CN210664793U - 高精度的温度采样电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种高精度的温度采样电路，包括温度传感器、比例电流源、电压跟随器、差分放大电路及低通滤波电路，比例电流源与温度传感器连接；比例电流源包括三极管T1、三极管T2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，三极管T1和三极管T2为PNP三极管，三极管T1和三极管T2的基极相连，三极管T1和三极管T2的发射极分别通过电阻R1和电阻R2外接电源，三极管T1的集电极通过相串联的电阻R3和电阻R4接地；温度传感器一端连接三极管T2的集电极，另一端接地。本实用新型通过若干电阻和三极管构成比例电流源，精确控制温度传感器上的电压信号，然后通过差分放大电路，精确实现温度和电压的转换，满足了全温度条件下的高精度测量。

Description

高精度的温度采样电路

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种高精度的温度采样电路。

背景技术

随着新能源汽车的普及，温度传感器的应用越来越广泛，新能源汽车中的电机、电控、动力电池等部件都需要用到温度传感器，目前，常用温度传感器测量范围一般集中在-40℃~200℃，测量精度要求正负5℃。

目前大部分温度采样电路都是通过电阻分压的方法来实现，此电路测量精度不足，测量范围较窄，抗干扰能力差等缺点，很难满足全温度条件下的高精度测量。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种高精度的温度采样电路，以使满足全温度条件下的高精度测量。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种高精度的温度采样电路，包括温度传感器，还包括依次电连接的比例电流源、电压跟随器、差分放大电路及低通滤波电路，比例电流源与温度传感器连接，为温度传感器提供激励电流源；比例电流源包括三极管T1、三极管T2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，三极管T1和三极管T2为PNP三极管，三极管T1和三极管T2的基极相连，三极管T1和三极管T2的发射极分别通过电阻R1和电阻R2外接电源，三极管T1的集电极通过相串联的电阻R3和电阻R4接地；温度传感器一端连接三极管T2的集电极，另一端接地。

进一步地，电压跟随器由运算放大器U1和运算放大器U2组成，运算放大器U1和运算放大器U2的同相输入端分别连接于三极管T2与温度传感器之间和电阻R3与电阻R4之间，运算放大器U1和运算放大器U2的反相输入端均与输出端连接。

进一步地，差分放大电路包括运算放大器U3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1及电容C2，电容C1和电阻R8并联，并联后的一端连接运算放大器U3的同相输入端，另一端接地；电容C2和电阻R9并联，并联后的两端分别连接运算放大器U3的反相输入端和输出端；电阻R6的两端分别连接运算放大器U3的同相输入端和运算放大器U1的输出端；电阻R7的两端分别连接运算放大器U3的反相输入端和运算放大器U2的输出端。

进一步地，低通滤波电路包括电阻R10和电容C3，电阻R10的一端连接运算放大器U3的输出端，电容C3的一端接地；电阻R10的另一端和电容C3的另一端外接相连，用于外接AD电路。

进一步地，电阻R6和电阻R7的规格相同，电阻R8和电阻R9的规格相同，电容C1和电容C2的规格相同。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过若干电阻和三极管构成比例电流源，精确控制温度传感器上的电压信号，然后通过差分放大电路，精确实现温度和电压的转换，具有测量范围广、测量精度高、稳定可靠、通用性强的优点，满足了全温度条件下的高精度测量。

附图说明

图1是本实用新型实施例的高精度的温度采样电路的电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参照图1，本实用新型实施例的高精度的温度采样电路包括温度传感器（为图1中的Rt）、比例电流源、电压跟随器、差分放大电路及低通滤波电路。

比例电流源、电压跟随器、差分放大电路及低通滤波电路依次电连接。比例电流源与温度传感器连接，为温度传感器提供激励电流源。电压跟随器将输入高阻抗信号变为低阻抗信号。差分放大电路将输入信号进行比例放大。低通滤波器电路减少信号中高频系统噪声，提高采样精度。

比例电流源包括三极管T1、三极管T2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4。三极管T1和三极管T2均为PNP三极管。电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4为贴片电阻。三极管T1和三极管T2的基极相连，三极管T1和三极管T2的发射极分别通过电阻R1和电阻R2外接电源（即图1中基准电压VCC），三极管T1的集电极通过相串联的电阻R3和电阻R4接地；温度传感器一端连接三极管T2的集电极，另一端接地。

