CN111380624B - 温度计算参数提供电路、温度计算参数提供方法以及温度监控方法 - Google Patents

Abstract

一种温度计算参数提供电路，用以产生感测电压值以及校正电压值来做为一目标电子装置的温度计算参数，包含：一参数计算电路，用以计算一参考电压来产生参考电压值，该参考电压为串联该目标电子装置的一参考电阻的一跨压，以及计算该目标电子装置的一跨压的该感测电压来产生该些感测电压值；一参考温度感测电路，用以感测该参考电阻的一现今参考温度；以及一校正电路，用以根据一校正函数以及该现今参考温度来校正该些参考电压值以产生该些校正电压值。校正函数对应于该参考电阻的一电阻温度变化函数。

Description

温度计算参数提供电路、温度计算参数提供方法以及温度监 控方法

技术领域

本发明有关温度计算参数提供电路、温度计算参数提供方法以及温度监控方法，特别有关于可即时校正温度所引起的电压变化的温度计算参数提供电路、温度计算参数提供方法以及温度监控方法。

背景技术

现代电子装置体积越来越小，因此电子装置中喇叭的体积也相对应的越来越小。但在体积变小的状态下，喇叭仍须具有一定程度的表现，因此其功率(例如其操作电压或操作电流)常常会被调得较高。为了避免喇叭中的音圈(voice coil)因为高功率造成高温而损毁，常常会以一温度监控系统来控制其温度。

然而习知的温度监控系统具有一些缺点。举例来说，习知的温度监控系统会须要喇叭的感测电压值、感测电流值以及温度监控系统或喇叭的部份元件温度来进行温度监控，因此须要较多的传收端(例如脚位)来传收感测电压值、感测电流值以及温度，会增加积体电路的面积以及相关配线的复杂度。此外，感测电压值、感测电流值以及温度的传收必须同步，否则会造后后续计算的错误。而且，习知的温度监控系统须依照三个参数来计算音圈温度，增加其计算的复杂度，且温度的传送也会占掉数据传送的频宽，降低温度监控动作的速度。

发明内容

因此，本发明一目的为提供一种温度计算参数提供电路以及温度计算参数提供方法，其可即时的校正因为温度引起的电压变化。

本发明另一目的为提供一种温度监控方法，其可即时的校正因为温度引起的电压变化。

本发明一实施例提供了一种温度计算参数提供电路，用以产生感测电压值以及校正电压值来做为一目标电子装置的温度计算参数，包含：一参数计算电路，耦接至该目标电子装置，用以计算一参考电压来产生参考电压值，该参考电压为串联该目标电子装置的一参考电阻的一跨压，以及计算该目标电子装置的一跨压的该感测电压来产生该些感测电压值；一参考温度感测电路，耦接该参考电阻，用以感测该参考电阻的一现今参考温度；以及一校正电路，耦接该参数计算电路以及该参考温度感测电路，用以根据一校正函数以及该现今参考温度来校正该些参考电压值以产生该些校正电压值。其中该校正函数对应于该参考电阻的一电阻温度变化函数。

本发明其他实施例提供了对应前述电路的温度计算参数提供方法以及应用前述电路的温度监控系统。

根据前述实施例，由于利用校正电路在温度计算参数提供电路输出参考电压值便进行校正，温度计算参数提供电路不须另外输出温度给温度监控电路，因此可改善习知技术中须要三组独立的传收端来传收温度计算所须资讯的问题，也不须针对三种温度计算所须资讯设计同步机制，也降低了所须频宽。且温度监控电路只须根据两种温度计算所须资讯来计算温度，降低了其运算的复杂度。然请留意，本发明的涵盖范围不限于应用在解决这些问题。

