本公開內容涉及遠程溫度感測。
背景技術:
準確地測量溫度的能力可以有益于設備和/或系統的操作。在一些示例中,設備可以利用一個或多個遠程溫度傳感器來測量在一個或多個遠程站點處的溫度。這樣的遠程感測系統可以包括測量誤差的許多潛在來源。
技術實現要素:
在一個示例中,一種方法包括:由設備輸出通過在該設備外部的溫度傳感器的第一電流;由設備并且基于當第一電流正在流動通過溫度傳感器時跨溫度傳感器的電壓降來確定電流水平;由設備輸出通過溫度傳感器的在所確定的電流水平處的第二電流;設備的模數轉換器(adc)確定與當第二電流正在流動通過溫度傳感器時跨溫度傳感器的電壓降相對應的值;由設備輸出通過在該設備外部的參考電阻器的第三電流;以及基于該值和當第三電流正在流動通過參考電阻器時跨參考電阻器的電壓降來確定溫度傳感器的溫度。
在另一示例中,一種設備包括:一個或多個電流源;模數轉換器(adc);以及控制器。在該示例中,控制器被配置為:使一個或多個電流源輸出通過在設備外部的溫度傳感器的第一電流;基于當第一電流正在流動通過溫度傳感器時跨溫度傳感器的電壓降來確定電流水平;使一個或多個電流源輸出通過溫度傳感器的在所確定的電流水平處的第二電流;使adc生成與當第二電流正在流動通過溫度傳感器時跨溫度傳感器的電壓降相對應的值;使一個或多個電流源輸出通過在設備外部的參考電阻器的第三電流;以及基于該值和當第三電流正在流動通過參考電阻器時跨參考電阻器的電壓降來確定溫度傳感器的溫度。
在另一示例中,一種系統包括:溫度傳感器;參考電阻器;以及設備。在該示例中,該設備包括:一個或多個電流源,其被配置為輸出溫度傳感器的第一電流;控制器,其被配置為基于當第一電流正在流動通過溫度傳感器時跨溫度傳感器的電壓降來確定電流水平,其中一個或多個電流源還被配置為輸出通過溫度傳感器的在所確定的電流水平處的第二電流;以及模數轉換器(adc),其被配置為確定與當第二電流正在流動通過溫度傳感器時跨溫度傳感器的電壓降相對應的值,其中一個或多個電流源還被配置為輸出通過參考電阻器的第三電流,并且其中控制器還被配置為基于值和當第三電流正在流動通過參考電阻器時跨參考電阻器的電壓降來確定溫度傳感器的溫度。
在附圖和下面的描述中闡述本公開內容的一個或多個示例的細節。其他特征、目標和優點將從說明書和附圖并且從權利要求書中變得顯而易見。
附圖說明
圖1是圖示了包括用于確定遠程站點的溫度的設備的示例性系統的概念圖。
圖2是圖示了包括用于確定遠程站點的溫度的設備的示例性系統的概念圖。
圖3是圖示了包括根據本公開內容的一種或多種技術的用于確定遠程站點的溫度的設備的示例性系統的概念圖。
圖4是根據本公開內容的一種或多種技術的范圍查找器的一個示例的示意圖。
圖5是圖示了包括根據本公開內容的一種或多種技術的用于確定遠程站點的溫度的設備的另一示例性系統的概念圖。
圖6是圖示了根據本公開內容的一種或多種技術的被配置為確定遠程溫度傳感器的溫度的設備的示例操作的流程圖。
圖7是圖示了根據本公開內容的一種或多種技術的在電池的充電電流與溫度之間的示例性關系的圖例。
圖8是圖示了根據本公開內容的一種或多種技術的電池的示例性溫度水平的圖例。
具體實施方式
總體上,本公開內容涉及用于遠程溫度感測的技術。在一些示例中,可能不期望將諸如熱敏電阻的溫度傳感器定位在使用溫度傳感器來確定遠程站點的溫度的設備和/或系統附近。例如,當測量電池的溫度時,可能期望將溫度傳感器定位在電池上或電池以及將設備定位在電池外部。然而,當設備和溫度傳感器分開定位時,可能引入一個或多個誤差。例如,當設備包括生成用于將模擬溫度信號轉換成數字溫度信號的模數轉換器(adc)的參考電壓的帶隙電壓發生器時,參考電壓可能是溫度依賴的。然而,當設備被定位在溫度傳感器的遠程時,帶隙電壓發生器的溫度可以與遠程站點的溫度不同,這可以導致數字溫度信號為遠程站點的溫度和設備的溫度兩者的函數。因此,可能期望設備生成不是設備的溫度的函數的數字溫度信號。
圖1是圖示了包括用于確定遠程站點的溫度的設備的示例性系統的概念圖。如在圖1的示例中所圖示的,系統100可以包括設備102、電阻器104和溫度傳感器106。
系統100可以包括設備102,設備102可以被配置為生成表示溫度傳感器106的溫度的數字值。如在圖1的示例中所圖示的,設備102可以包括電壓源108、放大器110、模數轉換器112、連接器114a-114c(統稱為“連接器114”)以及帶隙參考116。設備102的示例包括但不限于集成電路、芯片以及裸片。
在一些示例中,設備102可以包括連接器114,連接器114可以被配置為將來自設備102內的組件的信號傳導到至設備102外部的組件。連接器114的示例包括但不限于管腳、插頭、焊墊、插口或能夠跨設備邊界傳導信號的任何其他裝置。
系統100可以包括溫度傳感器106,溫度傳感器106可以被配置為基于溫度傳感器106被定位在其處的遠程站點的溫度來生成電信號。為了本公開內容,可以假設溫度傳感器106的溫度與溫度傳感器106被定位在其處的遠程站點的溫度相同。在一些示例中,溫度傳感器106的電阻可以是溫度傳感器106的溫度的函數。在一些示例中,溫度傳感器106的電阻與溫度傳感器106的溫度的函數可以不是線性函數。溫度傳感器106的示例包括熱敏電阻、熱電偶或能夠基于溫度來生成電信號的任何其他組件。
系統100可以包括電阻器104,電阻器104可以與溫度傳感器106串聯連接。以這種方式,電阻器104可以用作溫度傳感器106的線性化傳感器。
