[發明專利]具有較低的溫度依賴性的模數轉換裝置

有效

• 申請號: 200910203923.6
• 申請日: 2009-02-06
• 公開（公告）號: CN101567693A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 山本啟善;田村博志
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10;H03M1/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張雪梅;王忠忠

技術領域

本發明涉及具有用于將輸入模擬電壓信號轉換為數字數據的A/D轉換器的 模數(A/D)轉換裝置。

背景技術

像傳統的A/D轉換器一樣，已經開發出被稱為TAD轉換器的時間A/D轉換器 (time?A/D?converters)。在相應于公開號為H05-259907的日本專利申請的美國 專利No.5,396,247中公開了這種TAD轉換器的例子。

每個TAD轉換器均具有在輸入模擬電壓信號上操作的環形振蕩器，并以簡 單的電路結構獲得高分辨率。

TAD轉換器通常具有隨溫度變化而變化的非線性的輸出特性。因此，為了 基于TAD轉換器的輸出抓取(grasp)輸入模擬電壓信號的值，希望在考慮TAD 轉換器輸出的溫度依賴性的同時，基于它的非線性輸入-輸出特性將TAD轉換器 輸出的變量與輸入模擬電壓信號的變量關聯起來。

相應于公開號為2004-274157的日本專利申請的美國專利No.6,891,491公 開了一種逼近TAD轉換器的輸入-輸出特性的方法。所述方法利用基于TAD轉換 器的輸出值的折線來逼近TAD轉換器的輸入-輸出特性，所述輸出值相應于在預 設輸入范圍內的輸入模擬電壓信號中的基準電壓，例如其中的上限、下限和中 間值。

發明內容

因為所述折線高精度地逼近當前溫度下TAD轉換器的輸入-輸出特性，所述 方法能夠改善使用TAD轉換器的A/D轉換精度。

如上所述，TAD轉換器被設計為將輸入模擬電壓信號轉換為數字數據，并 且因此它們能被用作電壓檢測器。

另一方面，在使用時由一組串聯連接的電池單元(battery?cells)組成的電 池組被用作電源，要求測量每一個電池模塊上的電壓值；這些電池模塊中的每 一個均由一個電池單元或一組若干個相鄰的電池單元組成。為了處理所述要求， TAD轉換器能夠被用作用于電池組的電壓監控系統的電壓檢測器；該電壓檢測 器工作以測量每一個電池模塊上的電壓值。

當被設計為使用上述逼近方法的每個TAD轉換器被用作用于電池組的電壓 監控系統的電壓檢測器時，在電池模塊的負極端充作地電位的條件下，需要生 成將被施加到每個TAD轉換器的輸入模擬電壓信號中的基準電壓。

因此，不能通過逐步降低另一電池模塊上的電壓值來生成被施加到被安排 測量最高電位的電池模塊上的電壓值的TAD轉換器的基準電壓。

相反，當最高電位的電池模塊上的電壓值被逐步降低以便生成基準電壓時， 能夠通過所述逐步降低而生成的每一個基準電壓被限制為等于或小于最高電位 的電池模塊上的電壓值。因此，也許難以適當地生成所述輸入模擬電壓信號中 的上限來作為基準電壓。

為了處理這樣的問題，電壓值可以被設計，將每個電池模塊上的電壓值間 接地施加到相應的TAD轉換器中，而不是將每個電池模塊上的電壓值直接地施 加到相應的TAD轉換器中；通過借助電阻器分壓每一電池模塊上的電壓值來產 生該電壓值。這使得將被施加到TAD轉換器的電壓范圍變窄，因此減小了作為 基準電壓的所述輸入模擬電壓信號中的上限。

然而，被用于分壓每個電池模塊上的電壓值的電阻器的電阻可取決于溫度。 這會導致減小將輸入模擬電壓信號轉換為數字數據的精度，換言之，減小對輸 入模擬電壓信號中的電壓值測量的精度。

由元件的溫度依賴性引起的這種問題不局限于發生在由TAD轉換器和電阻 器執行的A/D轉換處理中。

特別地，由元件的溫度依賴性引起的這種問題可以發生在由A/D轉換器和 電子元件執行的A/D轉換處理中，所述電子元件用于將目標物理量直接或間接地 輸入到所述AD轉換器；該電子元件的工作特性具有溫度依賴性。

鑒于上面陳述的情況，本發明的一個方面的目標是提供模數轉換裝置，所 述模數轉換裝置被設計為具有改進的結構以降低用于將輸入電壓信號轉換為數 字數據的處理的溫度依賴性。