CN217466023U - 一种多点接入的温度采样电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种多点接入的温度采样电路，包括第一DSP芯片、选通模块和多组采样模块；通过多组分压电阻和热敏电阻形成多组温度采样模块，通过温度采样模块将采样到的温度数据输出至选通模块，选通模块再对不同温度采样模块采样到的温度数据进行选通，从而将多组温度采样模块的多路输入转化为单路输出，不仅减少了第一DSP的AD采样口资源，而且简化了PCB走线难度以及电路中的器件数量，而后再将选通模块输出的单路温度数据至第一DSP芯片，最终第一DSP芯片将采样到的所有温度中最高的温度值送出，从而达到降低电路中多点温度采样的布置难度的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及温度采样技术领域，特别是涉及一种多点接入的温度采样电路。
背景技术
随着电子技术以及集成电路技术的发展，越来越多的电路功能采用模块的方式进行集成。然而，虽然模块化的电路功能能够提高电路的集成度，降低开发难度，但其也存在一定的缺陷。如模块化储能变流器，由于模块化储能变流器功率密度高，导致功率模块中各点的温度都不一样。而要想知道功率模块中温度最高的功率模块，就需要接入多个热敏电阻或温度传感器对不同的功率模块进行采样，并实时监控模块内部最高的温度点，每个采样点需要对应一路温度采样。这样的温度采样方式将导致电路结构内部电路分散，增加PCB布局以及内部走线布局的难度。同时，功率回路不仅容易对温度采样回路产生干扰，而且增加了DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)的AD(Analog-Digital，模拟-数字)采样口资源。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种多点接入的温度采样电路，降低电路中多点温度采样的布置难度。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种多点接入的温度采样电路，包括第一DSP芯片、选通模块和多组采样模块；
所述采样模块包括分压电阻与热敏电阻；
所述分压电阻的一端与所述热敏电阻的一端连接，所述分压电阻的另一端与第一基准电压连接；
所述热敏电阻的另一端与第二基准电压连接，所述热敏电阻的所述一端还与所述选通模块的输入端连接；
所述选通模块的输出端与所述第一DSP芯片的输入端连接。
进一步地，还包括运算放大器；
所述运算放大器的正极输入端与所述选通模块的输出端连接；
所述运算放大器的负极输入端分别与所述运算放大器的输出端以及所述第一DSP芯片的输入端连接。
进一步地，所述选通模块包括片选芯片和第二DSP芯片；
所述片选芯片的控制信号输入端与所述第二DSP芯片连接；
所述片选芯片的输出端与所述运算放大器的正极输入端连接；
所述片选芯片的数据信号输入端分别与多组所述热敏电阻的所述一端连接。
进一步地，所述选通模块包括多组第一二极管；
所述第一二极管的正极与所述热敏电阻的所述一端连接，负极与所述运算放大器的所述负极输入端连接；
多组所述第一二极管分别与多组所述热敏电阻一一对应。
进一步地，还包括多组第二电容；
所述第二电容与所述分压电阻一一对应，且与所述分压电阻并联。
进一步地，还包括第二二极管；
所述运算放大器的输出端与所述第二二极管的正极连接；
所述运算放大器的负极输入端与所述第二二极管的负极连接。
进一步地，还包括第一电阻和第一电容；
所述第一电阻的一端与所述运算放大器的输出端连接，另一端分别与所述第一DSP芯片的输入端以及所述第一电容的一端连接；
所述第一电容的另一端接地。
