使用不便的不足,本发明提供了一种体积小、功耗低、使用方便的易于集成的温度检测电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种易于集成的温度检测电路，包括温度采集模块和温度计算模块；所述温度采集模块的输出端连接所述温度计算模块的输入端；所述温度计算模块的输出端即为所述温度检测电路的输出端；
所述温度采集模块包括带隙基准源、恒流电流源、恒流电流阱、单刀双掷开关、三极管、电容和比较器；所述带隙基准源产生恒定参考电压和所述恒流电流源，恒定参考电压和所述恒流电流源通过所述单刀双掷开关与所述电容正极连接，所述电容负极接地；所述带隙基准源产生的恒流电流阱与所述三极管发射极连接，所述三极管的基极和集电极接地；所述电容的正极与所述三极管发射极还分别连接所述比较器的正负两端；所述比较器的输出端连接所述单刀双掷开关的控制端并同时作为所述温度采集模块的输出端。
进一步，所述恒流电流源与恒流电流阱，由恒定参考电压降落在电阻上产生的基准电流镜像获得。
再进一步，所述温度计算模块包括振荡器、计数器和译码器；所述计数器的复位端同时作为所述温度计算模块的输入端，连接所述温度采集模块中比较器的输出端；所述计数器的时钟端连接所述振荡器的输出端；所述计数器的输出连接所述译码器的输入端；所述译码器输出温度代码。
本发明提供的温度检测电路中，三极管在恒流电流源驱动下得到随温度升高而降低的比较电压，该电压低于带隙基准源提供的恒定参考电压。当电容通过单刀双掷开关与恒定参考电压连接后，被充电至恒定参考电压，比较器翻转至1，温度采集开始；单刀双掷开关连接电容与恒流电流阱，恒流电流阱对电容进行恒流放电，当电容电压放电至三极管电压时，比较翻转至0，完成一次温度采集。本次温度采摘中计数器对振荡器的计数码即为原始温度码，温度越高，三极管电压越低，采集时间越长，原始温度码越高；反之温度越低，三极管电压越高，采集时间越短，原始温度码越低。原始温度码经过译码器译码修正后，即可得到温度代码。
本发明的有益效果主要表现在：体积小、功耗低、使用方便。
附图说明
图1是易于集成的温度检测电路的电路图。
其中，1-带隙基准源，2-恒流电流阱，3-恒流电流源，4-单刀双掷开关，5-电容，6-三极管，7-比较器，8-振荡器，9-计数器，10译码器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1，一种易于集成的温度检测电路，包括温度采集模块和温度计算模块；所述温度采集模块的输出端连接所述温度计算模块的输入端；所述温度计算模块的输出端即为所述温度检测电路的输出端；
所述的温度采集模块包括带隙基准源、恒流电流源、恒流电流阱、单刀双掷开关、三极管、电容和比较器；
所述带隙基准源产生恒定参考电压和所述恒流电流源，恒定参考电压和所述恒流电流源通过所述单刀双掷开关与所述电容正极连接，所述电容负极接地；
所述恒流电流源与恒流电流阱，由恒定参考电压降落在电阻上产生的基准电流镜像获得；
所述带隙基准源产生的恒流电流阱与所述三极管发射极连接，所述三极管的基极和集电极接地；
所述电容的正极与所述三极管发射极还分别连接所述比较器的正负两端；所述比较器的输出端连接所述单刀双掷开关的控制端并同时作为所述温度采集模块的输出端。
所述温度计算模块包括振荡器、计数器和译码器；
所述计数器的复位端同时作为所述温度计算模块的输入端，连接所述温度采集模块中比较器的输出端；所述计数器的时钟端连接所述振荡器的输出端；所述计数器的输出连接所述译码器的输入端；
所述译码器输出温度代码。
如图1所示，温度采集模块中的带隙基准源1产生的恒定参考电压或恒流电流阱2通过单刀双掷开关4与电容5及比较器7的正向端连接，电容5的另一端接地，其连接恒定参考电压时被恒定参考电压充电，连接电流阱时被电流阱放电放电；比较器的负向端同三极管6的发射极及电流源连接，三极管的集电极与基极接地；比较器的输出作为反馈信号控制单刀双掷开关4向恒定参考电压或恒流电流阱切换，同时作为计数器9的复位信号。计数器9的时钟端连接振荡器，在比较器7的输出控制下对振荡器的输出计数。计数器9的输出端连接译码器10，将计数的结果转换为最终输出。
所述的温度检测电路工作过程如下:
初始状态下，恒流电流源3输出恒定电流到三极管6的发射极，使发射极电压为VBE。VBE作为比较器7的负向输的电压。
温度采集开始时，电容5不带电荷，使比较器7的正向端电压为0，低于负向端电压VBE，比较器输出0。该输出值使计数器9复位，同时使单刀双掷开关4切换至带隙基准源1输出的恒定参考电压。电容5迅速被充电至恒定参考电压值并高于比较器7负向端电压VBE，比较器7输出翻转至1。该输出值使计数器9脱离复位状态，对振荡器8的输出时钟进行计数，同时使单刀双掷开关4切换至恒流电流阱2。恒流电流阱2对电容进行恒流放电，在整个放电过程中，计数器9持续计数。直到电容5被放电至等于三极管6发射极电压VBE时，比较器翻转并输出0，计数结束，即完成一次温度采集。该0值复位计数器并使单刀双掷开关重新连接恒定参考电压与电容5，开始下一次温度采集。同时计数的结果作为原始温度码传递给译码器，转换成温度代码。
因为三极管2发射极电压VBE＝VT*ln(ICE/IS)是具有负温度系数的电压(其中VT为热电压，ICE为三极管发射极电流，IS为三极管饱和电流)，其值随温度的升高而降低，所以恒流电流阱2对电容5进行恒流放电至VBE的时间会随温度的升高而变长，计数器9在一次放电时间内计的数值越大。所以计数值就是随温度升高而变大的原始温度码。该原始温度码可以被译码器转换为实际温度代码。
可选的，可以在0度和85度分别读出计数值得到一次函数，将该函数值存于译码器中，每一次计数值带入该函数，即可得到高精度的温度代码。
本实施例应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种易于集成的温度检测电路，其特征在于：所述温度检测电路包括温度采集模块和温度计算模块；所述温度采集模块的输出端连接所述温度计算模块的输入端；所述温度计算模块的输出端即为所述温度检测电路的输出端；
所述温度采集模块包括带隙基准源、恒流电流源、恒流电流阱、单刀双掷开关、三极管、电容和比较器；所述带隙基准源产生恒定参考电压和所述恒流电流源，恒定参考电压和所述恒流电流源通过所述单刀双掷开关与所述电容正极连接，所述电容负极接地；所述带隙基准源产生的恒流电流阱与所述三极管发射极连接，所述三极管的基极和集电极接地；所述电容的正极与所述三极管发射极还分别连接所述比较器的正负两端；所述比较器的输出端连接所述单刀双掷开关的控制端并同时作为所述温度采集模块的输出端。
2.如权利要求1所述的易于集成的温度检测电路，其特征在于：所述恒流电流源与恒流电流阱，由恒定参考电压降落在电阻上产生的基准电流镜像获得。
3.如权利要求1或2所述的易于集成的温度检测电路，其特征在于：所述温度计算模块包括振荡器、计数器和译码器；所述计数器的复位端同时作为所述温度计算模块的输入端，连接所述温度采集模块中比较器的输出端；所述计数器的时钟端连接所述振荡器的输出端；所述计数器的输出连接所述译码器的输入端；所述译码器输出温度代码。
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