附图说明

图1绘示了根据本发明一实施例的温度计算参数提供电路的方块图。

图2绘示了根据本发明一实施例，图1所示的参数计算电路的详细结构的方块图。

图3绘示了根据本发明一实施例，图1所示的参数计算电路的进一步详细结构的电路图。

图4绘示了据本发明一实施例的温度监控系统的方块图。

图5绘示了据本发明一实施例的温度计算参数提供方法的流程图。

符号说明：

100 温度计算参数提供电路

101 参考温度感测电路

103 参数计算电路

105 校正电路

201 类比输入讯号提供电路

203 参考电压值产生电路

205 感测电压值产生电路

301 数位类比转换器

303 放大器

400 温度监控系统

401 温度监控电路

Rr 参考电阻

Rv 音圈电阻

SP 喇叭

具体实施方式

以下将以多个实施例来描述本发明的内容。然请留意，在维持相同功能的前提下，各实施例中的组件可分割为更多组件，或整合为较少组件。此外，以下实施例是以感测喇叭音圈的温度为例子来说明，但本发明所提供的内容可运用在任何具有随温度变化的电阻值的目标电子装置上，此目标电子装置可包含单一元件(例如电阻)或是多个元件。

图1绘示了根据本发明一实施例的温度计算参数提供电路的方块图。如图1所示，喇叭SP包含一音圈，音圈电阻Rv为音圈的等效电阻。由于音圈可由金属例如铜等来制成(但不限定)，此情况下等效电阻会跟温度成线性关系。因此，在这样的实施例中，只要得知音圈电阻Rv在特定温度(例如25度)的电阻值，便可根据音圈电阻Rv的现今电阻值计算出音圈的现今温度。

温度计算参数提供电路103会计算流过音圈电阻Rv的感测电流It以及为音圈电阻Rv跨压的感测电压Vt。然后在一实施例中，会产生感测电压值VtV以及校正电压值CVrV给温度监控电路(未绘示在图1中)来做为温度计算参数。温度监控电路会根据感测电压值VtV以及校正电压值CVrV计算出音圈电阻Rv的现今电阻值并据以计算出音圈温度。

温度计算参数提供电路100包含了一参考温度感测电路101、一参数计算电路103以及一校正电路105。在此实施例中，会串联一参考电阻Rr至喇叭Sp的音圈，如前所述，音圈电阻Rv为音圈的等效电阻，因此在后续描述中，音圈均以音圈电阻Rv来表示。

参考温度感测电路101耦接参考电阻Rr以及校正电路105，用以感测参考电阻Rr的一现今参考温度Tcr并提供给校正电路105。参数计算电路103耦接至参考电阻Rr以及音圈电阻Rv，用以计算一参考电压Vr来产生参考电压值VrV，参考电压Vr为参考电阻Rr的一跨压，并计算为音圈电阻Rv的一跨压的感测电压Vt来产生感测电压值VtV。校正电路105耦接参数计算电路103，用以根据一校正函数以及现今参考温度Tcr来校正参考电压值VrV以产生校正电压值CVrV。其中校正函数对应于参考电阻Vr的一电阻温度变化函数。校正电路105可为单纯的硬体，例如包含多个逻辑闸的电路，或是轫体，例如在处理器中写入程序。

在一实施例中，前述电阻温度变化函数为Rr(T1)＝Rr(T0)×(1+αs(T1-T0))。其中T0为参考电阻Rr的一初始参考温度(例如25度)而T1为现今参考温度(即前述的现今参考温度Tcr)，Rr(T1)以及Rr(T0)分别代表参考电阻Rr在温度为T1和T0时的电阻值，αs为参考电阻Rr的温度系数(temperature coefficient)。αs可跟音圈的材质或是制程有关。在一实施例中，校正电路105将参考电压值VrV除以(1+αs(T1-T0))来校正参考电压值VrV以产生校正电压值CVrV。若不校正参考电压值VrV，参考电阻Rr的电阻值会因为温度而变化，会影响到音圈温度的计算。

如前所述，喇叭的音圈可取代为其他目标电子装置。然而，由于不同目标电子装置其电阻温度变化函数可能有所不同，校正电路105可相对应的采取不同的校正方式。举例来说，校正电路105可预先纪录一查找表，此查找表是根据电阻温度变化函数来建成，其包含了何种温度下该采用何种校正值，校正电路105可根据此查找表对参考电压值VrV进行各种加或减的运算来校正。简单来说，校正电路105可根据电阻温度变化函数以及现今参考温度来产生校正电压值CVrV，以反应出参考电阻Rv因为温度而产生的电阻变化所产生的效应。此类变化均应包含在本发明的范围内。