作为一种实施方式，电压跟随器由运算放大器U1和运算放大器U2组成。运算放大器U1和运算放大器U2的同相输入端分别连接于三极管T2与温度传感器之间和电阻R3与电阻R4之间，运算放大器U1和运算放大器U2的反相输入端均与输出端连接。

作为一种实施方式，差分放大电路包括运算放大器U3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1及电容C2，将输入差分信号进行同比例放大。

电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9为贴片电阻。电容C1及电容C2为瓷片电容。电容C1和电阻R8并联，并联后的一端连接运算放大器U3的同相输入端，另一端接地；电容C2和电阻R9并联，并联后的两端分别连接运算放大器U3的反相输入端和输出端；电阻R6的两端分别连接运算放大器U3的同相输入端和运算放大器U1的输出端；电阻R7的两端分别连接运算放大器U3的反相输入端和运算放大器U2的输出端。运算放大器U3的正电源端外接基准电压VCC，负电源端接地。

作为一种实施方式，低通滤波电路包括电阻R10和电容C3。电阻R10为贴片电阻，电容C3为瓷片电容，电阻R10和电容C3构成低通滤波电路，减少信号中高频系统噪声，提高采样精度。

电阻R10的一端连接运算放大器U3的输出端，电容C3的一端接地；电阻R10的另一端和电容C3的另一端外接相连，用于外接AD电路。

作为一种实施方式，电阻R6和电阻R7的规格相同，电阻R8和电阻R9的规格相同，电容C1和电容C2的规格相同。如图1所示，比例电流源基准电流为I1，温度传感器激励电流源为I2，电阻R6和电阻R7的规格相同，电阻R8和电阻R9的规格相同，电容C1和电容C2的规格相同，保证了差分放大电路的一致性。

本实用新型的基准电流：I1=(VCC-VBE)/(R1+R3+R4)；

激励电流源：I2=I1*R1/R2；

输出电压和温度传感器电阻Rt的关系：Vo=（I2*Rt-I1*R4）*R8/R6。

本实用新型通过选择不同的电路参数，能兼容不同类型的温度传感器。本实用新型大量运用实际电路，具有测量范围广，测量精度高，稳定可靠，通用性强等优点。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (5)

1.一种高精度的温度采样电路，包括温度传感器，其特征在于，还包括依次电连接的比例电流源、电压跟随器、差分放大电路及低通滤波电路，比例电流源与温度传感器连接，为温度传感器提供激励电流源；比例电流源包括三极管T1、三极管T2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，三极管T1和三极管T2为PNP三极管，三极管T1和三极管T2的基极相连，三极管T1和三极管T2的发射极分别通过电阻R1和电阻R2外接电源，三极管T1的集电极通过相串联的电阻R3和电阻R4接地；温度传感器一端连接三极管T2的集电极，另一端接地。

2.如权利要求1所述的高精度的温度采样电路，其特征在于，电压跟随器由运算放大器U1和运算放大器U2组成，运算放大器U1和运算放大器U2的同相输入端分别连接于三极管T2与温度传感器之间和电阻R3与电阻R4之间，运算放大器U1和运算放大器U2的反相输入端均与输出端连接。

3.如权利要求2所述的高精度的温度采样电路，其特征在于，差分放大电路包括运算放大器U3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1及电容C2，电容C1和电阻R8并联，并联后的一端连接运算放大器U3的同相输入端，另一端接地；电容C2和电阻R9并联，并联后的两端分别连接运算放大器U3的反相输入端和输出端；电阻R6的两端分别连接运算放大器U3的同相输入端和运算放大器U1的输出端；电阻R7的两端分别连接运算放大器U3的反相输入端和运算放大器U2的输出端。

4.如权利要求3所述的高精度的温度采样电路，其特征在于，低通滤波电路包括电阻R10和电容C3，电阻R10的一端连接运算放大器U3的输出端，电容C3的一端接地；电阻R10的另一端和电容C3的另一端外接相连，用于外接AD电路。

5.如权利要求3所述的高精度的温度采样电路，其特征在于，电阻R6和电阻R7的规格相同，电阻R8和电阻R9的规格相同，电容C1和电容C2的规格相同。

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