CN114705316B - 温度检测电路、芯片及充电装置 - Google Patents

温度检测电路、芯片及充电装置 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种温度检测电路、芯片及充电装置，所述温度检测电路包括：温度调节模块和温敏电阻，所述温度调节模块包括：动态电流源、控制电路和ADC模块，其中，所述动态电流源连接所述控制电路、所述ADC模块以及所述温敏电阻，所述ADC模块连接所述温敏电阻的一端和所述控制电路，且所述温敏电阻的另一端接地；所述动态电流源，用于产生第一电流；所述ADC模块，用于基于所述第一电流以及所述温敏电阻的电阻值形成第一电压；所述控制电路，用于通过所述第一电压和预设时间阈值调节所述动态电流源的电流值，得到第二电流，通过所述第二电流控制所述温敏电阻进行工作。采用本申请实施例可以实现对产品的温度精准检测。

Description

温度检测电路、芯片及充电装置
技术领域
本申请涉及电子技术领域，具体涉及一种温度检测电路、芯片及充电装置。
背景技术
随着快充协议普及，移动电源、储能产品、智能排插、以及其他电子产品市场的快速发展，充放电功率越来越大。内阻的存在导致应用产品在大功率充放电时，会引起应用产品温度增大。除此之外，国内外各方面的认证测试也逐步增强对应用产品温度保护的重视。应用产品的温度检测精度也变的更加重要，因此，如何实现对产品温度进行精准检测的问题亟待解决。
发明内容
本申请实施例提供了一种温度检测电路、芯片及充电装置，可以实现对产品的温度精准检测。
第一方面，本申请实施例提供一种温度检测电路，所述温度检测电路包括：温度调节模块和温敏电阻，所述温度调节模块包括：动态电流源、控制电路和ADC模块，其中，
所述动态电流源连接所述控制电路、所述ADC模块以及所述温敏电阻，所述ADC模块连接所述温敏电阻的一端和所述控制电路，且所述温敏电阻的另一端接地；
所述动态电流源，用于产生第一电流；
所述ADC模块，用于基于所述第一电流以及所述温敏电阻的电阻值形成第一电压；
所述控制电路，用于通过所述第一电压和预设时间阈值调节所述动态电流源的电流值，得到第二电流，通过所述第二电流控制所述温敏电阻进行工作。
第二方面，本申请实施例提供一种芯片，所述芯片包括如第一方面所描述的温度检测电路。
第三方面，本申请实施例提供一种充电装置，所述充电器包括如第一方面所描述的温度检测电路或者如第二方面所描述的芯片。
实施本申请实施例，具备如下有益效果：
可以看出，本申请实施例中所描述的温度检测电路、芯片及充电装置，温度检测电路包括：温度调节模块和温敏电阻，温度调节模块包括：动态电流源、控制电路和ADC模块，其中，动态电流源连接控制电路、ADC模块以及温敏电阻，ADC模块连接温敏电阻的一端和控制电路，且温敏电阻的另一端接地；动态电流源，用于产生第一电流；ADC模块，用于基于第一电流以及温敏电阻的电阻值形成第一电压；控制电路，用于通过第一电压和预设时间阈值调节动态电流源的电流值，得到第二电流，通过第二电流控制温敏电阻进行工作，如此，能够通过ADC模块检测温敏电阻的电压，通过该电压反映产品的温度，再通过电压以及其对应的持续时长调节动态电流源的电流，进而达到产品温度的精准识别，可实现精准保护的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的另一种温度检测电路的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的另一种温度检测电路的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种动态电流的温度检测电路电流切换逻辑图；
图5是本申请实施例提供的一种动态电流的温度检测电路保护流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
下面对本申请实施例进行详细介绍。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图，如图所示，该温度检测电路包括：温度调节模块和温敏电阻，其中，温度调节模块用于实现对温敏电阻的温度检测及对温敏电阻的电流加以动态调节，以实现对所检测产品的温度精准识别。