在操作時,電壓源108可以經由連接器114a將電壓輸出到偏置電阻器104和溫度傳感器106。因為它們是串聯的,所以電阻器104和溫度傳感器106可以形成分壓器,使得由電壓源108輸出的電壓基于它們的相應的電阻而在電阻器104和溫度傳感器106之間劃分。當溫度傳感器106的電阻是溫度傳感器106的溫度的函數時,跨溫度傳感器106的電壓降可以類似地為溫度傳感器106的溫度的函數。跨溫度傳感器106的電壓可以由設備102經由連接器114b和114c接收。
放大器110可以對接收到的電壓信號(即,跨溫度傳感器106的電壓)進行放大和/或緩沖,并將經放大的信號輸出到adc112。adc112可以基于由帶隙參考116生成的參考電壓來將經放大的信號轉換成表示溫度傳感器106的溫度的數字值。例如,由adc116輸出的數字值可以根據下面的等式(1)來表示溫度,其中μadc是adc116的占空比,vadc是由放大器110輸出的電壓,vref是由帶隙參考116生成的參考電壓,rth是溫度傳感器106的電阻,并且rb是電阻器104的電阻。如等式(1)所示,adc116的占空比不依賴于由帶隙參考116生成的參考電壓。以這種方式,設備102可以確定遠程站點的溫度。
圖2是圖示了包括用于確定遠程站點的溫度的設備的示例性系統的概念圖。如在圖2的示例中圖示的,系統200可以包括設備202、電阻器204以及溫度傳感器206。
系統200可以包括可以被配置為執行與圖1的設備102類似的操作的設備202。例如,設備202可以被配置為生成表示溫度傳感器206的溫度的數字值。然而,如與系統100的在電壓模式中操作溫度傳感器106的設備102相反,設備202可以在電流模式中操作溫度傳感器206。具體地,如與接收表示跨溫度傳感器206的溫度的信號相反,設備202可以接收表示流動通過溫度傳感器206的電流的量的信號。如在圖2的示例中圖示的,設備202可以包括電流源208、放大器210以及模數轉換器212、連接器214a–214c(統稱為“連接器214”)、帶隙參考216以及濾波器224。設備202的示例包括但不限于集成電路、芯片和裸片。
設備202在一些示例中可以包括連接器214,連接器214可以被配置為將來自設備202內的組件的信號傳導到在設備202外部的組件。連接器214的示例包括但不限于管腳、插頭、焊墊、插口或能夠跨設備邊界傳導信號的任何其他裝置。
系統200可以包括溫度傳感器206,溫度傳感器206可以被配置為基于溫度傳感器206被定位在其處的遠程站點的溫度來生成電信號。為了本公開內容,可以假設溫度傳感器206的溫度與溫度傳感器206被定位在其處的遠程站點的溫度相同。在一些示例中,溫度傳感器206的電阻可以是溫度傳感器206的溫度的函數。在一些示例中,溫度傳感器206的電阻與溫度傳感器206的溫度的函數可以不是線性函數。溫度傳感器206的示例包括熱敏電阻、熱電偶或能夠基于溫度來生成電信號的任何其他組件。
系統200可以包括電阻器204,電阻器204可以與溫度傳感器206并聯連接。以這種方式,電阻器204可以用作溫度傳感器206的線性化傳感器。
在一些示例中,系統200可以包括未圖示在圖2中的一個或多個組件。例如,系統200可以包括被配置為對在連接器214b處接收到的信號進行濾波的低通濾波器。
在操作時,電流源208可以經由連接器214a輸出電流以流動通過電阻器204和溫度傳感器206。因為它們是并聯的,所以電阻器204和溫度傳感器206可以形成分流器,使得由電壓源208輸出的電流基于它們的各自的電阻而被電阻器204和溫度傳感器206之間劃分。當溫度傳感器206的電阻是溫度傳感器206的溫度的函數時,流動通過溫度傳感器206的電流量可以類似地為溫度傳感器206的溫度的函數。因此,跨電阻器204和溫度傳感器206的電壓可以類似地為溫度傳感器206的溫度的函數。跨溫度傳感器206和電阻器204的電壓可以由設備202經由連接器214b和214c接收。
放大器210可以對接收到的電壓信號(即,跨溫度傳感器206和電阻器204的電壓)進行放大和/或緩沖,并將經放大的信號輸出到adc212。如在圖2的示例中圖示的,放大器210可以是包括電阻器218和220以及op-amp222的非反相放大器。
在任何情況下,adc212可以基于由帶隙參考216生成的參考電壓來將經放大的信號轉換成表示溫度傳感器206的溫度的數字值。在一些示例中,表示溫度傳感器206的溫度的所生成的數字值(即,adc216的占空比)可以不依賴于由帶隙參考216生成的參考電壓。以這種方式,設備202可以確定遠程站點的溫度。
如圖2所示,在一些示例中,濾波器224可以對由adc212輸出的信號進行濾波。例如,濾波器224可以是減小有效采樣率的抽取濾波器。
如以上所陳述的,系統100和200能夠生成不依賴于由帶隙參考生成的參考電壓的表示在遠程站點處的溫度的數字值。然而,系統100和200可能表現一個或多個缺點。
作為一個示例,系統100和200的電流消耗當溫度傳感器106/206的電阻改變時是依賴于溫度的。在溫度傳感器是負溫度相關(ntc)的溫度傳感器的情況下,溫度傳感器的電阻在高溫度處增大,其導致在高溫度處的較高的電流消耗。因為溫度傳感器的電阻可以在被加熱時相當小,電壓源108要求的電流必須相當大。除了消耗的高電流,溫度傳感器熱特性的高度非線性性質可以導致電壓源108供應具有幅值的高動態范圍的電流。電流模式系統200可以遭受類似的缺點。
額外地,在一些示例中,可能不期望當測量跨寬范圍的溫度時以相同的水平使溫度傳感器偏置。具體地,如果特定水平(即,電流水平或電壓水平)被用于當測量跨寬范圍的溫度時使溫度傳感器偏置,則由溫度傳感器生成的得到的信號可以不利用adc的輸入動態范圍(即,在溫度傳感器具有對數熱特性的情況下),其可以降低測量準確度。
