CN219890606U - 温度检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及集成电路技术领域，提供了一种温度检测电路，其包括：检测模块，用于感测该温度检测电路所处的环境温度，以及选通开关，温度检测电路受控于该选通开关，选择连通第一路径或者第二路径，该第一路径用于完成实时测量检测模块所处的环境温度，该第二路径用于完成测量检测模块所处的环境温度，并在测量的温度达到预设阈值时进行温度预警。由此可改善焊接时印刷电路板上其他模块或芯片的温度超过操作温度范围导致其损坏的问题，不仅提高了工作环境的安全性，也直接和间接的节省了材料损耗。

Description

温度检测电路

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，具体涉及一种温度检测电路。

背景技术

目前，集成电路(integrated-circuit,IC)获得了广泛的应用，并且随着半导体技术的进步，其实现的功能日益强大和复杂，这给电子产品的电路设计带来方便的同时，也给制造过程中的电气性能检验带来了困难。因为任何集成电路内部都可能分设不同的模块，由不同的模块的输入/输出引脚实现不同的功能。

现有技术在进行焊接时，使用风枪或加热台会导致印刷电路板(printed circuitboard,PCB)上其它模块或芯片的温度超过其规定的操作温度范围，从而导致烧坏模块或芯片，尤其是像球状矩阵排列(Ball Grid Array,BGA)封装的这种芯片，在温度过高时，内部引脚可能会引起短路，而从外表看不出，其中的部分遭遇损坏时或半损坏(如静电，外接电路过流，过压等造成集成电路内部的损坏)，其仍可能工作，只不过其寿命、稳定性将大大降低，此时一般会伴随温度过高的情形。而生产线使用的标准程序无法侦测到产品存在的这样的临界或潜在的故障点，而这样的产品在最终客户使用的时候就会凸显不良。而现有的针对此种情况设计的专项测试或老化测试投入时间和设备成本过高，且无法保证全部检测到此类故障点。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种温度检测电路，可以改善焊接时印刷电路板上其他模块或芯片的温度超过操作温度范围导致其损坏的问题，不仅提高了工作环境的安全性，也直接和间接的节省了材料损耗。

本实用新型提供了一种温度检测电路，其包括：

检测模块，所述检测模块连接在供电端与地之间，用于感测所述温度检测电路所处的环境温度，以及

选通开关，所述选通开关连接在供电端与所述检测模块之间，所述温度检测电路受控于所述选通开关，选择连通第一路径或者第二路径，

所述第一路径用于完成实时测量所述检测模块所处的环境温度，

所述第二路径用于完成测量所述检测模块所处的所述环境温度，并在测量的温度达到预设阈值时进行温度预警，

其中，上述的检测模块包括：

第一电阻和光敏电阻，所述第一电阻和所述光敏电阻串联连接在所述选通开关与地之间。

优选地，上述的选通开关的控制端子连通第一电源，形成所述第一路径；

所述选通开关的控制端子连通第二电源，形成所述第二路径。

优选地，上述的选通开关的控制端子连通所述第二电源，所述检测模块通过第一输入节点提供检测电压，并且，所述第二路径还包括：

基准模块，所述基准模块连接在所述第二电源与地之间，用于通过第二输入节点提供基准电压；

比较模块，所述比较模块用于对所述检测电压和所述基准电压进行比较，并根据比较结果维持或切换其输出电压的电平状态。

优选地，所述第二路径还包括：

发光器件，所述发光器件用于在所述输出电压的有效电平状态维持其导通状态，或者在所述输出电压的无效电平状态维持其断开状态。

优选地，上述的检测电压跟随所述温度检测电路的环境温度变化而变化，且所述环境温度升高，所述检测电压随之减小。

优选地，上述的第一电源和/或第二电源为可拆卸安装的纽扣电池。

优选地，上述的基准模块包括：

第二电阻和第三电阻，所述第二电阻和所述第三电阻串联连接在所述第二电源与地之间，二者的连接节点作为所述第二输入节点提供所述基准电压，并且，所述第二电阻与所述第一电阻的规格相同。