具体实现中，温度调节模块可以集成为一个芯片，温度调节模块包括引脚，通过引脚与温敏电阻的一端进行连接，温敏电阻的另一端接地。
进一步的，如图2所示，所述温度检测电路包括：温度调节模块和温敏电阻R1，所述温度调节模块包括：动态电流源、控制电路和ADC模块，其中，
所述动态电流源连接所述控制电路、所述ADC模块以及所述温敏电阻R1，所述ADC模块连接所述温敏电阻R1的一端和所述控制电路，且所述温敏电阻R1的另一端接地；
所述动态电流源，用于产生第一电流；
所述ADC模块，用于基于所述第一电流以及所述温敏电阻R1的电阻值形成第一电压；
所述控制电路，用于通过所述第一电压和预设时间阈值调节所述动态电流源的电流值，得到第二电流，通过所述第二电流控制所述温敏电阻R1进行工作。
其中，ADC模块用于检测通过第一电流以及温敏电阻R1检测温敏电阻R1的温度，由于不同的温度，控制电路具备系统逻辑控制功能，和/或，滤波计时器功能。
具体实现中，本申请实施例中，通过ADC采集电压，动态调整电流源的输出电流，在不同的温敏电阻阻值情况下调整对应的电流，实现高精度的温度识别，达到控制温度的效果。具体即切换电流后可实现对温度精准的检测，等触发到保护之后再调节功率电路模块，通过调节功率模块的功率之后可以减小损耗，则侧面实现了调节产品温度的效果。
当然，本申请实施例中，芯片内部也可以无需高精度ADC模块，同时，外围也可以只需要一个温敏电阻外围，即可实现对不同温度的精准识别，降低芯片方案设计成本。
举例说明下，动态电流源产生电流IL与外部的温敏电阻R1，产生电压Vadc1。通过芯片内部系统逻辑控制电路判断Vadc1的值，持续Tdebounce时间后，可迅速切换电流，产生电流源IH，与R1形成另一个电压Vadc2。
可选的，在所述基于所述第一电流以及所述温敏电阻的电阻值形成第一电压方面，所述ADC模块具体用于：
获取预设时间段的所述第一电流；
获取所述预设时间段的所述温敏电阻的电阻值；
对所述第一电流进行采样，得到多个电流值；
对所述电阻值进行采样，得到多个电阻值；
根据所述多个电流值和所述多个电阻值，得到多个参考电压；
确定所述多个电流值的目标均方差；
根据所述目标均方差和所述多个参考电压确定所述第一电压。
具体实现中，预设时间段可以预先设置或者系统默认，即可以获取预设时间段的第一电流，以及还可以相应获取预设时间段的温敏电阻的电阻值，由于ADC原本检测的都是模拟信号，则其可以将模拟信号转化为数字信号，例如，模拟信号的电流，则可以将其转化为数字信号的电流，又例如，模拟信号的电阻值，则可以将其转化为数字信号的电阻值。
进而，可以对第一电流进行采样，得到多个电流值，再对电阻值进行采样，得到多个电阻值，根据多个电流值和多个电阻值，得到多个参考电压，即相应时刻的电流值与电阻值之间的乘积即为参考电压，由于电阻和电流时刻变化，进而，需要确定多个电流值的目标均方差，均方差则反映了电压变化的稳定性，则可以根据目标均方差和多个参考电压确定第一电压，如此，可以得到精准的电压值，通过该电压值可以精准反映温敏电阻的温度变化，有助于提升产品的温度保护的精准度。
进一步的，可选的，在所述根据所述目标均方差和所述多个参考电压确定所述第一电压方面，所述ADC模块具体用于：
根据所述目标均方差确定目标调节参数；
根据所述多个参考电压确定电压均值；
根据所述目标调节参数调节所述电压均值，得到所述第一电压。
具体实现中，可以预先设置均方差与调节参数之间的映射关系，进而，可以根据该映射关系确定目标均方差对应的目标调节参数，还可以确定多个参考电压的电压均值，通过该目标调节参数调节电压均值，得到第一电压，即第一电压=（1+目标调节参数）*电压均值，如此，可以通过均方差反映的电压稳定性来动态调节电压值，使得电压值检测更为精准。
可选的，在所述通过所述第一电压和预设时间阈值调节所述动态电流源的电流值，得到第二电流方面，所述控制电路具体用于：
确定所述第一电压对应的目标电压等级；
确定与所述目标电压等级对应的所述预设时间阈值；
根据所述第一电压和所述预设时间阈值调节所述动态电流源的电流值，得到第二电流。
具体实现中，可以预先设置预设的电压等级与时间阈值之间的映射关系，即不同的电压等级对应不同的时间阈值。