本实用新型的有益效果在于：通过多组分压电阻和热敏电阻形成多组温度采样模块，通过温度采样模块将采样到的温度数据输出至选通模块，选通模块再对不同温度采样模块采样到的温度数据进行选通，从而将多组温度采样模块的多路输入转化为单路输出，不仅减少了第一DSP的AD采样口资源，而且简化了PCB走线难度以及电路中的器件数量，而后再将选通模块输出的单路温度数据至第一DSP芯片，最终第一DSP芯片将采样到的所有温度中最高的温度值送出，从而达到降低电路中多点温度采样的布置难度的效果。
附图说明
图1为本实用新型实施例中的一种多点接入的温度采样电路的电路结构示意图；
图2为本实用新型实施例中的一种多点接入的温度采样电路的另一电路结构示意图；
标号说明：
R0、第一电阻；C1、第一电容；U1、片选芯片；U2、运算放大器；R1-R8、分压电阻；NTC1-NTC8、热敏电阻；D11-Dn1、第一二极管；C11-Cn1、第二电容；D12、第二二极管。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，一种多点接入的温度采样电路，包括第一DSP芯片、选通模块和多组采样模块；
所述采样模块包括分压电阻与热敏电阻；
所述分压电阻的一端与所述热敏电阻的一端连接，所述分压电阻的另一端与第一基准电压连接；
所述热敏电阻的另一端与第二基准电压连接，所述热敏电阻的所述一端还与所述选通模块的输入端连接；
所述选通模块的输出端与所述第一DSP芯片的输入端连接。
由上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过多组分压电阻和热敏电阻形成多组温度采样模块，通过温度采样模块将采样到的温度数据输出至选通模块，选通模块再对不同温度采样模块采样到的温度数据进行选通，从而将多组温度采样模块的多路输入转化为单路输出，不仅减少了第一DSP的AD采样口资源，而且简化了PCB走线难度以及电路中的器件数量，而后再将选通模块输出的单路温度数据至第一DSP芯片，最终第一DSP芯片将采样到的所有温度中最高的温度值送出，从而达到降低电路中多点温度采样的布置难度的效果。
进一步地，还包括运算放大器；
所述运算放大器的正极输入端与所述选通模块的输出端连接；
所述运算放大器的负极输入端分别与所述运算放大器的输出端以及所述第一DSP芯片的输入端连接。
由上述描述可知，通过在选通模块和第一DSP芯片之间增设运算放大器，其运算放大器的第二输入端与自身的输出端连接构成跟随器，能够增强信号的驱动能力，使选通模块输出的信号更加稳定。
进一步地，所述选通模块包括片选芯片和第二DSP芯片；
所述片选芯片的控制信号输入端与所述第二DSP芯片连接；
所述片选芯片的输出端与所述运算放大器的正极输入端连接；
所述片选芯片的数据信号输入端分别与多组所述热敏电阻的所述一端连接。
由上述描述可知，由片选芯片和第二DSP芯片构成选通模块，通过第二DSP 芯片输出控制信号至片选芯片的控制信号输入端，从而控制片选芯片的数据信号输入端能对多组温度采样模块的多路输入进行选通，并依次通过片选芯片后被采集到第二DSP芯片，实现将多路输入转化为单路输出的功能，并且仅采用了两个器件构成选通模块，使得电路回路器件数量少，减低布线难度并减少了 DSP的AD采样口资源。
进一步地，所述选通模块包括多组第一二极管；
所述第一二极管的正极与所述热敏电阻的所述一端连接，负极与所述运算放大器的所述负极输入端连接；
多组所述第一二极管分别与多组所述热敏电阻一一对应。
由上述描述可知，通过在运算放大器与每一组采样模块之间设置第一二极管构成选通模块，由于每一路的温度采样模块在采集到对应的温度数据时，都需要通过第一二极管后才能够输出至运算放大器，而当其中温度最高一路的二极管导通时，因为其负极端输出的电压高于其他路二极管负极端的输出电压，使得其余路的二极管均不能够导通，从而能够将温度采样模块中采集到最高温度的一路的数据输出至运算放大器，实现多路输入到单路输出的转化。
进一步地，进一步地，还包括多组第二电容；
