CN113899459A - 自检测的电流型温度传感器及温度检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自检测的电流型温度传感器，包括自检模块、电流源提供单元、积分器、量化器和滤波器，自检模块包括自检电流源和自检开关，自检电流源的正极接地，自检电流源的负极通过自检开关连接电流源提供单元，自检电流源用于使电流型温度传感器输出第一量化输出值，第一量化输出值用于检测电流型温度传感器是否失效，通过自检电流源使电流型温度传感器输出第一量化输出值，第一量化值用于检测电流型温度传感器是否失效，从而完成对电流型温度传感器的自检测，实现了电流型温度传感器的自检测功能。结构简单，占用芯片面积小，成本低，自检测准确度高，稳定性高。本发明还提供了一种温度检测设备，包括电流型温度传感器。

Description

自检测的电流型温度传感器及温度检测设备

技术领域

本发明涉及温度检测技术领域，尤其涉及一种自检测的电流型温度传感器及温度检测设备。

背景技术

随着集成电路技术的发展，工艺特征尺寸不断缩小，芯片集成度不断提高，芯片功耗密度也越来越高，除了强调散热与低功耗设计，温度监测也成为不可或缺的基本功能。对于模拟电路而言，许多电路模块及功能对温度变化更为敏感，因此需要根据芯片温度的变化实时改变操作配置。除此之外，在对可靠性要求高的应用场景中，还要求温度传感器电路具备自检测功能，检测温度传感器自身是否失效。当检测到电路失效时，及时反馈结果。

在实际应用中，越来越多的片上系统设计中选择将温度传感器集成到芯片中。电压型温度传感器采用与绝对温度成正比的电压(V_PTAT)与一个基准电压(V_REF)的比值产生一个与温度相关的输出，具体的实现常是采用模数转换器(Analogue-to-DigitalConversion，ADC)以V_REF为参考电压，对V_PTAT电压进行采样并量化。电流型温度传感器，将温度电压转换成温度电流来处理，具体的实现常是采用Delta-Sigma调制器(Delta-Sigmamodular，DSM)对与温度成正比的电流(I_PTAT)和与温度成反比的电流(I_CTAT)进行操作处理和量化。

温度传感器检测的温度范围较大，通常-40～155℃，温度传感器的自检测被要求在一个未知的温度条件下去确认温度传感器工作状态是否正常。这就需要温度传感器在自检测模式时输出一个与温度变化不相关的量化输出值，如果该量化输出值在预期范围内，则温度传感器被认定当前处于正常工作状态，否则温度传感器被认定当前处于一个失效状态。故自检测模式时的固定量化输出值被要求尽可能稳定的落在预期范围内，且该预期值范围应尽可能的小，尤其是在高精度温度传感器的自检测中对量化输出值的要求更高。

现有技术中，添加额外检测电路或检测装置来检测温度传感器是否失效，检测装置或检测电路占用芯片面积较大，成本高。

公开号为CN 105651416 A的发明专利公开了一种电流型温度传感器电路，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。但是该发明未设置电路的检测电路，因此不具有电流型温度传感器电路的自检功能，无法判断电流型温度传感器是否失效。

因此，有必要提供一种自检测的电流型温度传感器及温度检测设备以解决上述的现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自检测的电流型温度传感器及温度检测设备，以解决现有技术中传感器自检电路占用芯片面积大、成本高的问题。

为实现上述目的，本发明的所述的自检测的电流型温度传感器包括包括自检模块、电流源提供单元、积分器、量化器和滤波器，所述电流源提供单元的输出端与所述积分器的第一输入端连接，所述积分器的输出端连接所述量化器的输入端，所述量化器的输出端连接所述滤波器的输入端；

所述自检模块包括自检电流源和自检开关，所述自检电流源的正极接地，所述自检电流源的负极通过所述自检开关连接所述电流源提供单元，所述自检电流源用于使所述电流型温度传感器输出第一量化输出值，所述第一量化输出值用于检测所述电流型温度传感器是否失效。

本发明所述的自检测的电流型温度传感器的有益效果在于：

设置了自检模块，自检模块包括自检电流源，通过自检电流源使电流型温度传感器输出第一量化输出值，第一量化值用于检测电流型温度传感器是否失效，从而完成对电流型温度传感器的自检测，实现了电流型温度传感器的自检测功能。本发明的自检模块结构简单，占用芯片面积小，成本低，自检测准确度高，稳定性高。