具体的，可以确定第一电压对应的目标电压等级，再确定与目标电压等级对应的所述预设时间阈值，则可以根据第一电压和预设时间阈值调节动态电流源的电流值，得到第二电流，具体实现中，在第一电压处于目标电压等级所处的电压范围，在其第一电压持续在目标电压等级所处的电压范围的持续时长超过预设时间阈值时，则可以调节动态电流源的电压值，得到第二电流，进而，利用第二电流调节温敏电阻的电流。
本申请实施例中，在高低温环境下更精准识别应用产品温度，保护应用产品使用的可靠性，在实际应用中，也可以满足UL/EN/IEC62368-1的温度认证要求。
可选的，在所述通过所述第一电压和预设时间阈值调节所述动态电流源的电流值，得到第二电流方面，所述控制电路具体用于：
在所述第一电压大于第一电压阈值时，将第一预设时长作为所述预设时间阈值；
检测所述第一电压大于所述第一电压阈值的第一持续时长；
在所述第一持续时长大于所述第一预设时长时，将所述动态电流源的电流值进行调节，得到第二电流。
其中，第一电压阈值、第一预设时长均可以预先设置或者系统默认。
具体实现中，在第一电压大于第一电压阈值时，可以将第一预设时长作为预设时间阈值，检测第一电压大于第一电压阈值的第一持续时长，在第一持续时长大于第一预设时长时，则说明产品长时间温度较为，则可以将动态电流源的电流值进行调节，得到第二电流，如此，可以实现温度精准检测的目的。
可选的，所述将所述动态电流源的电流值进行调节，得到第二电流，包括：
获取第一预设电流值；
控制所述动态电流源以所述第一预设电流值进行工作，得到所述第二电流。
其中，第一预设电流值可以预先设置或者系统默认。即可以获取第一预设电流值，再控制动态电流源以第一预设电流值进行工作，得到第二电流，如此可以实现对动态电流源的工作电流进行动态调节，达到调节温敏电阻的电流的目的，保证产品的温度，也保证产品的工作效率。
可选的，所述将所述动态电流源的电流值进行调节，得到第二电流，包括：
获取参考电流值；
获取目标环境温度；
确定与所述目标环境温度对应的目标影响因子；
根据所述目标影响因子和所述参考电流值确定第二预设电流值；
控制所述动态电流源以所述第二预设电流值进行工作，得到所述第二电流。
具体实现中，可以预先存储预设的环境温度与影响因子之间的映射关系，进而，可以基于该映射关系确定目标环境温度对应的目标影响因子，再根据目标影响因子和参考电流值确定第二预设电流值，即可以按照如下公式实现：第二预设电流值=（1+目标影响因子）*参考电流值，进而，控制动态电流源以第二预设电流值进行工作，得到所述第二电流，在动态恒流源的电流调节过程中，充分考虑了环境温度的影响，进而，有助于进一步提升产品的温度保护效果。
可选的，在所述通过所述第一电压和预设时间阈值调节所述动态电流源的电流值，得到第二电流方面，所述控制电路具体用于：
在所述第一电压小于第二电压阈值时，将第二预设时长作为所述预设时间阈值，第二电压阈值小于所述第一电压阈值；
检测所述第一电压小于所述第二电压阈值的第二持续时长；
在所述第二持续时长大于所述第二预设时长时，将所述动态电流源的电流值进行调节，得到第二电流。
其中，第二电压阈值、第二预设时长均可以预先设置或者系统默认。第二电压阈值小于第一电压阈值。第一预设时长、第二预设时长可以相同或者不同。
具体实现中，在第一电压小于第二电压阈值时，将第二预设时长作为预设时间阈值，检测第一电压小于第二电压阈值的第二持续时长，在第二持续时长大于第二预设时长时，则说明产品长时间工作在低温状态，则可以将动态电流源的电流值进行调节，得到第二电流，此刻，如此，能够实现温度精准检测的目的，可以提升产品的性能，保证产品的工作效率。
进一步的，如图3所示，其不仅可以包括图2所示的温度检测电路，还可以包括其他外围电路，例如，温度检测电路可以连接负载和通过DC-DC/AC-DC模块连接供电。具体实现中，通过动态电流源与R1形成的电压来精准采集外接温度。在精准采集到外接温度后，如果触发到了保护(低温、中低温、中高温、高温)，就通过系统的逻辑控制器（控制电路），对功率（DC-DC/AD-DC）进行调节。功率调节后，损耗变小，温度自然就变低，从而侧面对产品的温度进种调节和控制，当然，其他需要对温度进行精准检测的装置，均可以采用上述温度检测电路。
