[發(fā)明專利]基于電流的溫度測(cè)量裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880056424.6
• 申請(qǐng)日: 2018-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN111051831B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·E·巴特林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 微芯片技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01K7/01
• 分類號(hào): G01K7/01;G01K7/34
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳斌

1.一種溫度測(cè)量系統(tǒng)，包括：

與絕對(duì)溫度成比例(PTAT)電流源；

電容器，所述電容器通過可控開關(guān)選擇性地耦合到所述PTAT電流源，其中所述開關(guān)可控制成將所述電容器與所述PTAT電流源解耦，以使得跨所述電容器的電壓保持恒定；

控制器，所述控制器被耦合到定時(shí)器并且被配置為控制所述開關(guān)，以將所述電容器耦合到所述PTAT電流源達(dá)由所述定時(shí)器確定的一段充電時(shí)間，其中所述電容器在所述充電時(shí)間期間被充電至電壓；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有耦合到所述電容器的輸入，并且被配置用于在所述電容器已被充電達(dá)由所述定時(shí)器確定的所述一段充電時(shí)間并且與所述PTAT電流源解耦之后對(duì)所述電容器上的所述電壓執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以生成所述電容器上的所述電壓的數(shù)字表示；和

電子電路，所述電子電路被配置為基于所述電容器上的所述電壓的所述數(shù)字表示來(lái)計(jì)算溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括與絕對(duì)溫度零變化(ZTAT)電流接收器，所述與絕對(duì)溫度零變化(ZTAT)電流接收器被配置用于將電容器充電電流調(diào)節(jié)至所需值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，PTAT和ZTAT電流由帶隙電路產(chǎn)生。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一電流鏡，以增加能夠得自所述PTAT電流源的電流。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二電流鏡，以調(diào)節(jié)所述PTAT電流源的溫度系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括第三電流鏡，以增加所述ZTAT電流接收器的電流處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度測(cè)量系統(tǒng)具有溫度測(cè)量分辨率，所述溫度測(cè)量分辨率選自以下中的任一種：小于1℃、小于0.5℃、小于0.2℃、小于0.1℃、以及小于0.05℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述充電時(shí)間選自以下中的任一種：小于1秒、小于100毫秒、小于10毫秒、小于1毫秒、小于100μs、小于10μs、小于1μs、以及小于100ns。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述充電時(shí)間為約625ns。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度測(cè)量系統(tǒng)包括微控制器。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器包括：

微處理器；和

存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器耦合到所述微處理器，并且存儲(chǔ)用于由所述電容器上的所述電壓的所述數(shù)字表示確定所述溫度的程序。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器包括所述ADC和所述可控開關(guān)。

13.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括短路開關(guān)，以在所述充電時(shí)間期間在充電之前使所述電容器放電。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器控制所述短路開關(guān)。

15.一種用于測(cè)量溫度的方法，所述方法包括操作根據(jù)權(quán)利要求1-14所述的溫度測(cè)量系統(tǒng)中的任一個(gè)的步驟。