优选地，所述自检模块还包括自检开关，所述自检电流源的正极通过所述自检开关连接所述电流源提供单元，所述自检电流源的负极接地。

优选地，所述电流源提供单元包括第一电流源、第一控制开关、第二电流源、第二控制开关和温度检测开关，所述第一电流源的正极依次连接所述第一控制开关、所述第二控制开关、所述温度检测开关和所述第二电流源的负极，所述第一控制开关和所述第二控制开关间的节点连接所述积分器的第一输入端，所述第二电流源的正极接地。

优选地，所述第二控制开关和所述温度检测开关间的节点连接所述自检开关。

所述自检开关闭合并且所述温度检测开关断开，使所述电流型温度传感器进入自检模式；

所述温度检测开关闭合并且所述自检开关断开，使所述电流型温度传感器进入温度检测模式。其有益效果在于：根据需要自由选择所述电流型温度传感器的温度检测模式或自检模式。

进一步优选地，所述电流型温度传感器进入温度检测模式后，所述第一电流源输出第一温度电流且所述第二电流源输出第二温度电流至所述积分器，所述电流型温度传感器输出第二量化输出值，所述第二量化输出值与所述第一温度电流和所述第二温度电流均相关。

进一步优选地，所述电流型温度传感器进入自检模式后，所述第一电流源输出所述第一温度电流且所述自检电流源输出自检电流至所述积分器，所述自检电流为所述第一温度电流的若干倍，所述自检测的电流型温度传感器输出第一量化输出值；

当所述第一量化输出值与所述第一温度电流和所述第二温度电流均不相关，判定所述电流型温度传感器为有效状态；

当所述第一量化输出值与所述第一温度电流和所述第二温度电流中任意一个相关，判定所述电流型温度传感器为失效状态。

其有益效果在于：通过自检电流源输出的自检电流，且自检电流为第一温度电流的若干倍，从而使有效状态的电流型温度传感器输出一个与温度电流不相关的量化输出值，从而实现了电流型温度传感器的自检测功能。

优选地，所述量化器包括比较器、第一反馈信号线、第二反馈信号线和反相器，所述比较器的输出端连接所述滤波器的输入端，所述比较器的输出端还通过所述第一反馈信号线连接所述第二控制开关，所述第一反馈信号线连接所述反相器的输入端，所述反相器的输出端通过所述第二反馈信号线连接所述第一控制开关；

所述比较器输出结果并将所述输出结果反馈至所述第二控制开关和所述第一控制开关，以分别控制所述第二控制开关和所述第一控制开关的开关状态。

优选地，所述积分器包括运算放大器、电容和复位开关，所述运算放大器的负输入端连接所述第一控制开关和所述第二控制开关间的节点，所述运算放大器的正输入端连接所述比较器的正输入端，所述运算放大器的输出端连接所述比较器的负输入端，所述复位开关的两端分别连接所述运算放大器的负输入端和所述运算放大器的输出端，所述电容与所述复位开关并联。

进一步优选地，所述积分器还包括电压源，所述电压源的正极连接所述运算放大器的正输入端和所述比较器的正输入端，所述电压源的负极接地。

本发明还提供一种温度检测设备，包括本发明所述的自检测的电流型温度传感器。

本发明的所述温度检测设备的有益效果在于：

所述温度检测设备包括所述自检测的电流型温度传感器，通过自检电流源使电流型温度传感器输出第一量化输出值，第一量化输出值用于检测电流型温度传感器是否失效，从而实现了电流型温度传感器的自检测功能。

附图说明

图1为本发明实施例的自检测的电流型温度传感器电路图；

图2为本发明实施例的带隙基准电压源的电路图；

图3为本发明实施例的另一种实施方式中自检测的电流型温度传感器电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种自检测的电流型温度传感器及温度检测设备。按图的顺序叙述

图1为本发明实施例的自检测的电流型温度传感器电路图，参照图1，本发明的的自检测的电流型温度传感器包括自检模块2、电流源提供单元3、积分器4、量化器5和滤波器1，电流源提供单元3的输出端连接积分器4的输入端，积分器4的输出端连接量化器5的输入端，量化器5的输出端连接滤波器1的输入端；