举例说明下，当动态电流源的输出电流为IH时，此时，外界温度持续减低导致温敏电阻R1持续增大时，如果检测到引脚的电压Vadc=IH*R1高于Vadc2持续Tdebounce时间后，动态电流源的输出电流调准为IL，如图4中的虚线箭头；当动态电流源的输出电流为IL时，此时，外界温度持续升高导致温敏电阻R1持续减小时，如果检测到引脚的电压Vadc=IL*R2低于Vadc1持续Tdebounce时间后，动态电流源的输出电流调准为IH，如图4的实线箭头。
本申请实施例中，通过控制电路实现对不同的ADC值操作不同的系统逻辑，可识别精准识别高温、中高温、常温、中低温、低温等宽温度范围的识别，实现不同的逻辑控制，多档位控制应用产品功率，更可靠的掌控应用产品的温度变化。
本申请实施例中，可以通过切换多路动态电流源的输出电流，进而与外部的温敏电阻产生电压，当应用产品高温时温敏电阻阻值小，此时，切换到高位电流源输出，可产生更高的电压，有利于ADC数据采集，当应用产品低温时温敏电阻阻值大，此时切换到低位电流源输出，可产生一个合适的电压，避免超出ADC量程。本申请实施例中，能实现一个宽温度范围的、高精度的温度检测电路，同时可降低ADC模块设计成本。
再举例说明下，如图5所示，在上电启动之后，可以输出IH，再检测Vadc>Vadc2的持续时长T是否大于Tdebounce，当外界温度持续减低导致温敏电阻R1持续增大时，如果检测到引脚的电压Vadc=IH*R1高于Vadc2持续Tdebounce时间后，动态电流源的输出电流调准为IL；反之，则检测是否触发温度保护逻辑，若是，进行保护，再检测是否恢复，若是，执行检测是否触发温度保护逻辑的步骤，若否，进行保护。
当动态电流源的输出电流为IL时，检测Vadc小于Vadc1的持续时长T是否大于Tdebounce，外界温度持续升高导致温敏电阻R1持续减小时，如果检测到引脚的电压Vadc=IL*R2低于Vadc1持续Tdebounce时间后，动态电流源的输出电流调准为IH；反之，则检测是否触发温度保护逻辑，若是，进行保护，再检测是否恢复，若是，执行检测是否触发温度保护逻辑的步骤，若否，进行保护。
本申请实施例中，针对不同温度点实现动态调节电流源的电流阈值，在不同的温敏电阻阻值情况下调整对应的电流，避免由于温敏电阻的指数变化特性导致的温度采集失真。实现了高精度的温度识别，也可实现芯片对应用产品温度的精准把握，避免产品高温后造成发烫、老化加剧等不良现象。保护应用产品使用的可靠性。
相关技术中，芯片通过引脚输出一个固定的电流或者通过LDO电压分压，检测引脚的电压来判断当前电池的温度。由于温敏电阻随温度上升电阻呈指数关系减小的特性，当应用产品温度高时，通过V=IR计算得到的V值较小，导致应用产品高温时保护阈值精度差，检测效果一般，所以芯片需要集成精度较高的ADC才能采集出有效的电压，增加了芯片设计成本。如果电流源电流较大，当应用产品温度低时，温敏电阻较大，V=IR得出的电压容易超出ADC量程，如果选用不同B值的温敏电阻，则无法有效的实现宽温度范围的温度保护，进而无法实现一个宽温度范围的、高精度的温度检测，而本申请实施例中，针对不同温度点实现动态调节电流源的阈值，达到精准测量应用产品温度的目的，以便系统可以准确有效的调节充放电能力，避免应用产品的温度持续升高。
可以看出，本申请实施例中所描述的温度检测电路，温度检测电路包括：温度调节模块和温敏电阻，温度调节模块包括：动态电流源、控制电路和ADC模块，其中，动态电流源连接控制电路、ADC模块以及温敏电阻，ADC模块连接温敏电阻的一端和控制电路，且温敏电阻的另一端接地；动态电流源，用于产生第一电流；ADC模块，用于基于第一电流以及温敏电阻的电阻值形成第一电压；控制电路，用于通过第一电压和预设时间阈值调节动态电流源的电流值，得到第二电流，通过第二电流控制温敏电阻进行工作，如此，能够通过ADC模块检测温敏电阻的电压，通过该电压反映产品的温度，再通过电压以及其对应的持续时长调节动态电流源的电流，实现温度精准检测，以及达到产品温度保护的目的。
本申请实施例中，还可以提供一种芯片，该芯片包括上述温度检测电路。
本申请实施例中，还可以提供一种充电装置，该充电装置包括上述温度检测电路。该充电装置可以包括任意能够实现充电功能的装置，充电装置可以包括以下至少一种：适配器、充电宝、充电桩等等，在此不做限定。