根據本公開內容的一種或多種技術,如與以恒定水平(即,恒定電壓水平或恒定電流水平)使遠程溫度傳感器偏置相反,在遠程溫度傳感器以基于遠程溫度傳感器的溫度的粗糙測量確定的水平處被偏置時,設備可以確定遠程溫度傳感器的溫度。例如,設備可以以第一電流水平使遠程溫度傳感器偏置,在遠程溫度傳感器以第一電流水平被偏置時,基于跨遠程溫度傳感器的電壓來確定第二電流水平,并且在遠程溫度傳感器以所確定的電流水平被偏置時,確定遠程溫度傳感器的溫度。以這種方式,設備可以減少由遠程溫度傳感器消耗的電流量。同樣,以這種方式,設備可以使溫度傳感器生成更完整地利用adc的動態范圍的信號。
在一些示例中,可能期望單個設備使用多個溫度傳感器來確定在多個遠程站點處的溫度。換言之,可能期望單個設備控制多個遠程溫度傳感器。額外地,可能期望設備具有最小數量的連接器。因此,可能期望單個設備能夠利用最小數量的連接器來感測在多個遠程站點處的溫度。
然而,在一些示例中,電壓模式系統100和電流模式系統200可能不適合于多個感測應用(即,使用多個溫度傳感器來感測在多個遠程站點處的溫度)。具體地,因為電壓模式系統100可能必須在針對(即,如由電壓源108輸出的)偏置電壓和感測熱敏電阻兩者的多個遠程感測站點之間進行多路復用,每個額外的感測站點可能要求兩個額外的連接器。例如,針對具有熱敏電阻的n個遠程感測站點需要的連接器的數量可以需要2n+1個連接器,其中最后的連接器可以被包含用于感測遠程接地。電流模式系統200可以遭受類似的缺點。因此,在由于對針對每個增加的熱敏電阻的額外的線性化電阻器的需要而需要多個遠程感測站點時,針對電壓模式系統100或電流模式系統200的實際材料清單(bom)成本可能成倍增加。
額外地,在一些示例中,由adc使用的參考電壓(即,帶隙參考116和216)可以將誤差引入到溫度測量中。因此,可能期望設備確定不受參考電壓源影響的在遠程感測站點處的溫度。
根據本公開內容的一種或多種技術,一種設備可以能夠利用少于2n+1個連接器來感測針對n個遠程感測站點的溫度。例如,包括該設備的系統可以包括單個參考電阻器,無論遠程溫度傳感器的數量如何。在一些示例中,參考電阻器可以不被連接到遠程溫度傳感器中的任何(即,參考電阻器可以不與遠程溫度傳感器中的任何一個串聯或并聯)。因此,如與用作針對遠程溫度傳感器的線性化電阻器相反,參考電阻器可以用于去除溫度測量對帶隙參考電壓的依賴性。以這種方式,該設備可以將(即,來自參考電壓源的)誤差轉移到參考電阻器的容差和溫度依賴,其在一些示例中可以更易于控制。
圖3是圖示了包括根據本公開內容的一種或多種技術的用于確定遠程站點的溫度的設備的示例性系統的概念圖。如在圖3的示例中圖示的,系統300可以包括設備302、電阻器326以及溫度傳感器306。
系統300可以包括設備302,設備302可以被配置為生成表示溫度傳感器306的溫度的數字值。如在圖3的示例中圖示的,設備302可以包括模數轉換器312、連接器314a–314c(統稱為“連接器314”)、帶隙參考316、濾波器324、電流源328a–328n(統稱為“連接器328”)、控制器330、范圍查找器332、與門334、多路復用器336、開關338、開關340、開關342a和342b(統稱為“開關342”)以及開關346a–346n(統稱為“開關346”)。設備302的示例包括但不限于集成電路、芯片和裸片。
設備302在一些示例中可以包括電流源328,電流源328可以被配置為輸出電流。在一些示例中,電流源328中的電流源可以被配置為輸出在彼此的整數倍的電流水平。例如,電流源328a可以被配置為輸出在m安倍的電流,電流源328b可以被配置為輸出在2*m安倍的電流,電流源328c可以被配置為輸出在3*m安倍的電流,并且電流源328n可以被配置為輸出在m*n安倍的電流。
設備302在一些示例中可以包括開關346,開關346中的每個可以被配置為將電流源328中的電流源耦合到設備302的一個或多個其他組件,例如開關342。例如,開關346a可以被配置為將電流源328a連接到開關342,開關346b可以被配置為將電流源328b連接到開關342,開關346c可以被配置為將電流源328c連接到開關342,并且開關346n可以被配置為將電流源328n連接到開關342。
設備302在一些示例中可以包括控制器330,控制器330可以被配置為執行一個或多個操作來控制設備302以確定諸如溫度傳感器306的外部溫度傳感器的溫度。例如,控制器330可以輸出使設備302的一個或多個組件執行一個或多個操作的信號。在一些示例中,控制器330可以包括一個或多個查找表(lut)344,其可以包括將溫度傳感器306的電阻映射到溫度傳感器306的電阻。控制器330的示例包括但不限于一個或多個處理器,包括一個或多個微處理器、數字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現場可編程門陣列(fpga)或任何其他等效集成或離散邏輯電路以及這樣的組件的任何組合。
設備302可以包括adc312,adc312可以被配置為將模擬電平轉為數字值。在一些示例中,adc312可以基于參考電壓(例如從bg參考316接收到的參考電壓)來執行轉換。在一些示例中,adc312可以包括三角積分adc。
設備302可以包括濾波器324,濾波器324可以被配置為對由adc312生成的值進行濾波。例如,濾波器324可以包括被配置為對由adc312生成的值進行濾波以用于由控制器330處理。
設備302在一些示例中可以包括連接器314,連接器314可以被配置為將來自設備302內的組件的信號傳導到在設備302外部的組件。連接器314的示例包括但不限于管腳、插頭、焊墊、插口或能夠跨設備邊界傳導信號的任何其他裝置。