在一些实施方式中，滤波器1可以为降采样滤波器。

自检模块2包括自检电流源20和自检开关21，自检电流源20的正极接地，自检电流源20的负极通过自检开关21连接电流源提供单元3，自检电流源2用于使电流型温度传感器输出第一量化输出值，第一量化输出值用于检测电流型温度传感器是否失效。

本发明的自检测的电流型温度传感器的优点在于：

设置了自检模块2，结构简单，通过自检电流源20使电流型温度传感器输出第一量化输出值，第一量化输出值用于检测电流型温度传感器是否失效，从而实现电流型温度传感器的自检测的功能，自检测准确度高，稳定性高。

作为本发明一种优选的实施方式，参照图1，电流源提供单元3包括第一电流源30、第一控制开关31、第二电流源34、第二控制开关32和温度检测开关33，第一电流源30的正极依次连接第一控制开关31、第二控制开关32、温度检测开关33和第二电流源34的负极，第一控制开关31和第二控制开关32间的节点连接积分器4的第一输入端，第二电流源34的正极接地。

作为本发明一种优选的实施方式，自检开关21连接第二控制开关32和温度检测开关33间的节点。

作为本发明一种优选的实施方式，参照图1，量化器5包括比较器50、第一反馈信号线51、第二反馈信号线52和反相器53，量化器5的输出端通过第一反馈信号线51连接第二控制开关32，第一反馈信号线51上的节点连接反相器53的输入端，反相器53的输出端通过第二反馈信号线52连接第一控制开关31；

比较器50将输出结果并将输出结果分别反馈至第二控制开关32和第一控制开关31，以分别控制第二控制开关32和第一控制开关31。

作为本发明一种优选的实施方式，参照图1，积分器4包括运算放大器40、电容41和复位开关42，运算放大器40的负输入端连接第一控制开关31和第二控制开关32间的节点，复位开关42的两端分别连接运算放大器40的负输入端与运算放大器40的输出端，运算放大器40的负输入端与运算放大器40的输出端间连接电容41，运算放大器40的正输入端连接比较器50的正输入端，运算放大器40的输出端连接比较器50的负输入端，电容41与复位开关42并联。

可说明的是，在电流型温度传感器的每个检测周期前，或电流型温度传感器完成一周期的检测后，复位开关42进行一次复位动作，清除积分电容41上储存的电荷。在温度检测模式下，电流型温度传感器正常检测温度时，复位开关42处于断开状态。自检模式下，电流型温度传感器自检工作时，复位开关42也处于断开状态。

作为本发明一种优选的实施方式，参照图1，积分器4还包括电压源43，电压源43的正极连接运算放大器40的正输入端和量化器5的正输入端，电压源43的负极接地。

作为本发明一种优选的实施方式，自检开关21闭合并且温度检测开关33断开，使自检测的电流型温度传感器进入自检模式；

温度检测开关33闭合并且自检开关21断开，使自检测的电流型温度传感器进入温度检测模式。其优点在于：根据需要自由选择电流型温度传感器的温度检测模式或自检模式。

作为本发明一种优选的实施方式，电流型温度传感器进入温度检测模式后，第一电流源30输出第一温度电流且第二电流源34输出第二温度电流至积分器4，电流型温度传感器输出第二量化输出值，第二量化输出值与第一温度电流和第二温度电流均相关。

具体地，电流型温度传感器进入温度检测模式后，第一电流源30输出第一温度电流，第一温度电流的电流值为I_PTAT，第二电流源33输出第二温度电流，第二温度电流的电流值为I_CTAT，温度传感器输出第二量化输出值，第二量化输出值μ的表达式为

在温度检测模式下，第二量化输出值μ与第一温度电流I_PTAT和第二温度电流I_CTAT均相关。

作为本发明一种优选的实施方式，电流型温度传感器进入自检模式后，第一电流源30输出第一温度电流且自检电流源20输出自检电流至积分器4，第一温度电流的电流值为I_PTAT，自检电流为第一温度电流的若干倍，自检电流的电流值为N×I_PTAT，N为不为0和-1的实数。电流型温度传感器输出第一量化输出值μ'，第一量化输出值μ'的表达式为