本申请实施例中，还可以提供一种温度检测系统，该温度检测系统可以用于上述温度检测电路、芯片或者充电装置。
以上是本申请实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种温度检测电路，其特征在于，所述温度检测电路包括：温度调节模块和温敏电阻，所述温度调节模块包括：动态电流源、控制电路和ADC模块，其中，
所述动态电流源连接所述控制电路、所述ADC模块以及所述温敏电阻，所述ADC模块连接所述温敏电阻的一端和所述控制电路，且所述温敏电阻的另一端接地；
所述动态电流源，用于产生第一电流；
所述ADC模块，用于基于所述第一电流以及所述温敏电阻的电阻值形成第一电压；
所述控制电路，用于通过所述第一电压和预设时间阈值调节所述动态电流源的电流值，得到第二电流，通过所述第二电流控制所述温敏电阻进行工作；
其中，在所述基于所述第一电流以及所述温敏电阻的电阻值形成第一电压方面，所述ADC模块具体用于：
获取预设时间段的所述第一电流；
获取所述预设时间段的所述温敏电阻的电阻值；
对所述第一电流进行采样，得到多个电流值；
对所述电阻值进行采样，得到多个电阻值；
根据所述多个电流值和所述多个电阻值，得到多个参考电压；
确定所述多个电流值的目标均方差；
根据所述目标均方差和所述多个参考电压确定所述第一电压；
其中，在所述根据所述目标均方差和所述多个参考电压确定所述第一电压方面，所述ADC模块具体用于：
根据所述目标均方差确定目标调节参数；
根据所述多个参考电压确定电压均值；
根据所述目标调节参数调节所述电压均值，得到所述第一电压。
2.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，在所述通过所述第一电压和预设时间阈值调节所述动态电流源的电流值，得到第二电流方面，所述控制电路具体用于：
确定所述第一电压对应的目标电压等级；
确定与所述目标电压等级对应的所述预设时间阈值；
根据所述第一电压和所述预设时间阈值调节所述动态电流源的电流值，得到第二电流。
3.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，在所述通过所述第一电压和预设时间阈值调节所述动态电流源的电流值，得到第二电流方面，所述控制电路具体用于：
在所述第一电压大于第一电压阈值时，将第一预设时长作为所述预设时间阈值；
检测所述第一电压大于所述第一电压阈值的第一持续时长；
在所述第一持续时长大于所述第一预设时长时，将所述动态电流源的电流值进行调节，得到第二电流。
4.根据权利要求3所述的温度检测电路，其特征在于，在所述将所述动态电流源的电流值进行调节，得到第二电流方面，所述控制电路具体用于：
获取第一预设电流值；
控制所述动态电流源以所述第一预设电流值进行工作，得到所述第二电流。
5.根据权利要求3所述的温度检测电路，其特征在于，在所述将所述动态电流源的电流值进行调节，得到第二电流方面，所述控制电路具体用于：
获取参考电流值；
获取目标环境温度；
确定与所述目标环境温度对应的目标影响因子；
根据所述目标影响因子和所述参考电流值确定第二预设电流值；
控制所述动态电流源以所述第二预设电流值进行工作，得到所述第二电流。
6.根据权利要求3所述的温度检测电路，其特征在于，在所述通过所述第一电压和预设时间阈值调节所述动态电流源的电流值，得到第二电流方面，所述控制电路具体用于：
在所述第一电压小于第二电压阈值时，将第二预设时长作为所述预设时间阈值，第二电压阈值小于所述第一电压阈值；
检测所述第一电压小于所述第二电压阈值的第二持续时长；
在所述第二持续时长大于所述第二预设时长时，将所述动态电流源的电流值进行调节，得到第二电流。
7.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括如权利要求1-6任一项所述的温度检测电路。
8.一种充电装置，其特征在于，所述充电装置包括如权利要求1-6任一项所述的温度检测电路。
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