以下将详细说明为何将参考电压值VrV除以(1+αs(T1-T0))可抵消掉参考电阻Rr的电阻值因为温度而变化的影响，然请留意，以下算式仅用以说明将参考电压值VrV除以(1+αs(T1-T0))的好处，并非用以限定本发明所提出的温度计算参数提供电路的运算流程。

如前所述，参考电阻Rr的电阻温度变化函数为Rr(T1)＝Rr(T0)×(1+αs(T1-T0))，因此参考电阻Rr的温度为T1时，流经参考电阻Rr的电流如以下式(1)所示：

在初始参考温度T0时，音圈电阻Rv的跨压Vt以及参考电阻Rr的跨压Vr相除可得到式(2)：

在现今参考温度T1时，音圈电阻Rv的跨压Vt以及参考电阻Rr的跨压Vr相除可得到式(3)：

将式(3)除以式(2)可得式(4)：

而因为Rr(T1)＝Rr(T0)×(1+αs(T1-T0))，因此式(4)可转换为式(5)：

而由式(5)可得式(6)：

由式(6)可知，音圈电阻Rv在现今参考温度T1时的电阻Rv(T1)除了参考电压Vr和感测电压Vt之外，会受到(1+αs(T1-T0))的影响。若不予以校正会计算出错误的音圈电阻Rv(T1)。在习知的温度监控系统中，须将音圈电阻Rv的温度传送给外部的温度监控电路，如此会有习知技术的缺点，也就是须要较多的传收端(例如脚位)来传收感测电压值、感测电流值以及温度，且感测电压值、感测电流值以及温度的传收必须同步，以及温度监控电路须依照三个参数来计算音圈温度的问题。

请再参照图1，由于参考电阻Rr和音圈电阻Rv是串联的，流过的电流会相同，所以在同一温度下参考电阻Rr和音圈电阻Rv的电压比，例如

可代表其电阻值比例。因此若可抵消掉参考电阻Rr因温度产生的电阻变化，让参考电阻Rr可视为具一固定电阻值的电阻，则可根据参考电阻Rr和音圈电阻Rv同一温度下的电压比计算出音圈电阻Rv的电阻值，进而求得音圈温度。

由于Rr(T1)＝Rr(T0)×(1+αs(T1-T0))，前述式(3)可转换为式(7)。

因此，若将Vr(T1)除以(1+αs(T1-T0))来产生参考电阻Rr的温度为T1时的校正电压CVr(T1)，则式(7)会变成式(8)，其中

也就是说，校正电压CVr(T1)已反应出参考电阻Rr在现今参考温度T1下的电阻变化，因此在式(8)中，只要量测到Vt(T1)、Vr(T1)并得知为固定值的Rr(T0)，并将Vr(T1)校正为CVr(T1)，便可得到已反应出参考电阻Rr在现今参考温度T1下的电阻变化的

无须再提供温度给温度监控电路来做校正，可改善习知技术中的缺点。且

与

仅差别在Vr(T1)是否除以(1+αs(T1-T0))，其值相同，因此可据此求得音圈温度。

图2绘示了根据本发明一实施例，图1所示的参数计算电路103的详细结构的方块图。还请留意，为了简化图式，有些元件的端点未予标示，但从图式以及说明书描述内容可明确得知所指端点为何。如图3所示，参数计算电路103包含了一类比输入讯号提供电路201、一参考电压值产生电路203以及一感测电压值产生电路205。

类比输入讯号提供电路201用以提供一输入讯号INs给参考电阻Rr和音圈电阻Rv来产生参考电压Vr以及感测电压Vt。详细言之，类比输入讯号提供电路201包含一第一输入端IN1以及一第二输入端IN2，第一输入端IN1耦接参考电阻Rr的一第一端，而参考电阻Rr的一第二端耦接音圈电阻Rv的一第一端，且第二输入端IN2耦接音圈电阻Rv的一第二端。类比输入讯号提供电路201在第一输入端IN1提供输入讯号INs给参考电阻Rr和音圈电阻Rv来产生参考电压Vr以及感测电压Vt。