当第一量化输出值与第一温度电流I_PTAT和第二温度电流I_CTAT均不相关，判定电流型温度传感器为有效状态；

当第一量化输出值μ'与第一温度电流I_PTAT和第二温度电流I_CTAT中任意一个相关，判定电流型温度传感器为失效状态。

其优点在于：通过自检电流源20输出的自检电流，且自检电流为第一温度电流的若干倍，从而使有效状态的电流型温度传感器输出一个与温度电流不相关的量化输出值，从而实现了电流型温度传感器的自检测功能。

为更好的理解本发明的自检测的电流型温度传感器的工作原理，下面结合电压型温度传感器和电流型温度传感器的工作原理来说明本发明的自检测的电流型温度传感器的工作原理。

电压型温度传感器包括带隙基准电压源和模数转换器，带隙基准电压源与模数转换器连接，用于对模数转换器提供电压，模数转换器用于输出与温度成正比的量化输出值。图2为带隙基准电压源的电路图，如图2所示，带隙基准电压源8包括启动电路80，启动电路80的输出端连接第一PMOS管PM1的漏极和第一电阻R1，第一电阻R1的第一端接第一PMOS管PM1的漏极，第一电阻R1的第二端连接第一三极管Q1的发射极，第一三极管Q1的集电极接公共接地端VSS，第一三极管Q1的基极与集电极短接；第一PMOS管PM1的源极接电源电压端VDD，第一PMOS管PM1的栅极接第二PMOS管PM2的栅极；

第二PMOS管PM2的源极接电源电压端VDD，第二PMOS管PM2的漏极接第二三极管Q2的发射极，第二三极管Q2的集电极接公共接地端VSS，第二三极管Q2的基极与集电极短接；

第一电阻R1的第一端与第一PMOS管PM1漏极之间的节点x还连接第一运算放大器81的正输入端，第一运算放大器81的负输入端连接第二PMOS管PM2的漏极与第二三极管Q2发射极间的节点y，第一运算放大器81的输出端连接第一PMOS管PM1的栅极和第二PMOS管PM2的栅极，第一运算放大器81的输出端还连接第三PMOS管PM3的栅极和第四PMOS管PM4的栅极，第三PMOS管PM3的源极和第四PMOS管PM4的源极均接电源电压端VDD，第二PMOS管PM2的漏极、第三PMOS管PM3的漏极和第四PMOS管PM4的漏极均输出电流I_PTAT；

第三PMOS管PM3的漏极连接第二电阻R2的第一端，第三PMOS管PM3的漏极和第二电阻R2的第一端间连接电压输出端VREF，第二电阻R2的第二端接第三三极管Q3的发射极，第三三极管Q3的集电极接公共接地端VSS，第三三极管Q3的基极与集电极短接；第二电阻R2的第二端和第三三极管Q3的发射极连接第二运算放大器82的正输入端，第二运算放大器82的负输入端连接第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端连接公共接地端VSS，第二运算放大器82的输出端接NMOS管NM1的栅极，NMOS管NM1的源极连接第三电阻R3的第一端和第二运算放大器82的负输入端，NMOS管NM1的漏极输出电流I_CTAT。由于带隙基准电压源8的工作原理为本领域的常用的技术手段，在此不再赘述。

带隙基准电压源8的输出电压V_REF的表达式如下：

ΔV_BE＝V_Tln(N)

其中，V_REF为电压输出端VREF的输出电压，即带隙基准电压源8的输出电压，V_BE为第三三极管Q3的发射极电压，ΔV_BE为负温度系数特性，R₁为第一电阻R1对应的电阻阻值，R₂为第二电阻R2对应的电阻阻值，V_T为具有正温度系数特性的热电压，N为第一三极管Q1与第二三极管Q2的数量比值，V_PTAT为带隙基准电压源提供给模数转换器的输入信号电压。上述表达式中，实际上是使用负温度系数和正温度系数特性电压叠加，来产生近似零温度系数的输出电压V_REF。

将上述带隙基准电压源的电压V_PTAT作为模数转换器的输入信号，电压V_PTAT与绝对温度成正比。将上述电压输出端的输出电压V_REF作为模数转换器的参考电压，该输出电压V_REF近似零温度系数特性。模数转换器的量化结果的表达式为：

