用于高分辨率识别随温度变化的电阻性器件的装置、系统和方法制造方法及图纸

技术编号:4490292 阅读:478 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种温度测量和识别(TMID)设备获得具有温度传感电路(TSC)的所连接的设备的识别信息和温度信息。所述TSC包括与电压箝位网络(VCN)并联的温度传感元件(TSE),当所述TSE件的电压大于或等于识别电压范围的下限电压时,所述VCN将所述电压限制为所述识别电压范围内的识别电压。当将低于下限范围的电压应用于所述TSC时,所述VCN开路,并且所述TSC的阻抗对应于温度。所述TMID中的转换电路将所述识别电压范围内的TSC电压转换为标准电压范围。由此,对应于温度的电压和对应于识别电压在所述标准电压范围内。因此,用于测量所述温度和识别电压的电压传感设备的分辨率最大。此外,转换电路在休眠的状态中保持最小的电流。为了成本或其它考虑,第一TSC可省略VCN以提供最大识别电压,其它TSC可包括具有较低识别电压范围的VCN。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及随温度变化的电阻性器件,更具体地涉及用于高 分辨率识别随温度变化的电阻性器件的装置、系统和方法。
技术介绍
很多系统和电路利用温度传感元件(TSE)来确定设备的温度。 例如,如热敏电阻等典型的随温度变化的电阻性器件(TDRD)可具 有与温度成反比的阻抗。通过测量热壽丈电阻的阻抗可以确定热每丈电阻 的温度。由此,也可确定或估计热敏电阻附近的元件和设备的温度。 有时,电阻传感技术被用作识别技术以确定设备、模块或其它与主设 备或主装配连接的外围组件的身份。例如,接受一种以上类型的模块 化电池的便携式通信设备包括电池识别技术以确定与便携式通信设备 相连的电池的类型。为了使元件与接点最小化,传统的设计通常结合 了温度传感技术和识别技术。例如, 一些接受一种以上类型的模块化 电池的传统便携式通信设备包括连接到电池组内的电路的温度传感机 构以确定温度并识别电池模块。每种类型的电池模块都包括具有不同 性质的热敏电阻电路,这些性质允许便携式通信设备识别所连接的具 体电池模块。通常,每个热敏电阻电路所具有的阻抗与温度的关系不 同于其它类型的电池模块中的热敏电阻电路的阻抗与温度的关系。然 而,传统的系统受到限制是因为不同电路的阻抗与温度关系通常是重 叠的。例如,图1是两条曲线102、 104,它们示出了表示两个传统电 池模块的阻抗与温度的关系,其中这两条曲线是重叠的。因为重叠区 域内的阻抗的测量是与两条曲线102、 104都有关系的,因此重叠区域 106产生了模糊数据。该测量可对应于低温时的一种类型的电池模块 或高温时的另一种电池模块。例如,如果使用一个电池模块,那么阻 抗R可对应于温度Tl,而如果连4妄另一个电池,那么阻抗R可对应7于温度T2。这个误差可导致灾难性的结果。当错误地识别了电池模块 并且应用了不正确的充电模式时,电池可能爆炸。此外,当识别设备 的数目增加并且对于每个可能的曲线要求唯一的电压到温度的传递函 数时,温度测量电路的动态范围和精度减小。此外,这些问题随着ID 的增加而加剧。由此,需要一种用于高分辨率识别随温度变化的电阻性器件的装 置、系统和方法。
技术实现思路
一种温度测量和识别(TMID )设备获得具有温度传感电路(TSC ) 的连接设备的识别信息和温度信息。所述TSC包括与电平箝位网络 (VCN)并联的温度传感元件(TSE),当所述TSE间的电压大于或 等于所述识别电压范围的下限电压时,所述VCN将所述电压限制在识 别电压范围内的识别电压。当将小于所述下限电压的电压应用于所述 TSC时,所述VCN开路,所述TSC的阻抗对应于温度。所述TMID 中的转换电路将所述识别电压范围内的TSC电压转变为标准电压范 围。由此对应于温度的电压和对应于识别的电压在所述标准电压范围 内。因此,使得用于测量所述温度和识别电压的电压传感设备的分辨 率最大。此外,所述转换电路在休眠状态中保持最小电流。基于对成 本和其它因素的考虑,第一 TSC可省略所述VCN以提供最大识别电 压,其它TSC可包括具有较低识别电压范围的VCN。附图说明图1是两个传统的识别和温度传感电路的阻抗与温度关系的图; 图2A是根据示例性实施方式连接至温度测量和识别设备(TMID设备)的温度传感电路(TSC)的结构图2B是根据示例性实施方式的转换电路的结构图3A是根据示例性实施方式,在测量、诊断和识别过程中4企测端口处的电压(Vdp)的图3B是根据示例性实施方式,用于具有四个识别值的系统的电压(vDP)和转换的电压范围的图4是温度测量和识别设备(TMID设备)的示例性实施方式, 其中转换电路包括场效应晶体管(FET);图5是根据示例性实施方式的转换电路中的电流与电压之间的关 系的图6是根据示例性实施方式,包括四个识别值(ID)的识别系统 的多个温度传感电路(TSC)的结构图。