所述第二电容与所述分压电阻一一对应，且与所述分压电阻并联。
由上述描述可知，通过设置多组第二电容，并将多组第二电容分别与每一分压电阻并联，使得每一组分压电阻和第二电容构成滤波结构，减少分压电阻两端电压的波动，从而信号源端提高信号的精确度。
进一步地，还包括第二二极管；
所述运算放大器的输出端与所述第二二极管的正极连接；
所述运算放大器的负极输入端与所述第二二极管的负极连接。
由上述描述可知，通过在运算放大器负极输入端与输出端之间增设一个第二二极管，第二二极管采用与第一二极管相同的规格，使得输入端在第一二极管上下降的压降在第二二极管处得到补偿，使得最终输出至第一DSP芯片的电压值与温度采样模块中分压电阻或热敏电阻两端的电压值一致。
进一步地，还包括第一电阻和第一电容；
所述第一电阻的一端与所述运算放大器的输出端连接，另一端分别与所述第一DSP芯片的输入端以及第一电容的一端连接；
所述第一电容的另一端接地。
由上述描述可知，通过增设第一电容和第一电阻构成滤波电路将来自运算放大器的输出信号经过滤波后再输出至第一DSP的ADC采样口，从而提高了采样信号的精度，并减少由于输入信号的浮动导致最终输出的温度数据不准确的问题发生。
本实施例上述一种多点接入的温度采样电路可以满足电路对多点温度采集的需求，并降低温度采样电路PCB布线的难度以及减少回路器件数量，以下通过具体实施方式进行说明：
请参照图1，一种多点接入的温度采样电路，第一DSP芯片、选通模块、运算放大器U2、多组采样模块、第一电阻R0和第一电容C1；
所述采样模块包括分压电阻与热敏电阻；所述热敏电阻可采用NTC (NegativeTemperature Coefficient，负温度系数)电阻或PTC(Positive TemperatureCoefficient，正温度系数)电阻；如图1中包括八组分压电阻R1-R8，八组热敏电阻NTC1-NTC8；
所述分压电阻的一端与所述热敏电阻的一端连接，所述分压电阻的另一端与第一基准电压连接；本实施例中所述第一基准电压为VCC电压；
所述热敏电阻的另一端与第二基准电压连接，所述热敏电阻的所述一端还与所述选通模块的输入端连接；本实施例中所述第二基准电压为GND接地电压；
所述运算放大器U2的第一输入端与所述选通模块的输出端连接；所述运算放大器U2的第二输入端分别与所述运算放大器U2的输出端以及所述第一DSP 芯片的输入端连接；所述第一DSP芯片的输入端即ADC采样口；
所述第一电阻R0的一端与所述运算放大器U2的输出端连接，另一端分别与所述第一DSP芯片的输入端以及所述第一电容C1的一端连接；所述第一电容C1的另一端接地；
在一个可选的实施方式中，所述选通模块包括片选芯片U1和第二DSP芯片；本实施例中所述片选芯片U1的型号为74LS151，可根据项目实际需求选取适合的片选芯片U1不限于单一型号；
所述片选芯片U1的控制信号输入端与所述第二DSP芯片连接；所述控制信号输入端即A、B和C三个选通控制端；所述片选芯片U1的输出端与所述运算放大器U2的第一输入端连接；所述片选芯片U1的数据信号输入端分别与多组所述热敏电阻的所述一端连接；所述数据信号输入端包括I0-I7八个输入端，用于获取上述八组所述采样模块的信号；
其工作原理如下：
八组所述热敏电阻NTC1-NTC8分别与所述分压电阻R1-R8对电路中的不同端口、线路或器件进行温度检测，将采样得到的电压值送入所述片选芯片U1 的数据信号输入端，通过所述第二DSP芯片送出3个IO信号作为选通信号至所述片选芯片U1的控制信号输入端，将多路输入转化为单路输出，所述片选芯片U1输出的采样信号经过所述运算放大器U2进行一级跟随，增强信号的驱动能力，再经过由第一电阻R0和第一电容C1构成的滤波电路送入所述第一DSP芯片的ADC采样口，所述第一DSP芯片将采样到的每一路采样值进行比较，将采集到的所有温度中的最高温度值送出，最终通过该温度值来确定此刻模块的运行的状态；