由此得到量化输出值μ，量化输出值μ与温度成正比，从而实现了温度传感器的温度检测功能。

依据上述的带隙基准电压源8的输出电压的表达式对

进行变形处理，变形后的表达式为：

使

表达式的右侧的分数的分子和分母均除以R₃，R₃为第三电阻R3对应的电阻值，得到表达式：

令R₃＝R₂，得到

再依据欧姆定律，可得

其中，I_PTAT为带隙基准电压源8产生的第一温度电流，即第四PMOS管PM4的漏极输出的电流，用作模数转换器的第一输入电流；I_CTAT为带隙基准电压源8产生的第二温度电流，即NMOS管NM1的漏极输出的电流，用作模数转换器的第二输入电流。

将

代入

得到表达式：

可见，对

的变形处理，将量化输出值与电压的关系方程转换为了量化输出值与电流的关系方程，即将模数转换器的输入从电压信号转变为电流信号，从而得到电流型温度传感器的量化输出值的表达式

参照图1，本发明的自检测的电流型温度传感器的工作原理如下：

(1)电流型温度传感器进入温度检测模式时，将温度检测开关33闭合，自检开关21断开，从而将第二电流源34接入传感器电路；当第一控制开关31闭合，第二控制开关32断开时，第一电流源30输出第一温度电流至积分器4，第一温度电流的电流值为I_PTAT；第二控制开关32闭合，第一控制开关31断开时，第二电流源34输出第二温度电流至积分器4，第二温度电流的电流值为I_CTAT。

可说明的是，第一温度电流I_PTAT和第二温度电流I_CTAT可以由上述的带隙基准电压源提供。

积分器4接收第一温度电流和第二温度电流后，对上述的第一温度电流和第二温度电流进行积分运算，得到积分电压，并将积分电压输出至比较器50；

比较器50对上述的积分电压和预设的参考电压进行比较运算，比较器50依据比较运算结果输出逻辑值“1”或“0”至滤波器1。

滤波器1在预设的时间段内，统计逻辑值为“1”的个数，并计算滤波器1在时间区域内接收的所有逻辑值中的逻辑值为“1”的个数的占比，依据逻辑值为“1”的个数占比输出数字字码。输出的数字字码即为第二量化输出值，并且与第一温度电流I_PTAT和第二温度电流I_CTAT相关，第二量化输出值与检测的温度成比例。在温度检测模式下，自检测的电流型温度传感器的第二量化输出值μ的表达式为：

由上述的第二量化输出值的表达式可知，其第二量化输出值与第一温度电流I_PTAT和第二温度电流I_CTAT均相关。

可说明的是，由于比较器50的输出端还通过第一反馈信号线51连接第二控制开关32，比较器50的输出端还依次通过第一反馈信号线51、反相器53和第二反馈信号线52连接第一控制开关31。因此，在比较器50输出逻辑值“1”或“0”至滤波器1的时候，量化器5还将逻辑值“1”或“0”反馈至第一控制开关31和第二控制开关32，第一控制开关31和第二控制开关32接收逻辑值后，控制第一控制开关31和第二控制开关32的通断。

具体地，当比较器50输出逻辑值“1”时，通过第一反馈信号线51将逻辑值“1”传输至第二控制开关32，第二控制开关32接收逻辑值“1”后，第二控制开关32闭合导通；第一反馈信号线51上逻辑值“1”输入反相器53后，反相器53输出逻辑值“0”，并经过第二反馈信号线52将逻辑值“0”传输至第一控制开关31，第一控制开关31接收逻辑值“0”后，第一控制开关31断开；

当比较器输出逻辑值“0”时，第二控制开关32接收逻辑值“0”后，第二控制开关32断开；第一控制开关31接收反相器53输出的逻辑值“1”，第一控制开关31闭合导通。

可补充的是，在温度检测模式下或自检模式下，电流型温度传感器的第一控制开关31与第二控制开关32的开关状态总是相反，即第一控制开关31闭合时，第二控制开关32断开；第一控制开关31断开时，第二控制开关32闭合。

(2)自检模块2用于检测电流型温度传感器电路是否能正常工作，假设自检测模式时当前环境温度为未知温度，即在自检模式下，可准确检测温度且有效的电流型温度传感器的输出应不受温度因素的影响，因此电流型温度传感器输出的量化输出值必须为一个与温度不相关的、确定的预设值，用于判定电流型温度传感器为有效状态。

