CN210426806U - 一种温度检测电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及温度检测技术领域，提供了一种温度检测电路及电子设备。所述温度检测电路包括：温度传感电路，用于采样温度；温区切换电路，与所述温度传感电路和外部电源连接，用于与所述温度传感电路对所述外部电源进行分压处理，输出待检测电压；控制电路，分别与所述温度传感电路和所述温区切换电路连接，用于根据所述温度所属的温区，控制所述温区切换电路工作在不同等效电阻状态，以使所述待检测电压保持在预设电压范围内，所述控制电路根据所述待检测电压，检测所述温度。本实用新型实施例能够扩展检测温度范围，满足当对温度检测精度要求较高时，降低成本。

Description

一种温度检测电路及电子设备

【技术领域】

本实用新型涉及温度检测技术领域，尤其涉及一种温度检测电路及电子设备。

【背景技术】

目前，温度检测电路通过模数转换芯片直接检测温度传感器采样的温度，但由于模数转换芯片电压检测范围的限制，该温度检测电路能够检测的温度范围较窄，且当对温度检测精度要求较高时，要求模数转换芯片具有较高的位数，导致成本增加。

【实用新型内容】

本实用新型旨在提供一种温度检测电路及电子设备，能够扩展检测温度范围，降低成本。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种温度检测电路，包括：

温度传感电路，用于采样温度；

温区切换电路，与所述温度传感电路和外部电源连接，用于与所述温度传感电路对所述外部电源进行分压处理，输出待检测电压；

控制电路，分别与所述温度传感电路和所述温区切换电路连接，用于根据所述温度所属的温区，控制所述温区切换电路工作在不同等效电阻状态，以使所述待检测电压保持在预设电压范围内，所述控制电路根据所述待检测电压，检测所述温度。

可选地，所述温区切换电路包括：

开关电路，与所述控制电路和所述外部电源连接，用于根据所述控制电路发送的控制信号，工作在开启状态或关闭状态；

第一分压电路，与所述外部电源、所述开关电路以及所述温度传感电路连接，用于当所述开关电路处于关闭状态时，所述第一分压电路和所述温度传感电路串联连接；

第二分压电路，与所述开关电路、所述第一分压电路以及所述温度传感电路连接，用于当所述开关电路处于开启状态时，所述第二分压电路与所述第一分压电路并联连接后，和所述温度传感电路串联连接。

可选地，所述控制电路包括：

控制器，与所述开关电路连接，用于根据所述温度所属的温区，发送控制信号至所述开关电路；

滤波电路，与所述温度传感电路、所述第一分压电路以及所述第二分压电路连接，用于对所述待检测电压进行滤波处理；模数转换电路，与所述滤波电路连接，用于根据滤波处理后的所述待检测电压，检测所述温度。

可选地，所述滤波电路包括：

第一滤波电路，与所述温度传感电路、所述第一分压电路以及所述第二分压电路连接；

第二滤波电路，与所述温度传感电路、所述第一分压电路、所述第二分压电路、所述第一滤波电路和所述模数转换电路连接。

可选地，所述开关电路包括第一电阻、第二电阻以及PNP三极管；

所述第一电阻的一端与所述控制器连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端和所述PNP三极管的基极连接；

所述第二电阻的另一端与所述PNP三极管的发射极、所述外部电源以及所述第一分压电路连接；

所述PNP三极管的集电极和所述第二分压电路连接。

可选地，所述第一分压电路包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述外部电源、所述PNP三极管的发射极以及所述第二电阻的另一端连接，所述第三电阻的另一端与所述温度传感电路的第一输出端、所述第一滤波电路、所述第二分压电路以及所述第二滤波电路连接。

可选地，所述第二分压电路包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述PNP三极管的集电极连接，所述第四电阻的另一端与所述第三电阻的另一端连接。

可选地，所述第一滤波电路包括第一电容，所述第二滤波电路包括第五电阻和第二电容；

所述第一电容的一端与所述温度传感电路的第一输出端、所述第三电阻的另一端、所述第四电阻的另一端以及所述第五电阻的一端连接，所述第一电容的另一端和所述温度传感电路的第二输出端均接地；