設備302在一些示例中可以包括范圍查找器332,范圍查找器332可以被配置為確定電流間隔,當確定溫度傳感器306的溫度時以該電流間隔使溫度傳感器306偏置。在一些示例中,由范圍查找器332確定的電流間隔可以表示溫度傳感器306的溫度的粗糙量化。例如,范圍查找器332可以輸出指示來自包括溫度傳感器306的當前溫度的多個范圍的特定范圍的信號。例如,如果溫度傳感器306的當前溫度是87攝氏度(188.6華氏度)并且多個范圍包括第一范圍-40–-5攝氏度(-40–23華氏度)、第二范圍-20–30攝氏度(-4–86華氏度)、第三范圍10–70攝氏度(50–158華氏度)以及第四范圍50–110攝氏度(122–230華氏度),則范圍查找器332可以輸出指示溫度傳感器306的溫度處于第二范圍中的信號。在一些示例中,范圍可以全部具有相同的寬度。例如,范圍可以全部為x度寬。在一些示例中,范圍可以具有不同的寬度。例如,第一范圍可以是x度寬,并且第二范圍可以是y度寬。下面參考圖4討論范圍查找器322的一個示例的進一步細節。
如以上所討論的,可能不期望當測量跨寬范圍的溫度時以相同的水平使溫度傳感器偏置。根據本公開內容的一種或多種技術,為了確定溫度傳感器306的溫度,設備302可以執行粗糙量化操作以當確定溫度傳感器306的溫度時以確定使其溫度傳感器306偏置的電流水平。在一些示例中,為了執行粗糙量化操作,設備302可以將電流輸出到溫度傳感器306。例如,控制器330可以輸出current_source_sel,使得電流源328中的一個或多個被耦合到開關342,并輸出rtherm_sel以使開關342b將電流源328中的一個或多個電流源耦合到連接器314a(并且使開關342a從多路復用器336和連接器314b解耦)。以這種方式,電流源328中的一個或多個可以使電流流動通過溫度傳感器306。電流的水平可以基于電流源328中的哪些電流源由控制器330選擇(即,電流源328中的哪些經由開關346被連接到開關342)。
流動通過溫度傳感器306的電流可以使溫度傳感器306以基于溫度傳感器306的溫度來生成信號。具體地,溫度傳感器306可以基于溫度傳感器306的溫度來生成電壓信號(即,跨溫度傳感器306的電壓,并且因此生成跨連接器314a和314c的電壓)。
設備302可以基于由溫度傳感器306生成的信號來確定溫度傳感器306的溫度的粗糙量化。例如,控制器330可以使開關340將范圍查找器332耦合到連接器314a。基于在連接器314a處的電壓(即,跨溫度傳感器306的電壓),范圍查找器332可以輸出指示溫度傳感器306的溫度位于來自多個范圍中的哪個范圍中的信號。例如,如果溫度傳感器306的當前溫度是87度,并且多個范圍包括第一范圍0–50度、第二范圍50–100度、第三范圍100–150度以及第四范圍150–200度,則范圍查找器332可以將指示溫度傳感器306的溫度處于第二范圍中的信號輸出到控制器330。以這種方式,設備302可以確定對溫度傳感器306的溫度的粗糙量化。
設備302可以基于粗糙量化來當確定溫度傳感器306的溫度時確定以其使溫度傳感器306偏置的電流水平。例如,控制器330可以確定可以允許adc312的動態范圍的完整利用的電流水平。具體地,控制器330可以選擇電流水平使得,在溫度傳感器306的溫度處于由范圍查找器332指示的范圍的低端處(溫度傳感器306的電阻具有負溫度相關性或ntc)時,則跨溫度傳感器306的得到的電壓處于可以由adc312量化的值的高端處。作為一個示例,如果adc312的動態圖范圍(即,可以由adc312量化的值的范圍)是從0伏特到100毫伏,并且在由范圍查找器332指示的范圍的低端和高端處的溫度傳感器306的電阻分別為20歐姆和6歐姆,則控制器330可以確定為以0.005安培使溫度傳感器306偏置。因此,如果溫度傳感器306的溫度處于范圍的低端處使得溫度傳感器306的電阻為20歐姆,則跨溫度傳感器306的得到的電壓將為100毫伏,其處于可以由adc312量化的值的高端處。在一些示例中,可以預先確定電流水平。例如,多個范圍中的每個范圍可以具有預定電流水平。以這種方式,設備302可以確定當確定溫度傳感器306的溫度時以其使溫度傳感器306偏置的電流水平(即,iint)。
如以上所討論的,可能期望設備302在沒有由帶隙參考316引入的誤差的情況下確定溫度傳感器306的溫度。根據本公開內容的一種或多種技術,當確定溫度傳感器306的溫度時,設備302可以利用電阻器326來減小或消除由帶隙參考316引入的誤差。例如,設備302可以基于由指示跨電阻器326的電壓降的bg參考316輸出的參考電壓來獲得第一測量,此外基于由指示跨溫度傳感器306的電壓降的bg參考316輸出的參考電壓來獲得第二測量,并且使用兩個測量結果來抵消由bg參考316輸出的參考電壓。
為了獲得第一測量,控制器330可以使開關346選擇性地耦合電流源328,使得電流源328將固定電流(即,ifix)輸出到開關342,使開關342將固定電流引導到連接器314b(其被連接到電阻器326),并且使多路復用器336和開關338來將連接器314b耦合到adc312的輸入。控制器330可以使adc312執行第一測量,并且基于由bg參考316輸出的參考電壓和跨電阻器326的電壓來生成第一值。在一些示例中,由adc312生成的第一值可以根據下面的等式(2)來表示跨電阻器326的電壓,其中μ1是第一值,ifix是流動通過電阻器326的電流,rref是電阻器326的電阻,并且vbg是由bg參考316輸出的參考電壓。