优选地，上述的比较模块包括：

电压比较器，该电压比较器的反相输入端通过控制开关连接所述第一输入节点，所述电压比较器的同相输入端通过第四电阻连接所述第二输入节点，所述电压比较器的输出端依次通过第五电阻和第六电阻正反馈连接到同相输入端，并且，所述第五电阻和所述第六电阻的中间节点用于提供所述输出电压。

优选地，上述的第三电阻为可变电阻。

优选地，上述的发光器件为发光二极管、发光数字管和光电耦合器中的一种。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种温度检测电路，其包括：检测模块，用于感测所述温度检测电路所处的环境温度，以及选通开关，所述温度检测电路受控于选通开关，选择连通第一路径或者第二路径，所述第一路径用于完成实时测量所述检测模块所处的环境温度，所述第二路径用于完成测量所述检测模块所处的环境温度，并在测量的温度达到预设阈值时进行温度预警。由此该温度检测电路应用在PCB的焊接场景中时，通过开关选择不同的电路路径，从而工作在不同的工作模式实现不同的电路功能，其中，一可以测量焊接时周围某个IC的实时温度，二可以在测量焊接时周围某个IC的温度值达到预设阈值时进行信号预警来避免周围模块或芯片的温度过高，从而改善焊接时PCB上其他模块或芯片的温度超过操作温度范围导致其损坏的问题。

而且，该温度检测电路采用热敏电阻的分压测量与正反馈比较器下相同电压的阻值比较，提高了检测的可靠性，同时对温度测量的灵敏度和精度较高，这样不仅提高了工作环境的安全性，从而直接或间接的节省了过热造成的材料损耗，也进一步提高了后续产品的质检良率。

此外，热敏电阻可配置为多种物理形式，所以利用有热敏电阻的该温度检测电路还可以用于测量其它电子元件温度实施场景，应用性更广。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出本公开实施例提供的一种温度检测电路的示意图；

图2a和图2b分别示出图1中温度检测电路在选通开关连通不同路径时的状态示意图；

图3示出图1实施例的温度检测电路在进一步的实施方式中的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文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。本文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例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

下面，参照附图对本实用新型进行详细说明。

图1示出本公开实施例提供的一种温度检测电路的示意图，图2a和图2b分别示出图1中温度检测电路在选通开关连通不同路径时的状态示意图，图3示出图1实施例的温度检测电路在进一步的实施方式中的示意图。

参考图1～图3，本实用新型的实施例提供了一种温度检测电路100，其可以包括：检测模块110和选通开关S1，其中，该检测模块110连接在供电端与地之间，用于感测温度检测电路100所处的环境温度，选通开关S1连接在供电端与检测模块110之间，该温度检测电路100受控于选通开关S1，选择连通第一路径L1或者第二路径L2，所述第一路径L1用于完成实时测量检测模块110所处的环境温度，所述第二路径L2用于完成测量检测模块110所处的环境温度，并在测量的温度达到预设阈值时进行温度预警。

在一些实施例中，上述的检测模块110包括电阻R1和光敏电阻RT，其中，该电阻R1和光敏电阻RT串联连接在供电端与地之间。

在一些实施例中，上述的选通开关S1的控制端子打到端子a则连通第一电源BAT1，形成上述的第一路径L1，如图2a所示；该选通开关S1的控制端子打到端子b则连通第二电源BAT2，形成上述的第二路径L2，如图2b所示。

在一些实施例中，上述的第一电源BAT1和/或第二电源BAT2为可拆卸安装的纽扣电池。其电压例如为3.3V，当温度检测电路100连通第一路径L1时，该第一电源BAT1作为检测模块110的供电电源，为其工作提供稳定的电能。当温度检测电路100连通第二路径L2时，该第二电源BAT2不仅提供给检测模块110和基准模块120的输入电压，还可稳定提供比较模块130的工作电压，同时其便于携带和测量。

在一些实施例中，上述的选通开关S1的控制端子连通第二电源BAT2，该检测模块101通过第一输入节点提供检测电压Va，并且，上述的第二路径L2还包括：基准模块120、比较模块130和发光器件140。

其中，该检测模块110连接在第二电源BAT2与地之间，用于通过第一输入节点提供检测电压Va；该基准模块120连接在第二电源BAT2与地之间，用于通过第二输入节点提供基准电压Vb；该比较模块130分别连接检测模块110和基准模块120，用于对上述检测电压Va和基准电压Vb进行比较，并根据比较结果维持或切换其输出电压Vc的电平状态；发光器件140用于在上述输出电压Vc的有效电平状态维持其导通状态，或者在上述输出电压Vc的无效电平状态维持其断开状态。