所述第五电阻的另一端与所述第二电容的一端和所述模数转换电路连接；

所述第二电容的另一端接地。

可选地，所述温度传感电路包括负温度系数热敏型温度传感器。本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括如上任一项所述的温度检测电路。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比较，本实用新型实施例提供了一种温度检测电路及电子设备。通过温度传感电路采样温度，温区切换电路与温度传感电路对外部电源进行分压处理，输出待检测电压，控制电路根据温度所属的温区，控制温区切换电路工作在不同等效电阻状态，以使待检测电压保持在预设电压范围内，并根据待检测电压，检测温度。因此，本实用新型实施例能够扩展检测温度范围，满足当对温度检测精度要求较高时，降低成本。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种温度检测电路的电路连接示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型实施例提供了一种电子设备，所述电子设备是指由集成电路、晶体管、电子管等元器件组成，应用电子技术或者电子技术与软件结合发挥作用的设备。在本实施例中，所述电子设备尤其指空调、电冰箱、热水器、饮水机、暖风机、洗碗机、消毒柜、洗衣机、烘干机、吸尘器等家电设备。

其中，所述电子设备包括温度检测电路，所述温度检测电路用于检测所述家电设备中的元器件、集成电路、电路模块、零部件、整体设备等被检测目标的温度。所述电子设备通过温度检测电路扩展了检测温度范围，且当对温度检测精度要求较高时，降低成本。

请参阅图1，为本实用新型实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图。如图1所示，所述温度检测电路100与外部电源110连接，所述外部电源110用于为所述温度检测电路100提供电源电压，所述温度检测电路100包括温度传感电路10、温区切换电路20以及控制电路30。

所述温度传感电路10用于采样温度。

温度传感电路10包括能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，按照测量方式划分，所述温度传感电路10可被划分为接触式和非接触式两大类；按照传感器材料和电子材料的特性划分，所述温度传感器10可被划分为热电阻和热电偶两大类。对于热电阻型温度传感器来说，随着被检测目标的温度变化，热电阻型温度传感器的电阻值也随之发生变化，其包括正温度系数和负温度系数两种变化类型。

如图3所示，所述温度传感电路10包括负温度系数热敏型温度传感器U1。所述负温度系数热敏型温度传感器U1包括第一输出端10a和第二输出端10b。其中，负温度系数热敏型温度传感器的特点是：当被检测目标的温度不断升高时，负温度系数热敏型温度传感器的电阻值不断减小，当被检测目标的温度不断降低时，负温度系数热敏型温度传感器的电阻值不断增大，即负温度系数热敏型温度传感器的电阻值与被检测目标的温度成反比例关系。其中，所述负温度系数热敏型温度传感器U1可以采用例如TS系列NTC温度传感器、BT系列NTC温度传感器。

可以理解，所述温度传感电路10还可以包括正温度系数热敏型温度传感器、热电偶、电阻温度检测器或温度传感器芯片，根据正温度系数热敏型温度传感器、热电偶、电阻温度检测器或温度传感器芯片的特性和本实施例所公开的具体实施方式，对温区切换电路20和控制电路30进行简单的变形，亦可以实现本实用新型实施例的扩展检测温度范围，满足当对温度检测精度要求较高时，降低成本的效果。

所述温区切换电路20与所述温度传感电路10和外部电源110连接，用于与所述温度传感电路10对所述外部电源110进行分压处理，输出待检测电压。

请参阅图2，所述温区切换电路20包括开关电路201、第一分压电路202以及第二分压电路203。

所述开关电路201与所述控制电路30和所述外部电源110连接，用于根据所述控制电路30发送的控制信号，工作在开启状态或关闭状态。

请一并参阅图3，所述开关电路201包括第一电阻R1、第二电阻R2以及PNP三极管Q1。

具体的，所述第一电阻R1的一端与所述控制器301连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的一端和所述PNP三极管Q1的基极连接；所述第二电阻R2的另一端与所述PNP三极管Q1的发射极、所述外部电源110以及所述第一分压电路202连接；所述PNP三极管Q1的集电极和所述第二分压电路202连接。