為了獲得第二測量,控制器330可以使開關346選擇性地耦合電流源328,使得電流源328將所確定的電流輸出到開關342,使開關342將該電流引導到連接器314a(其被連接到溫度傳感器306),并且使多路復用器336和開關338來將連接器314a耦合到adc312的輸入。控制器330可以使adc312執行第二測量并且基于由bg參考316輸出的參考電壓和跨溫度傳感器306的電壓來生成第二值。在一些示例中,由adc312生成的第二值可以根據下面的等式(3)來表示跨溫度傳感器306的電壓,其中μ2是第二值,iint是流動通過溫度傳感器306的電流,n是用于使電阻器326偏置的電流(即,ifix)與用于使溫度傳感器306偏置的電流(即,iint)的比率,rtemp是溫度傳感器306的電阻,并且vbg是由bg參考316輸出的參考電壓。
控制器330可以使用兩個測量結果來抵消由bg參考316輸出的參考電壓。例如,將等式(3)除以等式(2)并且對各項進行重新布置得到等式(4)。因此,控制器330可以將第一值、第二值以及rref和n的值插入到公式(4)中以確定溫度傳感器306的電阻,而不依賴于由bg參考316輸出的參考電壓。
控制器330可以基于溫度傳感器306的所確定的電阻來確定溫度傳感器306的溫度。在一些示例中,控制器330可以利用lut344中的lut以將溫度傳感器306的所確定的電阻轉換成溫度傳感器306的溫度。在一些示例中,控制器330可以使用所估計的對數映射來將溫度傳感器306的所確定的電阻轉換成溫度傳感器306的溫度。
如以上所討論的,在一些示例中,可能期望設備利用少于2n+1個連接器來感測針對n個遠程溫度傳感器的溫度,并且使包括該設備的系統的bom最小化。根據本公開內容的一種或多種技術,設備302可以能夠利用n+2個連接器來感測n個遠程感測站點的溫度。例如,與包括針對每個遠程溫度傳感器的單獨的線性化傳感器相反,系統300可以包括單個參考電阻器,例如電阻器326,并且設備302可以包括針對每個額外的遠程溫度傳感器的單個額外的連接器。換言之,在系統300包括三個遠程溫度傳感器的情況下,設備302可以包括五個連接器314(如與七個相反)。
圖4是根據本公開內容的一種或多種技術的范圍查找器的一個示例的示意圖。如圖4所示,范圍查找器332可以包括比較器348a–348c(統稱為“連接器”348)。額外地,如圖4所示,范圍查找器332可以從開關340接收信號,并將信號輸出到控制器330。比較器348中的每個可以被配置為將從開關340接收到的輸入信號(即,跨溫度傳感器306的電壓)與參考電壓350a–350c(統稱為“參考電壓350”)的相應的參考電壓進行比較。盡管在圖4的示例中被圖示為包括三個比較器,但是在其他示例中,范圍查找器332可以包括任何數量的比較器(例如,1個、4個、10個或任何數量的適當的比較器)。
如以上所討論的,范圍查找器332可以被配置為輸出指示多個范圍中的溫度傳感器306的溫度當前位于其中的范圍的信號。例如,范圍查找器332可以輸出指示溫度傳感器的溫度是處于第一范圍內、第二范圍內、第三范圍內還是第四范圍內的信號。參考電壓350可以被選擇使得當溫度傳感器306利用特定電流被偏置時,處于每個溫度范圍的高端處的跨溫度傳感器306的電壓與參考電壓350中的參考電壓相對應。例如,參考電壓350a可以與當溫度傳感器306的溫度處于第一范圍的高端處時跨溫度傳感器306的電壓相對應,參考電壓350b可以與當溫度傳感器306的溫度處于第二范圍的高端處時跨溫度傳感器306的電壓相對應,并且參考電壓350c可以與當溫度傳感器306的溫度處于第三范圍的高端處時跨溫度傳感器306的電壓相對應。因此,如果溫度傳感器306的溫度處于第三范圍內,則比較器348a和348b可以輸出邏輯高信號,并且比較器348c可以輸出邏輯低信號。以這種方式,范圍查找器332可以輸出指示多個范圍中的溫度傳感器306的溫度當前位于其中的范圍的信號。
圖5是圖示了包括根據本公開內容的一種或多種技術的用于確定遠程站點的溫度的設備的另一示例性系統的概念圖。如在圖5的示例中圖示的,系統500可以包括設備502、電阻器526以及溫度傳感器506。
系統500可以包括設備502,設備302可以被配置為執行與圖3的設備302類似的操作。例如,設備502可以被配置為生成表示溫度傳感器506的溫度的數字值。如在圖5的示例中圖示的,設備502可以包括模數轉換器512、連接器514a–514c(統稱為“連接器514”)、濾波器524、電流源528a–3528n(統稱為“連接器528”)、控制器530、范圍查找器532、開關540、開關542a和542(統稱為“開關542”)以及電流源554。開關540、范圍查找器532、開關542、濾波器524以及連接器514可以被配置為執行與圖3的開關340、范圍查找器332、開關342、濾波器324和連接器314類似的操作。
在一些示例中,設備502可以包括電流源554,電流源554可以被配置為將電流(iref)輸出到偏置電阻器526。因此,與利用由電流源528生成的電流使外部參考電阻器偏置相反,設備502可以包括用于使參考電阻器526偏置的專用電流源554。如圖5所示,如與使用參考電壓發生器(例如圖3的bg參考316)相反,設備502可以使用跨參考電阻器526的得到的電壓作為針對adc512的參考電壓。
在一些示例中,如與利用靜態電流使溫度傳感器506偏置相反,電流源528可以被配置為利用脈沖電流使溫度傳感器506偏置。通過利用脈沖電流使溫度傳感器506偏置,設備502可以省略焊墊,否則該焊墊將被用于感測系統500上的接地(即,應用板上的接地)的。在一些示例中,設備502可以使用時分多路復用方案來測量相對于系統500上的接地的差分電壓。例如,在當設備502沒有利用電流使溫度傳感器506偏置時的第一時間間隔期間(即,在脈沖電流的谷期間),設備502可以測量在連接器514a處的電壓并且利用得到的測量作為接地電壓。以這種方式,在存在跟隨系統500上的接地的高電流時,設備502可以減小或去除誤差。