在一些实施例中，上述的发光器件140为发光二极管、发光数字管和光电耦合器中的一种。优选地，在本实施例中，该发光器件140为选自发光二极管。

上述实施例中温度检测电路100内部的检测模块110包括有热敏电阻RT，其可用来测量焊接时的环境温度(即周围模块或芯片的温度，下文以芯片IC为例)。现有技术在焊接过程中，使用风枪或加热台可能会导致PCB上周围IC温度超过其操作温度范围。而操作时的IC温度超过IC的操作温度范围存在烧坏IC的风险，尤其是像BGA封装的IC，在温度过高时，其内部引脚可能会引起短路，而从外表看不出，这就造成质检维修和二次检测的时间成本增加，以及使用寿命的减少，从而直接增加IC的维修成本或间接增加IC的损耗，温度过高更为严重的情况可能会导致PCBA的损坏。而上述实施例中的温度检测电路100在其环境温度超过IC的操作温度时，其中的发光二极管就会发光，以提示我们此时IC的温度达到了极限操作温度，从而减缓操作时间和操作强度，以便减少IC质检不良率和维修成本，进一步的是降低了IC及PCBA的损耗。

在本实施例中，上述的检测电压Va跟随温度检测电路100的环境温度变化而变化，因该温度检测电路100中热敏电阻RT为负温度特性的热敏电阻，当其温度升高，对应的阻值会减小，检测电压Va随之减小。

在本实施例中，温度检测电路100中热敏电阻RT作为温度感应器，且该温度检测电路100的检测模块110还包括一分压电阻R1，二者串联于供电端与地之间，热敏电阻RT直接与地相连接，而分压电阻R1直接与供电端(在第一路径L1上该供电端连接第一电源BAT1，在第二路径L2上该供电端连接第二电源BAT2，下同)相连接，且分压电阻R1和热敏电阻RT连接的节点为第一输出节点对外输出检测电压Va，其中，热敏电阻RT为NTC型(负温度系数)的热敏电阻。在具体实施时，也可以采用PTC型(正温度系数)的热敏电阻，在采用PTC型热敏电阻的情况下，热敏电阻需直接与供电端相连接，而分压电阻R1直接连接于与地相连接。以上两种连接方式中，热敏电阻RT和分压电阻R1连接的节点的检测电压Va总是随温度的升高而减小。且热敏电阻RT的封装可以根据产品的结构采用贴片式或线型封装。在此不作限制。在本实施例中热敏电阻RT例如可采用贴片式的。

在本实施例中，上述的基准模块120包括电阻R2和电阻RP，其中，该电阻R2和电阻RP串联连接在第二电源BAT2与地之间，二者的连接节点作为上述的第二输入节点提供基准电压Vb，并且，该电阻R2与电阻R1的规格相同。

在本实施例中，上述的比较模块130包括：控制开关S2、电压比较器131、电阻R4、电阻R5和电阻R6。其中，该电压比较器131的反相输入端通过控制开关S2连接第一输入节点，该电压比较器131的同相输入端通过电阻R4连接第二输入节点，该电压比较器131的输出端依次通过电阻R5和电阻R6正反馈连接到同相输入端，并且，电阻R5和电阻R6的中间节点用于提供上述的输出电压Vc。

随着电子技术的不断发展，各种电子器件的使用也越来越广泛。其中，比较器作为一种重要的电子器件，被广泛应用于电子电路的设计中。其根据非线性等量关系来实现电压比较，从而将模拟信号转换为数字信号。其核心结构是由比较器、正反馈电路和稳压电路等组成的，其中，正反馈电路和稳压电路是为了保证比较器可以在准确的范围内输出数字信号而设计的。在实际应用中，由于电子元器件的不可避免的制造误差和环境的影响，比较器的输入端电压并不是完全相等的，导致输出端电平的变化不能及时地反应实际的输入信号。而通过设置在比较器输出端的电阻，可以有效地降低输出端电平的变化速度，从而使比较器响应速度变慢，更加稳定和可靠。