具体实施例方式图2A是温度传感电路(TSC) 202的结构图,TSC202连接至温 度测量和识别(TMID )设备204以形成温度测量和识别电路200。根 据下面进一步的详细讨论,TSC 202是一组TSC中的一个TSC, TSC 的性质允许TMID设备204区分不同组的TSC。 TSC可被安装在4是供 用于监测设备的温度和用于识别设备的机构的不同设备内。温度测量式设备所容纳的每种类型的电池模块中。TMID设备204可作为便携 式设备的 一部分实施,以识别不同类型的电池模块并确定电池模块的温度。每个TSC 202包括至少一个温度传感元件(TSE) 208。 一组TSC 中的至少一个TSC包括与TSE 208并联的电平箝位网络(VCN ) 206。 在示例性实施方式中,在所有的TSC中,线性电阻器(图2中未示出) 也与TSE 208并联以使TSC 202的温度与阻抗曲线线性化。TMID设备204通过包括至少一个4全测端口 212的连4妻接口 210 连接至TSC 202。连接接口 210可包括任何类型的连接器、接点或电 连接机制中的任意 一个,以在TMID设备204与TSC 202之间提供电 连接。示例性的连接接口 210还包括接地连接器。在某些情况下,附 加的接点可用于其它信号。如下所述,多个TSC中的每组TSC包括不同的VCN, VCN可包 括电阻器和/电平箝位器件(例如,二极管)的任意组合。VCN可从 一组TSC中被省略以产生非箝位电压的识别值(ID)。当TSC被连接至TMID设备204时,检测端口 212处的电压取决于具体的VCN206、 温度和TMID设备204中的电压源214的状态。VCN将检测端口电压 限制为ID电压范围内的电压。ID电压范围的数量取决于可连接至 TMID设备204的TSC组的数量。TMID设备204包括通过转换电路216连接至检测端口 210的电 压源214。基准电压缩》文器(voltage reference scaler ) 218将电源电压 缩放至小于电源电压的电压以给电压传感器220提供基准电压。控制 器222被配置为控制转换电路216和从电压传感器220接收电压测量 值。响应于控制信号,转换电路216在设备识别状态中将识别电压偏 置提供给TSC 202,在温度测量状态中提供温度电压偏置。在识别状 态中,转换电路216将TSC处的电压转换为标准电压范围。基于电压 测量值和控制信号的状态,控制器222确定TSE 208的温度并且从多 个ID中确定TSC 200的ID。根据下面进一步详细地讨论,在示例性 实施方式中,在处理器内实现电压传感器220和控制器222。TMID设备204通过切换转换电路216中的开关晶体管来控制检 测端口处的电压(VDP)。在识别状态中,当缩放网络将箝位电压缩放 至标准电压范围中的相应值时,将足够高的电流应用于4企测端口以调 用VCN206的电平箝位功能。在温度测量状态中,流入一企测端口的电 流被充分降低以防止电平箝位功能,允许电压传感器218测量用于确 定温度的TSE的阻抗。在此温度测量状态中,通过控制器222处理由 电压传感器220在斗企测端口 212处测得的电压(VDP )以确定TSE 208 的温度或者确定错误情况存在。当检测的电压在温度测量电压范围内 时,才企测端口处的电压(VDP)对应本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种电压转换电路,包括被配置为连接至多个识别设备中的一个识别设备的检测端口,所述识别设备包括与温度传感元件并联的电平箝位网络; 当所述识别设备连接至所述检测端口时,所述转换电路还被配置为: 响应于第一控制信号电平,在所述检测端口 处,呈现足够高的识别测量电压以调用所述箝位电路的箝位功能; 响应于第二控制信号电平,在所述检测端口处,呈现足够低的温度测量电压以避免调用所述电平箝位功能, 响应于所述第一控制信号电平,在输出端处,呈现与所述检测端口处的箝位电压对 应的并在标准电压范围内的标准电压;以及 响应于所述第二控制信号电平,在所述输出端处,呈现在所述标准电压范围内并且与所述识别设备的温度对应的温度测量电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:约翰P泰勒杰弗里M托马
申请(专利权)人:京瓷无线公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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