在操作時,當確定溫度傳感器506的溫度時,設備502可以執行粗糙量化操作以確定以其使溫度傳感器506偏置的電流水平。在一些示例中,設備502可以使用與圖3的設備302類似的技術來執行粗糙量化。例如,設備502可以輸出通過溫度傳感器506的第一電流,并且基于當第一電流正在流動通過溫度傳感器506時跨溫度傳感器506的得到的電壓降,來確定當確定溫度傳感器506的溫度時以其使溫度傳感器506偏置的電流水平(即,iint)。
然后,設備502可以使用所確定的偏置電流來確定溫度傳感器506的溫度。例如,電流源528可以將在所確定的電流水平處的第二電流輸出到溫度傳感器506,以生成與溫度傳感器506的溫度相對應的跨溫度傳感器506的電壓降。在電流源528正在將電流輸出到溫度傳感器506時,電流源554可以將第三電流(即,iref)輸出到偏置電阻器526,偏置電阻器526可以生成與電阻器526的電阻(即,rref)相對應的跨溫度傳感器506的電壓降。
adc512可以使用跨電阻器526的電壓作為參考,來生成與溫度傳感器506的溫度相對應的值。在一些示例中,由adc512生成的值可以根據下面的等式(5)來表示溫度傳感器506的溫度,其中rtemp是溫度傳感器506的電阻,rref是電阻器526的電阻,iref是流動通過電阻器526的第三電流,μ是由adc512生成的值,并且iint是流動通過溫度傳感器506的第二電流。
控制器530可以基于溫度傳感器506的所確定的電阻來確定溫度傳感器506的溫度。在一些示例中,控制器530可以利用lut544中的lut來將溫度傳感器506的所確定的電阻轉換成溫度傳感器506的溫度。在一些示例中,控制器530可以使用所估計的對數映射來將溫度傳感器506的所確定的電阻轉換成溫度傳感器306的溫度。
在一些示例中,溫度測量過程可以通過對iref和iint的選擇來簡化。例如,如果iint被選擇為n*iref,則等式(5)可以被簡化成下面的公式(6)。
以這種方式,針對每個溫度傳感器轉換的步驟的數量可以從三個減少為兩個。除此之外,還可以簡化后數學操縱。這是因為可以僅僅執行間隔檢查(即,范圍查找),并且經由參考電阻器和溫度傳感器的第一sdadc轉換和第二sdadc轉換分別可以被組合成一個。額外地,用于感測應用板接地的額外的焊墊可以不必具有利用多路復用感測技術發起的脈沖輸出電流(用于使溫度傳感器偏置)。當電流源528被接通時,跨溫度傳感器506的電壓可以被采樣到adc512的輸入電容器中。另一方面,當電流源528斷開時,可以測量應用板接地電壓。adc512的前端的輸入采樣電容器可以之后執行差異。
圖6是圖示了根據本公開內容的一種或多種技術的被配置為確定遠程溫度傳感器的溫度的設備的示例操作的流程圖。僅僅出于圖示的目的,下面在圖3的設備302和圖5的設備502的背景下描述示例操作,但是具有與設備302和設備502不同的配置的設備可以執行圖6的操作。
根據本公開內容的一種或多種技術,一種設備可以輸出通過在設備外部的溫度傳感器的第一電流(602)。作為一個示例,設備302的電流源328中的一個或多個可以將第一電流輸出到圖3的溫度傳感器306。作為另一示例,設備502的電流源528中的一個或多個可以將第一電流輸出到圖5的溫度傳感器506。
當第一電流正在流動通過溫度傳感器時,設備基于跨溫度傳感器的電壓降來確定電流水平(604)。作為一個示例,設備302的控制器330和/或范圍查找器332可以執行粗糙量化,以當確定溫度傳感器306的溫度時確定在其處使溫度傳感器306偏置的電流水平。作為另一示例,設備502的控制器530和/或范圍查找器532可以執行粗糙量化,以當確定溫度傳感器506的溫度時確定在其處使溫度傳感器506偏置的電流水平。
設備可以輸出通過溫度傳感器的在所確定的電流水平處的第二電流(606)。作為一個示例,設備302的電流源328中的一個或多個可以將在所確定的電流水平處的第二電流輸出到溫度傳感器306。作為另一示例,設備502的電流源528中的一個或多個可以將在所確定的電流水平處的第二電流輸出到溫度傳感器506。
設備的模數轉換(adc)可以確定與當第二電流正在流動通過溫度傳感器時跨溫度傳感器的電壓降相對應的值(608),設備可以輸出通過在設備外部的參考電阻器的第三電流(610),并且設備可以基于該值和與當第三電流正在流動通過參考電阻器時跨參考電阻器的電壓降相對應的值來確定溫度傳感器的溫度(612)。
作為一個示例,設備302的adc312可以執行第一測量以生成與當第二電流正在流動通過溫度傳感器306時跨溫度傳感器306的電壓降相對應的第一值,設備302的電流328可以輸出通過電阻器326的第三電流(即,ifix),并且adc312可以執行第二測量以生成與跨溫度傳感器306的電壓相對應的第二值。如以上所討論的,之后,設備302可以(例如,根據等式(4))基于第一值和第二值來確定溫度傳感器306的溫度。以這種方式,設備302可以確定外部溫度傳感器的溫度。
作為另一示例,電流源554可以輸出通過電阻器526的第三電流(例如,iref),并且設備502的adc512可以使用跨電阻器526的電壓降作為參考電壓來執行測量,以生成與跨溫度傳感器306的電壓相對應的值。如以上所討論的,然后,設備502可以基于本身已經是基于跨電阻器526的電壓降的該值(例如,根據等式(5))來確定溫度傳感器506的溫度。以這種方式,設備502可以確定外部溫度傳感器的溫度。