在本实施例中，该电压比较器131的输出端依次通过电阻R5和电阻R6连接到同相输入端形成正反馈，该处电阻的主要作用是防止电路震荡，同时，位于其输出端的电阻R5用于提高电压比较器131的输出稳定性。当同相输入端接入的电压高于反相输入端接入的电压时，电压比较器131输出为高电平；当同相输入端接入的电压低于反相输入端接入的电压时，电压比较器131输出为低电平。

在本实施例中，上述输出电压Vc的有效电平状态为高电平状态，上述输出电压Vc的无效电平状态为低电平状态。

工作时，使用高温胶带将热敏电阻贴到需要测量的IC上，先找到对应IC操作电压范围最大的温度值T，通过查找手册，寻找合适温度范围的贴片热敏电阻，确定贴片热敏电阻对应温度T的阻值RT。

当测量IC的实时温度时，电路如下：

a)将选通开关S1的控制端子打到a，断开控制开关S2，此时温度检测电路100连通第一电源BAT1，选择工作在第一路径L1上，如图2a所示，将热敏电阻RT贴到需要测量的IC上。

b)测出此时热敏电阻RT的阻值，通过查表得出此时的温度。

当测量IC极限温度，对电路中各模块或芯片IC做安全预警时，电路如下：

a)将选通开关S1的控制端子打到b，连通控制开关S2，此时温度检测电路100连通第二电源BAT2，选择工作在第二路径L2上，如图2b所示，将热敏电阻RT贴到需要测量的IC上。

b)调节电阻RP，即调节基准电压Vb。因为检测模块100中串联连接的电阻R1和热敏电阻RT与基准模块120中串联连接的电阻R2和电阻RP是并联关系。所以调节电阻RP的阻值，即调节基准电压Vb，使得电压比较器131的同相输入端电压小于反相输入端接入的检测电压Va，从而其输出电压Vc＝0V，处于无效电平状态，此时发光二极管不亮。

焊接过程中，随着IC温度的升高，热敏电阻RT温度升高，其阻值降低，分压减小，即电压比较器131的反相输入端接入的检测电压Va随之减小，而作为基准模块在电阻RP的阻值确定时，基准电压Vb也是确定的，电压比较器131的同相输入端接入的基准电压Vb不变，且电阻R2与电阻R1的规格又是相同的，随着Va的减小，当达到Va＝Vb后，电压比较器131输出电压Vc的电平状态翻转，变为有效的高电平状态，发光二极管发光，达到温度预警的效果。

电压比较器131输出有效电平时，其同相输入端接入的基准电压Vb和反相输入端接入的检测电压Va是相等的，故热敏电阻RT与电阻RP的分压相同，阻值也相同，通过查找手册，找到热敏电阻RT对应IC操作温度范围的阻值变化区间，确定贴片热敏电阻对应阻值RT的温度T。

在本实施例中，上述的电阻RP为可变电阻。实际应用中，在同一块PCBA上不同位置，其周围芯片的操作温度范围可能不同，或者不同PCBA上不同位置，其周围芯片的操作温度范围也可能不同，可根据需求(焊接时周围芯片或模块的最高承受温度)选择不同规格要求的基准电压Vb，以避免出现烧毁芯片内部引脚的问题。

在进一步的实施方式中，上述的温度检测电路100还可以包括控制开关S3，如图3所示，该控制开关S3的第一端连接第二电源BAT2，该控制开关S3的第二端连接上述检测模块110和基准模块120的公共供电端。

这样可以选择性的决定该温度检测电路100在其需要工作的时候进行温度检测工作，在不需要其工作时断开电路的连接状态，这样一方面可以避免相近电路元器件之间的干扰，同时可以节能。

鉴于不良集成电路在正常工作条件下一般温度会过高，借由正常工作条件下的温度检测来判断集成电路的此类不良无疑是一种很不错的选择。借此也可通过具有热敏电阻RT的该温度检测电路100对正常工作环境下的IC进行检测甄别不良品，以便及时发现问题，避免造成PCBA上因不良IC工作温度过高导致大范围器件烧毁的风险发生，提高电路的安全性。