请参照图2，在另一可选的实施方式中，所述选通模块包括多组第一二极管和第二电容；所述第一二极管的正极与所述热敏电阻的所述一端连接，负极与所述运算放大器U2的所述第二输入端连接；多组所述第一二极管分别与多组所述热敏电阻一一对应；所述第二电容与所述分压电阻一一对应，且与所述分压电阻并联；其中，还包括第二二极管D12，所述运算放大器U2的输出端与所述第二二极管D12的正极连接；所述运算放大器U2的负极输入端与所述第二二极管D12的负极连接；本实施方式中，所述第一基准电压为GND接地电压，所述第二基准电压为所述热敏电阻的接入端；所述第一二极管与所述第二二极管 D12规格相同；同时，为了使电路正常工作还设置有多组电阻和电容配合工作；
其工作原理如下：
所述热敏电阻NTC1-NTCn的一端为接入端子，电阻R11-Rn1为所述分压电阻，通过所述第一二极管D11-Dn1对不同的采样线路进行选通；所述分压电阻两端电压越高，表示该测试点的温度越高；其中，只有最高温度的采样回路能够使所述第一二极管导通，温度低的则无法导通对应回路中的所第一二极管；将输出的最高温度通过所述运算放大器U2送入所述第一DSP芯片的AD采样口；由于前端在经过所述第一二极管选通后，所述运算放大器U2输出端的电压要比所述第一二极管正极的电压小(相差一个二极管的导通压减)，因此需要通过在所述运算放大器U2的第二输入端和输出端之间增设所述第二二极管D12 将该电压差补回，确保送入所述第一DSP芯片的AD采样口电压值与前端所述分压电阻两端的电压值一致。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种多点接入的温度采样电路，其特征在于，包括第一DSP芯片、选通模块和多组采样模块；
所述采样模块包括分压电阻与热敏电阻；
所述分压电阻的一端与所述热敏电阻的一端连接，所述分压电阻的另一端与第一基准电压连接；
所述热敏电阻的另一端与第二基准电压连接，所述热敏电阻的所述一端还与所述选通模块的输入端连接；
所述选通模块的输出端与所述第一DSP芯片的输入端连接。
2.据权利要求1所述的一种多点接入的温度采样电路，其特征在于，还包括运算放大器；
所述运算放大器的正极输入端与所述选通模块的输出端连接；
所述运算放大器的负极输入端分别与所述运算放大器的输出端以及所述第一DSP芯片的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种多点接入的温度采样电路，其特征在于，所述选通模块包括片选芯片和第二DSP芯片；
所述片选芯片的控制信号输入端与所述第二DSP芯片连接；
所述片选芯片的输出端与所述运算放大器的正极输入端连接；
所述片选芯片的数据信号输入端分别与多组所述热敏电阻的所述一端连接。
4.根据权利要求2所述的一种多点接入的温度采样电路，其特征在于，所述选通模块包括多组第一二极管；
所述第一二极管的正极与所述热敏电阻的所述一端连接，负极与所述运算放大器的所述负极输入端连接；
多组所述第一二极管分别与多组所述热敏电阻一一对应。
5.根据权利要求4所述的一种多点接入的温度采样电路，其特征在于，还包括多组第二电容；
所述第二电容与所述分压电阻一一对应，且与所述分压电阻并联。
6.根据权利要求4所述的一种多点接入的温度采样电路，其特征在于，还包括第二二极管；
所述运算放大器的输出端与所述第二二极管的正极连接；
所述运算放大器的负极输入端与所述第二二极管的负极连接。
7.根据权利要求2所述的一种多点接入的温度采样电路，其特征在于，还包括第一电阻和第一电容；
所述第一电阻的一端与所述运算放大器的输出端连接，另一端分别与所述第一DSP芯片的输入端以及所述第一电容的一端连接；
所述第一电容的另一端接地。
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