所述第一分压电路202与所述外部电源110、所述开关电201以及所述温度传感电路10连接，用于当所述开关电路201处于关闭状态时，所述第一分压电路201和所述温度传感电路10串联连接。

其中，所述第一分压电路202包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的一端与所述外部电源110、所述PNP三极管Q1的发射极以及所述第二电阻R2的另一端连接，所述第三电阻R3的另一端与所述温度传感电路10的第一输出端10a、所述第一滤波电路3021、所述第二分压电路203以及所述第二滤波电路3022连接。

所述第二分压电路203与所述开关电路201、所述第一分压电路202以及所述温度传感电路10连接，用于当所述开关电路201处于开启状态时，所述第二分压电路203与所述第一分压电路202并联连接后，和所述温度传感电路10串联连接。

其中，所述第二分压电路203包括第四电阻R4，所述第四电阻R4的一端与所述PNP三极管Q1的集电极连接，所述第四电阻R4的另一端与所述第三电阻R3的另一端连接。

在一些实施例中，所述第三电阻R3和/或所述第四电阻R4可以采用滑动变阻器。可以理解，所述第一分压电路202和所述第二分压电路203不限于纯电阻的实现方式，例如，所述第一分压电路202和所述第二分压电路203可以为其他呈电阻性的电路。

所述控制电路30分别与所述温度传感电路10和所述温区切换电路20连接，用于根据所述温度所属的温区，控制所述温区切换电路20工作在不同等效电阻状态，以使所述待检测电压保持在预设电压范围内，所述控制电路30根据所述待检测电压，检测所述温度。

其中，所述控制电路30包括控制器301、滤波电路302以及模数转换电路303。

所述控制器301与所述开关电路201连接，用于根据所述温度所属的温区，发送控制信号至所述开关电路201。

在本实施例中，所述温度所属的温区包括低温区和高温区，根据被检测目标的温度区间和温度检测精度要求，将被检测目标的温度区间划分为低温区和高温区。所述控制器301可通过所述负温度系数热敏型温度传感器U1的电阻值，判断所述温度所属的温区为低温区或高温区，并输出所述控制信号至所述开关电路201，控制所述温区切换电路20工作在对应的等效电阻状态。

优选地，所述温度所属的温区的数量与等效电阻状态的数量相等。控制器301根据所述温度所属的温区，控制温区切换电路20工作在对应的等效电阻状态，以使待检测电压保持在预设电压范围内，从而提升了温度检测电路100的温度检测范围以及检测精度。例如，当所述温度所属的温区包括第一温区、第二温区以及第三温区时，所述温区切换电路20包括第一等效电阻状态、第二等效电阻状态以及第三等效电阻状态，若所述温度所属的温区为第一温区，控制器301控制温区切换电路20至对应的第一等效电阻状态，以使待检测电压保持在预设电压范围内。

具体的，所述温区切换电路20包括两个等效电阻状态，当所述控制器301发送控制信号至所述开关电路201，控制所述开关电路201工作在开启状态时，所述PNP三极管Q1导通，连通所述第四电阻R4与外部电源VCC，此时，温区切换电路20的等效电阻等于所述第三电阻R3和所述第四电阻R4并联的阻值；当所述控制器301发送控制信号至所述开关电路201，控制所述开关电路201工作在关闭状态时，所述PNP三极管Q1截止，断开所述第四电阻R4与外部电源VCC，此时，温区切换电路20的等效电阻等于所述第三电阻R3的阻值。

可以理解，所述温区切换电路20还可以包括多个所述开关电路201和所述第二分压电路203的组合，优选地，每一组合下的所述第二分压电路203电阻值与其他组合下的所述第二分压电路203的电阻值不同。所述控制器301通过所述负温度系数热敏型温度传感器的电阻值，判断所述温度所属的温区，发送控制信号至对应的所述开关电路201，所述开关电路201工作在开启状态或者关闭状态时，选择是否导通与所述开关电路201连接的所述第二分压电路203，从而，使得所述温区切换电路20包括多个等效电阻状态。

如图3所示，所述控制器301包括单片机U2及其外围电路(图未示)，所述单片机U2可以采用51系列、Arduino系列、STM32系列等。在一些实施例中，所述控制器301还可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合；还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机；也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。