在一些示例中,設備可以執行未圖示在圖6中的額外的操作。作為一個示例,在確定電流水平之前,設備可以確定是否已經發生了一個或多個故障條件。例如,設備可以將一個或多個電流輸出至遠程溫度傳感器以檢查任何故障條件。在一些示例中,故障條件可以被定義為短路連接或開路連接。由于溫度傳感器的電阻跨操作溫度的高動態范圍,可能需要使用兩種電流來檢查這兩個故障條件。在一些示例中,設備可以輸出較大的電流以檢查短路條件并且輸出較小的電流來檢查開路條件。所生成的電壓可以被輸送到范圍查找器,例如范圍查找器332或532。在一些示例中,任何故障條件的存在可以使感測協議停止。
圖7是圖示了根據本公開內容的一種或多種技術的在電池的充電電流與溫度之間的示例性關系的圖例。如圖7所示,圖700包括指示示例電池的溫度的水平軸、指示電池的充電電流的垂直軸,以及指示電池的最大可允許充電電流的曲線702。在一些示例中,當測量電池的溫度時可能引入誤差。例如,電池的溫度可以以+/-2攝氏度準確性來確定。因此,如果電池的所確定的溫度是40攝氏度,則電池的實際溫度可能在38攝氏度與42攝氏度之間。如曲線702所示,電池的最大充電電流可以基于所確定的溫度來改變。在一些示例中,為了符合基于最大充電電流的溫度,電池可以僅僅基于“最糟情況”溫度來充電。例如,如果電池的所確定的溫度是具有+/-2攝氏度準確性的40攝氏度,則電池的最大充電電流可以被確定為如同電池的溫度為38攝氏度。
如以上所討論的,設備(例如,圖3的設備302或圖5的設備502)可以測量遠程溫度傳感器的溫度。例如,設備302可以利用溫度傳感器306來測量電池的溫度。根據本公開內容的一種或多種技術,設備可以減小當測量電池的溫度時引入的誤差。以這種方式,設備可以改進電池的所測量的溫度的準確性,使得“最糟情況”溫度不是那么低,這可以允許以增加的電流水平對電池進行充電。以這種方式,設備可以減少對電池進行充電需要的時間量。
圖8是圖示了根據本公開內容的一種或多種技術的電池的示例溫度水平的圖例。如圖8所示,圖800包括指示電池的溫度的垂直軸。如由圖例800所示,當設備正在運行/操作(例如,從電池中抽取電流)時,電池的所確定的溫度可以在范圍802(例如,從大約室內溫度/25攝氏度到大約35攝氏度)內。然而,在一些示例中,當電池正在充電時,電池的溫度可以升高到范圍802以上并且進入范圍804(例如,從大約35攝氏度到38攝氏度)。
下面編號的示例可以說明本公開內容的一個或多個方面:
示例1.一種方法,包括:通過設備輸出通過在所述設備外部的溫度傳感器的第一電流;通過所述設備并且基于當所述第一電流正在流動通過所述溫度傳感器時跨所述溫度傳感器的電壓降,來確定電流水平;通過所述設備輸出通過所述溫度傳感器的在所確定的電流水平處的第二電流;通過所述設備的模數轉換器(adc)確定與當所述第二電流正在流動通過所述溫度傳感器時跨所述溫度傳感器的電壓降相對應的值;通過所述設備輸出通過在所述設備外部的參考電阻器的第三電流;以及基于所述值和當所述第三電流正在流動通過所述參考電阻器時跨所述參考電阻器的電壓降,來確定所述溫度傳感器的溫度。
示例2.根據示例1所述的方法,其中當確定與所述第二電流正在流動通過所述溫度傳感器時跨所述溫度傳感器的所述電壓降相對應的所述值時,所述adc使用當所述第三電流正在流動通過所述參考電阻器時跨所述參考電阻器的所述電壓降作為參考電壓。
示例3.根據示例1-2的任何組合所述的方法,其中與當所述第二電流正在流動通過所述溫度傳感器時,跨所述溫度傳感器的電壓降相對應的所述值是第一值,所述方法還包括:通過所述adc確定與當所述第三電流正在流動通過所述參考電阻器時跨所述參考電阻器的所述電壓降相對應的第二值,其中,所述溫度傳感器的所述溫度是基于所述第一值和所述第二值來確定的。
示例4.根據示例1-3的任何組合所述的方法,其中確定所述電流水平包括:當所述第一電流正在流動通過所述溫度傳感器時,基于跨所述溫度傳感器的所述電壓降,來從與溫度范圍相對應的多個預定電流水平中選擇所述電流水平。
示例5.根據示例1-4的任何組合所述的方法,其中確定所述溫度傳感器的所述溫度包括:通過所述設備基于當所述第三電流正在流動通過所述參考電阻器時跨所述參考電阻器的所述電壓降,來確定多個溫度傳感器的各自的溫度。
示例6.根據示例1-5的任何組合所述的方法,其中所述溫度傳感器包括熱敏電阻。
示例7.一種設備,包括:一個或多個電流源;模數轉換器(adc);以及控制器,控制器被配置為:使所述一個或多個電流源輸出通過在所述設備外部的溫度傳感器的第一電流;當所述第一電流正在流動通過所述溫度傳感器時,基于跨所述溫度傳感器的電壓降來確定電流水平;使所述一個或多個電流源輸出通過所述溫度傳感器的在所確定的電流水平處的第二電流;使所述adc生成與當所述第二電流正在流動通過所述溫度傳感器時跨所述溫度傳感器的電壓降相對應的值;使所述一個或多個電流源輸出通過在所述設備外部的參考電阻器的第三電流;以及基于所述值和當所述第三電流正在流動通過所述參考電阻器時跨所述參考電阻器的電壓降來確定所述溫度傳感器的溫度。
示例8.根據示例7所述的設備,其中所述adc被配置為,生成域所述第二電流正在流動通過所述溫度傳感器時跨所述溫度傳感器的所述電壓降相對應的所述值時,使用當所述第三電流正在流動通過所述參考電阻器時跨所述參考電阻器的所述電壓降作為參考電壓。
示例9.根據示例7-8的任何組合所述的設備,其中與當所述第二電流正在流動通過所述溫度傳感器時,跨所述溫度傳感器的電壓降相對應的所述值是第一值,其中所述控制器還被配置為,使所述adc生成與所述第三電流正在流動通過所述參考電阻器時跨所述參考電阻器的所述電壓降相對應的第二值,并且其中所述控制器被配置為基于所述第一值和所述第二值來確定所述溫度傳感器的所述溫度。