本发明的自检测的电流型温度传感器在自检模式时，温度检测开关33断开，断开电流型温度传感器与第二电流源34的连接，自检开关21闭合从而使自检电流源20接入电流型温度传感器电路，使电流型温度传感器进入自检模式；

第一控制开关31闭合，第二控制开关32断开时，第一电流源30输出第一温度电流至积分器4，第一温度电流的电流值为I_PTAT；第一控制开关31断开，第二控制开关32闭合时，自检电流源20输出自检电流至积分器4，自检电流的电流值为N×I_PTAT，N为不为0和-1的实数；

积分器4接收第一温度电流和第二温度电流后，对上述的第一温度电流和自检电流进行积分运算，得到积分电压，并将积分电压输出至量化器5；

比较器50对上述的积分电压和预设的参考电压进行比较运算，比较器50依据比较运算结果输出逻辑值“1”或“0”至滤波器1。滤波器1在预设的时间段内，统计逻辑值为“1”的个数，并计算滤波器1在时间区域内接收的所有逻辑值中的逻辑值为“1”的个数的占比，依据占比输出数字字码。输出的数字字码即为第二量化输出值。

电流型温度传感器在自检模式下，由于将温度检测模式下第二电流源34替换为自检电流源20，因此得到第二量化输出值μ'的表达式为：

对上述表达式进行简化，得到第二量化输出值μ'的表达式：

由此得到一个与温度不相关的固定的第二量化输出值，第一量化输出值表达式

与第一温度电流I_PTAT和第二温度电流I_CTAT均不相关，用于自检测时判定电流型温度传感器电路模块是否失效，从而实现了电流型温度传感器的自检测功能。

本领域的技术人员将会意识到，这里所述的实施方案是为了帮助读者理解本发明的原理。设计人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

如将自检测的电流型温度传感器的量化器5替换成多比特Delta-Sigma调制器，搭配本发明的电流源组合方案，亦应在本发明的保护范围内。

在本发明另一种实施方式中，图3为本发明实施例的另一种实施方式中自检测的电流型温度传感器电路图。参照图1和图3，图3和图1中的电流源提供单元3、积分器4、量化器5和滤波器1的结构及连接关系相同。图1的电流型温度传感器与图3的电流型温度传感器的不同点在于：

图1的第二控制开关32与第二电流源34的负极间设置温度检测开关33，并且自检电流源20的负极连接自检开关21的一端，自检开关21的另一端连接温度检测开关33与第二控制开关32间的节点，自检电流源20的输出电流值为N×I_PTAT；

图3中，改变了自检电流源20、自检开关21和温度检测开关33的位置。具体为：在第一控制开关31和第一电流源30的正极间增加温度检测开关33，自检电流源20的正极连接自检开关21的一端，自检开关21的另一端连接温度检测开关33与第一控制开关31间的节点，自检电流源20输出的自检电流的电流值为N×I_CTAT，N为不为0和-1的实数。

当温度检测开关33闭合，自检开关21断开时，第一电流源30接入电流型温度传感器电路，电流型温度传感器进入温度检测模式。温度检测模式下的电流型温度传感器输出的第二量化输出值，第二量化输出值μ的表达式为：

当自检开关21闭合，温度检测开关33断开时，电流型温度传感器进入自检模式，相当于将图3中电流型温度传感器电路温度检测模式下接入的第一电流源30替换为自检电流源21。因此电流型温度传感器进入自检模式后，电流型温度传感器会输出第三量化输出值，第三量化输出值μ”的表达式为：

当电流型温度传感器为有效状态，则第三量化输出值μ”与第一温度电流I_PTAT和第二温度电流I_CTAT均不相关，实现了电流型温度传感器的自检功能。

虽然μ'与μ”的表达式和结果不一样，但是两个量化输出值均为与温度电流不相关的常数，由此可见，量化输出值的结果不一定为某一个固定的值。

因此，本领域人员依据上述原理，改变自检电流源21、第一电流源30和第二电流源34的输出电流或简单地改变电流源间的连接方式而得出量化输出值与本发明实施例的量化输出值的表达式相同或类似的结果，均在本发明的保护范围内。