所述滤波电路302与所述温度传感电路10、所述第一分压电路202以及所述第二分压电路203连接，用于对所述待检测电压进行滤波处理。

其中，所述滤波电路302包括第一滤波电路3021和第二滤波电路3022。

所述第一滤波电路3021与所述温度传感电路10、所述第一分压电路202以及所述第二分压电路203连接。所述第二滤波电路3022与所述温度传感电路10、所述第一分压电路202、所述第二分压电路203、所述第一滤波电路3021和所述模数转换电路303连接。

其中，所述第一滤波电路3021包括第一电容C1，所述第二滤波电路3022包括第五电阻R5和第二电容C2。

具体的，所述第一电容C1的一端与所述温度传感电路10的第一输出端10a、所述第三电阻R3的另一端、所述第四电阻R4的另一端以及所述第五电阻R5的一端连接，所述第一电容C1的另一端和所述温度传感电路10的第二输出端10b均接地；所述第五电阻R5的另一端与所述第二电容C2的一端和所述模数转换电路303连接；所述第二电容C2的另一端接地。

所述模数转换电路303与所述滤波电路302连接，用于根据滤波处理后的所述待检测电压，检测所述温度。

如图3所示，所述模数转换电路303包括模数转换芯片U3，所述模数转换芯片U3的主要参数包括位数、采样率、输入通道数、输入类型和读写接口类型。在电路设计过程中，可根据实际电路需求，选择对应型号的模数转换芯片，常见的模数转换芯片包括AD7705、AD7714、AD7888等。

在一些实施例中，所述模数转换电路303集成于所述控制器301，即单片机U2具有模数转换芯片U3的功能，此时，所述控制电路30包括控制器301和滤波电路302。其中，所述控制器301与所述开关电路201和所述滤波电路302连接，用于根据所述温度所属的温区，发送控制信号至所述开关电路，并根据所述待检测电压，检测所述温度。所述滤波电路302与所述温度传感电路10、所述第一分压电路202、所述第二分压电路203以及所述控制器301连接，用于向所述控制器301发送滤波处理后的所述待检测电压。

请再次参阅图3，以所述温度传感电路10包括负温度系数热敏型温度传感器，所述温度所属的温区包括低温区和高温区为例，所述温度检测电路100的工作过程如下：

负温度系数热敏型温度传感器U1采样被检测目标的温度，负温度系数热敏型温度传感器U1的电阻值与所述温度成反比例关系。当单片机U2根据负温度系数热敏型温度传感器U1的电阻值的大小，判断所述温度所属的温区为低温区时，单片机U2输出高电平信号，所述高电平信号经过第一电阻R1达到PNP三极管Q1的基极，不满足PNP三极管Q1的导通条件，PNP三极管Q1截止，温区切换电路20的等效电阻等于R3。假设负温度系数热敏型温度传感器U1的电阻值为R0，第三电阻R3和电阻R0串联对VCC进行分压，输出待检测电压等于R0*(VCC/(R3+R0))，输出待检测电压发送至模数转换芯片U3。由于所述温度所属的温区为低温区，R0的阻值较大，使得输出待检测电压较大且保持在预设电压范围内，使得模数转换芯片U3的检测温度范围较大，对模数转换芯片U3的位数要求不是很高，从而提升了检测精度，降低了成本。

当单片机U2根据负温度系数热敏型温度传感器U1的电阻值的大小，判断所述温度所属的温区为高温区时，单片机U2输出低电平信号，所述低电平信号经过第一电阻R1达到PNP三极管Q1的基极，满足PNP三极管Q1的导通条件，PNP三极管Q1导通，第三电阻R3与第四电阻R4并联，温区切换电路20的等效电阻R21等于R3*R4/(R3+R4)。假设负温度系数热敏型温度传感器U1的电阻值为R01，电阻R21与电阻R01串联对VCC进行分压，输出待检测电压等于R01*(VCC/(R21+R01))，输出待检测电压发送至模数转换芯片U3。由于等效电阻R21的阻值小于第三电阻R3的阻值且小于第四电阻R4的阻值，使得输出待检测电压较大且保持在预设电压范围内，使得模数转换芯片U3的检测温度范围较大，对模数转换芯片U3的位数要求不是很高，从而提升了检测精度，降低了成本。