示例10.根據示例7-9的任何組合所述的設備,其中為了確定所述電流水平,所述控制器被配置為:當所述第一電流正在流動通過所述溫度傳感器時,基于跨所述溫度傳感器的所述電壓降來從與溫度范圍相對應的多個預定電流水平中選擇所述電流水平。
示例11.根據示例7-10的任何組合所述的設備,其中所述控制器還被配置為:當所述第三電流正在流動通過所述參考電阻器時,基于跨所述參考電阻器的所述電壓降來確定多個溫度傳感器的相應的溫度。
示例12.根據示例7-11的任何組合所述的設備,其中所述溫度傳感器包括熱敏電阻。
示例13.一種系統,包括:溫度傳感器;參考電阻器;以及設備,設備包括:一個或多個電流源,其被配置為輸出所述溫度傳感器的第一電流;控制器,其被配置為當所述第一電流正在流動通過所述溫度傳感器時,基于跨所述溫度傳感器的電壓降來確定電流水平,其中所述一個或多個電流源還被配置為輸出通過所述溫度傳感器的在所確定的電流水平處的第二電流;以及模數轉換器(adc),其被配置為當所述第二電流正在流動通過所述溫度傳感器時,確定與跨所述溫度傳感器的電壓降相對應的值,其中所述一個或多個電流源還被配置為輸出通過所述參考電阻器的第三電流,并且其中所述控制器還被配置為,基于所述值和當所述第三電流正在流動通過所述參考電阻器時跨所述參考電阻器的電壓降來確定所述溫度傳感器的溫度。
示例14.根據示例13所述的系統,其中所述adc被配置為,當在所述第二電流正在流動通過所述溫度傳感器的情況下確定與跨所述溫度傳感器的所述電壓降相對應的所述值時,使用當所述第三電流正在流動通過所述參考電阻器時跨所述參考電阻器的所述電壓降作為參考電壓。
示例15.根據示例13-14的任何組合所述的系統,其中與當所述第二電流正在流動通過所述溫度傳感器時,跨所述溫度傳感器的電壓降相對應的所述值是第一值,其中所述adc還被配置為,當所述第三電流正在流動通過所述參考電阻器時,生成與跨所述參考電阻器的所述電壓降相對應的第二值,并且其中所述控制器被配置為基于所述第一值和所述第二值來確定所述溫度傳感器的所述溫度。
示例16.根據示例13-15的任何組合所述的系統,其中為了確定所述電流水平,所述控制器被配置為:當所述第一電流正在流動通過所述溫度傳感器時,基于跨所述溫度傳感器的所述電壓降來從與溫度范圍相對應的多個預定電流水平中選擇所述電流水平。
示例17.根據示例13-16的任何組合所述的系統,還包括:多個溫度傳感器,其中所述控制器還被配置為當所述第三電流正在流動通過所述參考電阻器時,基于跨所述參考電阻器的所述電壓降來確定多個溫度傳感器的各自的溫度。
示例18.根據示例13-17的任何組合所述的系統,其中所述溫度傳感器包括熱敏電阻。
示例19.一種設備,包括:用于輸出通過在所述設備外部的溫度傳感器的第一電流的裝置;用于當所述第一電流正在流動通過所述溫度傳感器時基于跨所述溫度傳感器的電壓降來確定電流水平的裝置;用于輸出通過所述溫度傳感器的在所確定的電流水平處的第二電流的裝置;用于當所述第二電流正在流動通過所述溫度傳感器時確定與跨所述溫度傳感器的電壓降相對應的值的裝置;用于輸出通過在所述設備外部的參考電阻器的第三電流的裝置;以及用于當所述第三電流正在流動通過所述參考電阻器時基于所述值和跨所述參考電阻器的電壓降來確定所述溫度傳感器的溫度的裝置。
本公開內容中描述的技術可以至少部分地采用硬件、軟件或其任何組合來實現。例如,所描述的技術的各個方面可以被實現在一個或多個處理器內,一個或多個處理器包括一個或多個微處理器、數字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現場可編程門陣列(fpga)或任何其他等效集成或分立邏輯電路以及這樣的組件的任何組合。術語“處理器”或“處理電路”可以一般是指前述邏輯電路中的任何,單獨地或與其他邏輯電路組合或任何其他等效電路。包括硬件的控制單元還可以執行本公開內容的技術中的一種或多種。
這樣的硬件、軟件和固件可以被實現在相同的設備內或單獨的設備內,以支持本公開內容中描述的各種技術。另外,所描述的單元、模塊或組件中的任何可以一起被實現或單獨地被實現為分立的但可互操作的邏輯器件。對不同的特征作為模塊或單元的描述旨在強調不同的功能方面并且不必暗示這樣的模塊或單元必須由單獨的硬件、固件或軟件組件來實現。相反,與一個或多個模塊或單元相關聯的功能可以由單獨的硬件、固件或軟件組件執行,或者被集成在共同的或單獨的硬件、固件或軟件組件內。
本公開內容中描述的技術也可以被體現或編碼于包括編碼有指令的計算機可讀存儲介質的制品中。嵌入或編碼于包括編碼的計算機可讀存儲介質的制品中的指令可以為,例如當包含或編碼于計算機可讀存儲介質中的指令由一個或多個處理器運行時,使一個或多個可編程處理器或其他處理器實現本文中描述的技術中的一種或多種。計算機可讀存儲介質可以包括隨機訪問存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可編程只讀存儲器(prom)、可擦可編程只讀存儲器(eprom)、電可擦可編程只讀存儲器(eeprom)、閃存、硬盤、緊湊盤rom(cd-rom)、軟盤、磁帶盒、磁介質、光介質或其他計算機可讀介質。在一些示例中,制品可以包括一個或多個計算機可讀存儲介質。
在一些示例中,計算機可讀存儲介質可以包括非暫態介質。術語“非暫態”可以指示存儲介質不是以載波或傳播信號來體現的。在某些示例中,非暫態存儲介質可以存儲能夠隨時間改變的數據(例如,在ram或緩存中)。
已經在本公開內容中描述了各個方面。這些和其他方面在隨附權利要求的范圍內。