因此，依据上述变形表达式或电流源的替换而设计具有自检测功能的电流型温度传感器，亦应在本发明的保护范围内。

本发明还提供一种温度检测设备，包括本发明的自检测的电流型温度传感器。

本发明的温度检测设备的优点在于：

温度检测设备设置了的自检测的电流型温度传感器，结构简单，实现了电流型温度传感器的自检测的功能。

本发明的自检测的电流型温度传感器及温度检测设备可用于检测温度传感器电路的温度检测功能是否失效，可用于可靠性要求较高的应用场景，如应用于军工工程或车载等场景。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (10)

1.一种自检测的电流型温度传感器，其特征在于，包括自检模块、电流源提供单元、积分器、量化器和滤波器，所述电流源提供单元的输出端与所述积分器的第一输入端连接，所述积分器的输出端连接所述量化器的输入端，所述量化器的输出端连接所述滤波器的输入端；

所述自检模块包括自检电流源和自检开关，所述自检电流源的正极接地，所述自检电流源的负极通过所述自检开关连接所述电流源提供单元，所述自检电流源用于使所述电流型温度传感器输出第一量化输出值，所述第一量化输出值用于检测所述电流型温度传感器是否失效。

2.如权利要求1所述的电流型温度传感器，其特征在于，所述电流源提供单元包括第一电流源、第一控制开关、第二电流源、第二控制开关和温度检测开关，所述第一电流源的正极依次连接所述第一控制开关、所述第二控制开关、所述温度检测开关和所述第二电流源的负极，所述第一控制开关和所述第二控制开关间的节点连接所述积分器的第一输入端，所述第二电流源的正极接地。

3.如权利要求2所述的电流型温度传感器，其特征在于，所述第二控制开关和所述温度检测开关间的节点连接所述自检开关。

4.如权利要求2所述的电流型温度传感器，其特征在于，所述自检开关闭合并且所述温度检测开关断开，使所述电流型温度传感器进入自检模式；

所述温度检测开关闭合并且所述自检开关断开，使所述电流型温度传感器进入温度检测模式。

5.如权利要求4所述的电流型温度传感器，其特征在于，所述电流型温度传感器进入温度检测模式后，所述第一电流源输出第一温度电流且所述第二电流源输出第二温度电流至所述积分器，所述电流型温度传感器输出第二量化输出值，所述第二量化输出值与所述第一温度电流和所述第二温度电流均相关。

6.如权利要求5所述的电流型温度传感器，其特征在于，所述电流型温度传感器进入自检模式后，所述第一电流源输出所述第一温度电流且所述自检电流源输出自检电流至所述积分器，所述自检电流为所述第一温度电流的若干倍，所述自检测的电流型温度传感器输出第一量化输出值；

当所述第一量化输出值与所述第一温度电流和所述第二温度电流均不相关，判定所述电流型温度传感器为有效状态；

当所述第一量化输出值与所述第一温度电流和所述第二温度电流中任意一个相关，判定所述电流型温度传感器为失效状态。

7.如权利要求2所述的电流型温度传感器，其特征在于，所述量化器包括比较器、第一反馈信号线、第二反馈信号线和反相器，所述比较器的输出端连接所述滤波器的输入端，所述比较器的输出端还通过所述第一反馈信号线连接所述第二控制开关，所述第一反馈信号线连接所述反相器的输入端，所述反相器的输出端通过所述第二反馈信号线连接所述第一控制开关；

所述比较器输出结果并将所述输出结果反馈至所述第二控制开关和所述第一控制开关，以分别控制所述第二控制开关和所述第一控制开关的开关状态。

8.如权利要求7所述的电流型温度传感器，其特征在于，所述积分器包括运算放大器、电容和复位开关，所述运算放大器的负输入端连接所述第一控制开关和所述第二控制开关间的节点，所述运算放大器的正输入端连接所述比较器的正输入端，所述运算放大器的输出端连接所述比较器的负输入端；

所述复位开关的两端分别连接所述运算放大器的负输入端和所述运算放大器的输出端，所述电容与所述复位开关并联。

9.如权利要求8所述的电流型温度传感器，其特征在于，所述积分器还包括电压源，所述电压源的正极连接所述运算放大器的正输入端和所述比较器的正输入端，所述电压源的负极接地。

10.一种温度检测设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的电流型温度传感器。

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