本实用新型实施例提供了一种温度检测电路，通过温度传感电路采样温度，温区切换电路与温度传感电路对外部电源进行分压处理，输出待检测电压，控制电路根据温度所属的温区，控制温区切换电路工作在不同等效电阻状态，以使待检测电压保持在预设电压范围内，并根据待检测电压，检测温度。因此，本实用新型实施例能够扩展检测温度范围，满足当对温度检测精度要求较高时，降低成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种温度检测电路，其特征在于，包括：

温度传感电路，用于采样温度；

温区切换电路，与所述温度传感电路和外部电源连接，用于与所述温度传感电路对所述外部电源进行分压处理，输出待检测电压；

控制电路，分别与所述温度传感电路和所述温区切换电路连接，用于根据所述温度所属的温区，控制所述温区切换电路工作在不同等效电阻状态，以使所述待检测电压保持在预设电压范围内，所述控制电路根据所述待检测电压，检测所述温度。

2.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，所述温区切换电路包括：

开关电路，与所述控制电路和所述外部电源连接，用于根据所述控制电路发送的控制信号，工作在开启状态或关闭状态；

第一分压电路，与所述外部电源、所述开关电路以及所述温度传感电路连接，用于当所述开关电路处于关闭状态时，所述第一分压电路和所述温度传感电路串联连接；

第二分压电路，与所述开关电路、所述第一分压电路以及所述温度传感电路连接，用于当所述开关电路处于开启状态时，所述第二分压电路与所述第一分压电路并联连接后，和所述温度传感电路串联连接。

3.根据权利要求2所述的温度检测电路，其特征在于，所述控制电路包括：

控制器，与所述开关电路连接，用于根据所述温度所属的温区，发送控制信号至所述开关电路；

滤波电路，与所述温度传感电路、所述第一分压电路以及所述第二分压电路连接，用于对所述待检测电压进行滤波处理；

模数转换电路，与所述滤波电路连接，用于根据滤波处理后的所述待检测电压，检测所述温度。

4.根据权利要求3所述的温度检测电路，其特征在于，所述滤波电路包括：

第一滤波电路，与所述温度传感电路、所述第一分压电路以及所述第二分压电路连接；

第二滤波电路，与所述温度传感电路、所述第一分压电路、所述第二分压电路、所述第一滤波电路和所述模数转换电路连接。

5.根据权利要求4所述的温度检测电路，其特征在于，所述开关电路包括第一电阻、第二电阻以及PNP三极管；

所述第一电阻的一端与所述控制器连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端和所述PNP三极管的基极连接；

所述第二电阻的另一端与所述PNP三极管的发射极、所述外部电源以及所述第一分压电路连接；

所述PNP三极管的集电极和所述第二分压电路连接。

6.根据权利要求5所述的温度检测电路，其特征在于，所述第一分压电路包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述外部电源、所述PNP三极管的发射极以及所述第二电阻的另一端连接，所述第三电阻的另一端与所述温度传感电路的第一输出端、所述第一滤波电路、所述第二分压电路以及所述第二滤波电路连接。

7.根据权利要求6所述的温度检测电路，其特征在于，所述第二分压电路包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述PNP三极管的集电极连接，所述第四电阻的另一端与所述第三电阻的另一端连接。

8.根据权利要求7所述的温度检测电路，其特征在于，所述第一滤波电路包括第一电容，所述第二滤波电路包括第五电阻和第二电容；

所述第一电容的一端与所述温度传感电路的第一输出端、所述第三电阻的另一端、所述第四电阻的另一端以及所述第五电阻的一端连接，所述第一电容的另一端和所述温度传感电路的第二输出端均接地；

所述第五电阻的另一端与所述第二电容的一端和所述模数转换电路连接；

所述第二电容的另一端接地。

9.根据权利要求8所述的温度检测电路，其特征在于，所述温度传感电路包括负温度系数热敏型温度传感器。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的温度检测电路。

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