参考电压值产生电路203包含一第一输入端IN1r以及一第二输入端IN2r，第一输入端IN1r以及第二输入端IN2r分别耦接参考电阻Rr的第一端以及第二端，用以接收参考电压Vr并据以产生参考电压值VrV。感测电压值产生电路205包含一第一输入端IN1t以及一第二输入端IN2t，第一输入端IN1t以及第二输入端IN2t分别耦接音圈电阻Rv的第一端以及第二端，用以接收感测电压Vt并据以产生感测电压值VtV。

类比输入讯号提供电路201、参考电压值产生电路203以及一感测电压值产生电路205可藉由各种电路来实现。图3绘示了根据本发明一实施例，图1所示的参数计算电路103的进一步详细结构的电路图。如图3所示，类比输入讯号提供电路201包含一数位类比转换器(Digital to Analog Converter，DAC)301以及放大器(Amp)303。数位类比转换器301可将一数位讯号转换成类比讯号，然后放大器303可将此类比讯号放大来产生输入讯号INs。而在图3的实施例中，参考电压值产生电路203以及感测电压值产生电路205均为类比数位转换器(Analogtodigital converter，ADC)。然请留意，图2和图3的电路结构均只用以举例说明，并非用以限定本发明。

图4绘示了据本发明一实施例的温度监控系统400的方块图。如图4所示，温度监控系统400包含了前述的温度计算参数提供电路100以及温度监控电路401。温度计算参数提供电路100如前述般产生感测电压值VtV以及校正电压值CVrV并传送给温度监控电路401。温度监控电路401会根据感测电压值VtV以及校正电压值CVrV来计算出喇叭音圈的温度，并在喇叭音圈温度高于临界值时限制喇叭SP的功率(例如降低其操作电压或操作电流)。

在一实施例中，由于温度监控电路401是根据感测电压Vt以及校正电压CVr的比值来计算出音圈电阻Rv的值并根据已纪录的温度电阻变化关系来据以计算出音圈温度。但并不限定以此种方式来计算出音圈温度。

在一实施例中，温度计算参数提供电路100和温度监控电路401是独立的积体电路，在此情况下温度计算参数提供电路100和温度监控电路401仅须要两组数据传送端和资料接收端，资料传送端和资料接收端可为脚位或是任何可传收资料的介面，因此可改善习知温度监控系统的问题。

根据前述实施例，可得到一温度计算参数提供方法，包含如图5所示的步骤：

步骤501

计算一参考电压来产生参考电压值VrV，参考电压为串联目标电子装置的一参考电阻的一跨压(例如图2中的Vr)，以及计算目标电子装置的一跨压的感测电压(例如图2中的Vt)来产生感测电压值VtV。

步骤503

感测参考电阻的一现今参考温度Tcr。

步骤505

根据一校正函数以及现今参考温度Tcr来校正参考电压值VrV以产生校正电压值CVrV。

其中校正函数对应于参考电阻的一电阻温度变化函数。其他详细步骤已揭露于前述实施例中，故在此不再赘述。

若图5的方法应用于温度监控方法上，则更包含根据感测电压值VtV以及校正电压值CVrV计算目标电子装置的温度并在温度超过一临界值时调整目标电子装置的功率。

根据前述实施例，由于利用校正电路在温度计算参数提供电路输出参考电压值便进行校正，温度计算参数提供电路不须另外输出温度给温度监控电路，因此可改善习知技术中须要三组独立的传收端来传收温度计算所须资讯的问题，也不须针对三种温度计算所须资讯设计同步机制，也降低了所须频宽。且温度监控电路只须根据两种温度计算所须资讯来计算温度，降低了其运算的复杂度。然请留意，本发明的涵盖范围不限于应用在解决这些问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种温度计算参数提供电路，用以产生感测电压值以及校正电压值来作为一目标电子装置的温度计算参数，包含：

一参数计算电路，耦接至该目标电子装置，用以计算一参考电压来产生参考电压值，该参考电压为串联该目标电子装置的一参考电阻的一跨压，以及计算该目标电子装置的一跨压的感测电压来产生该感测电压值；