综上，本实用新型实施例提供的一种温度检测电路100包括：检测模块110，用于感测该温度检测电路100所处的环境温度，以及选通开关S1，该温度检测电路100受控于选通开关S1，选择连通第一路径L1或者第二路径L2，该第一路径L1用于完成实时测量检测模块110所处的环境温度，该第二路径L2用于完成测量检测模块110所处的环境温度，并在测量的温度达到预设阈值时进行温度预警。由此该温度检测电路100应用在PCB的焊接场景中时，通过选通开关S1选择不同的电路路径，从而工作在不同的工作模式实现不同的电路功能，其中，一方面可以测量焊接时的周围某个IC的实时温度，另一方面可以在测量焊接时周围某个IC的温度值达到预设阈值时进行信号预警来避免周围模块或芯片的温度过高，从而改善焊接时PCB上其他模块或芯片的温度超过操作温度范围导致其损坏的问题。

而且，该温度检测电路100采用热敏电阻RT的分压电阻测量与正反馈比较器输出高电平时的相同电压的阻值比较，提高了检测的可靠性，同时其对温度测量的灵敏度和精度较高，这样不仅提高了工作环境的安全性，从而直接或间接的节省了过热造成的材料损耗，也进一步提高了后续产品的质检良率。

此外，热敏电阻RT可配置为多种物理形式，所以利用有热敏电阻RT的该温度检测电路100还可以用于测量其它电子元件温度实施场景，应用性更广。

应当说明的是，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，在本文中，所含术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种温度检测电路，其特征在于，包括：

检测模块，所述检测模块连接在供电端与地之间，用于感测所述温度检测电路所处的环境温度，以及

选通开关，所述选通开关连接在供电端与所述检测模块之间，所述温度检测电路受控于所述选通开关，选择连通第一路径或者第二路径，

所述第一路径用于完成实时测量所述检测模块所处的环境温度，

所述第二路径用于完成测量所述检测模块所处的所述环境温度，并在测量的温度达到预设阈值时进行温度预警，

其中，所述检测模块包括：

第一电阻和光敏电阻，所述第一电阻和所述光敏电阻串联连接在所述选通开关与地之间。

2.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，所述选通开关的控制端子连通第一电源，形成所述第一路径；

所述选通开关的控制端子连通第二电源，形成所述第二路径。

3.根据权利要求2所述的温度检测电路，其特征在于，所述选通开关的控制端子连通所述第二电源，所述检测模块通过第一输入节点提供检测电压，并且，所述第二路径还包括：

基准模块，所述基准模块连接在所述第二电源与地之间，用于通过第二输入节点提供基准电压；

比较模块，所述比较模块用于对所述检测电压和所述基准电压进行比较，并根据比较结果维持或切换其输出电压的电平状态。

4.根据权利要求3所述的温度检测电路，其特征在于，所述第二路径还包括：

发光器件，所述发光器件用于在所述输出电压的有效电平状态维持其导通状态，或者在所述输出电压的无效电平状态维持其断开状态。

5.根据权利要求4所述的温度检测电路，其特征在于，所述检测电压跟随所述温度检测电路的环境温度变化而变化，且所述环境温度升高，所述检测电压随之减小。

6.根据权利要求5所述的温度检测电路，其特征在于，所述第一电源和/或所述第二电源为可拆卸安装的纽扣电池。

7.根据权利要求5所述的温度检测电路，其特征在于，所述基准模块包括：

第二电阻和第三电阻，所述第二电阻和所述第三电阻串联连接在所述第二电源与地之间，二者的连接节点作为所述第二输入节点提供所述基准电压，并且，所述第二电阻与所述第一电阻的规格相同。

8.根据权利要求7所述的温度检测电路，其特征在于，所述比较模块包括：

电压比较器，所述电压比较器的反相输入端通过控制开关连接所述第一输入节点，所述电压比较器的同相输入端通过第四电阻连接所述第二输入节点，所述电压比较器的输出端依次通过第五电阻和第六电阻正反馈连接到同相输入端，并且，所述第五电阻和所述第六电阻的中间节点用于提供所述输出电压。

9.根据权利要求7所述的温度检测电路，其特征在于，所述第三电阻为可变电阻。

10.根据权利要求5所述的温度检测电路，其特征在于，所述发光器件为发光二极管、发光数字管和光电耦合器中的一种。