一参考温度感测电路，耦接该参考电阻，用以感测该参考电阻的一现今参考温度；以及

一校正电路，耦接该参数计算电路以及该参考温度感测电路，用以根据一校正函数以及该现今参考温度来校正该参考电压值以产生该校正电压值；

其中该校正函数对应于该参考电阻的一电阻温度变化函数，该电阻温度变化函数为Rr(T1)＝Rr(T0)×(1+αs(T1-T0))，其中T0为该参考电阻的一初始参考温度而T1为该现今参考温度，Rr(T1)以及Rr(T0)分别代表该参考电阻在温度为T1和T0时的电阻值，αs为该参考电阻的温度系数，该校正电路将该参考电压值除以(1+αs(T1-T0))来校正该参考电压值以产生该校正电压值。

2.根据权利要求1所述的温度计算参数提供电路，其中该校正电压值反应出该参考电阻因为温度而产生的电阻变化。

3.根据权利要求1所述的温度计算参数提供电路，该参数计算电路包含：

一类比输入讯号提供电路，包含一第一输入端以及一第二输入端，该第一输入端耦接该参考电阻的一第一端，该参考电阻的一第二端耦接该目标电子装置的一第一端，且该第二输入端耦接该目标电子装置的一第二端，该类比输入讯号提供电路在该第一输入端提供一输入讯号给该参考电阻和该目标电子装置来产生该参考电压以及该感测电压，且该感测电压为该目标电子装置的该第一端和该第二端的跨压。

4.根据权利要求3所述的温度计算参数提供电路，该参数计算电路更包含：

一参考电压值产生电路，包含一第一输入端以及一第二输入端，该第一输入端以及该第二输入端分别耦接该参考电阻的该第一端以及该第二端，用以接收该参考电压并据以产生该参考电压值；以及

一感测电压值产生电路，包含一第一输入端以及一第二输入端，该第一输入端以及该第二输入端分别耦接该目标电子装置的该第一端以及该第二端，用以接收该感测电压并据以产生该感测电压值。

5.根据权利要求4所述的温度计算参数提供电路，设置于一积体电路，该积体电路具有两数据传送端用以分别输出该感测电压值以及该校正电压值，且该积体电路不输出该现今参考温度的值。

6.根据权利要求1所述的温度计算参数提供电路，其中该目标电子装置的电阻值与温度成线性关系，且该目标电子装置为一喇叭的一音圈。

7.一种温度计算参数提供方法，用以产生感测电压值以及校正电压值来作为一目标电子装置的温度计算参数，包含：

(a)计算一参考电压来产生参考电压值，该参考电压为串联该目标电子装置的一参考电阻的一跨压，以及计算该目标电子装置的一跨压的感测电压来产生该感测电压值；

(b)感测该参考电阻的一现今参考温度；以及

(c)根据一校正函数以及该现今参考温度来校正该参考电压值以产生该校正电压值；

其中该校正函数对应于该参考电阻的一电阻温度变化函数，该电阻温度变化函数为Rr(T1)＝Rr(T0)×(1+αs(T1-T0))，其中T0为该参考电阻的一初始参考温度而T1为该现今参考温度，Rr(T1)以及Rr(T0)分别代表该参考电阻在温度为T1和T0时的电阻值，αs为该参考电阻的温度系数，该校正电路将该参考电压值除以(1+αs(T1-T0))来校正该参考电压值以产生该校正电压值。

8.一种温度监控方法，用以产生感测电压值以及校正电压值来作为一目标电子装置的温度计算参数并监控该目标电子装置的温度，包含：

(a)计算一参考电压来产生参考电压值，该参考电压为串联该目标电子装置的一参考电阻的一跨压，以及计算该目标电子装置的一跨压的感测电压来产生该感测电压值；

(b)感测该参考电阻的一现今参考温度；

(c)根据一校正函数以及该现今参考温度来校正该参考电压值以产生该校正电压值；以及

(d)根据该感测电压值以及该校正电压值计算该温度并在该温度超过一临界值时调整该目标电子装置的功率；

其中该校正函数对应于该参考电阻的一电阻温度变化函数，该电阻温度变化函数为Rr(T1)＝Rr(T0)×(1+αs(T1-T0))，其中T0为该参考电阻的一初始参考温度而T1为该现今参考温度，Rr(T1)以及Rr(T0)分别代表该参考电阻在温度为T1和T0时的电阻值，αs为该参考电阻的温度系数，该校正电路将该参考电压值除以(1+αs(T1-T0))来校正该参考电压值以产生该校正电压值。

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