[发明专利]一种远端CMOS温度测量电路

说明书

本发明提供了一种远端CMOS温度测量电路，包括：远端双极型晶体管以及CMOS测温芯片，所述远端双极型晶体管与所述CMOS测温芯片相连；所述CMOS测温芯片包括：ADC转换器和数字处理电路，所述ADC转换器连接在所述远端双极型晶体管与所述数字处理电路之间。本发明采用了一种自动消除远端温度测量中寄生/滤波电阻的方案，将含温度信息的模拟信号通过内部模数转换器转换后，直接换算成十进制温度值存储，可通过SMBus通用数字通讯接口直接访问。CMOS测温电路不需要校准远端电阻，在不同应用场合下都能测量得到准确的温度值，极大的提高易用性。

技术领域

本发明涉及电子电路领域，具体地，涉及一种远端CMOS温度测量电路。

背景技术

在现实生活的诸多场景中，都需要测量温度值，以达到温度监控、过温报警及自适应调节等目的，例如通过测温芯片监控中央处理器(CPU)温度，当温度超界时，通过启动风扇、降低工作频率等手段，使温度降低，防止温度过高带来的机器损坏。由于CMOS集成电路的快速发展，CMOS温度测量芯片拥有小尺寸、高精度及低成本等特点而被广泛使用，利用V_BE与温度和电流的相关性，不同的电流密度下V_BE电压差ΔV_BE，是一个与绝对温度正相关的电压值。目前现有技术的问题在于：

1、在某些测温应用中，需要监控CMOS测温芯片远端的温度值。大多现有技术仅描述了测量CMOS测温芯片本地温度及相应问题的研究；

2、远端感温晶体管到CMOS测温芯片有较长连线，当应用环境中存在较大噪声干扰时，需要在前端插入RC滤波电路，加上PCB走线的影响，根据测量芯片外围电路不同，引入的寄生电阻在几欧姆到几千欧姆量级。由寄生电阻引入的温度误差约0.6℃/Ohm，若不消除该寄生电阻，CMOS测温芯片将无法正常工作。

专利CN105784157公开了一种低功耗、高线性度CMOS温度传感器，将与温度相关的电流加在单个基极-集电极短接的PNP晶体管，得到与温度相关的电压输出。只能用于本地温度测量，且模拟输出的方式不便于温度值读取/使用。

专利CN106482852公开了一种大量程低误差CMOS温度传感器，将1：5的电流作用于内部基极-集电极短接的PNP晶体管对，产生与温度相关的V_BE值和ΔV_BE值，通过二阶ΔΣADC得到十进制温度值，缺点是只能测量芯片本地温度，无法适用于外接晶体管的应用；采样/放大时钟频率随输出比特流变化，时钟电路实现复杂。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种远端CMOS温度测量电路。

根据本发明提供的一种远端CMOS温度测量电路，包括：远端双极型晶体管以及CMOS测温芯片，所述远端双极型晶体管与所述CMOS测温芯片相连；

所述CMOS测温芯片包括：ADC转换器和数字处理电路，所述ADC转换器连接在所述远端双极型晶体管与所述数字处理电路之间。

较佳的，所述远端双极型晶体管的基极-发射极电压V_BE与偏置电流存在对数关系，且与绝对温度正相关，当使用两个不同电流值I₁、I₂激励双极型晶体管时，V_BE的差值存在以下公式：

式中k为波耳兹曼常数，值为1.38X10^-23，q为元电荷，值为1.6X10^-19，T为开尔文温度，I₂和I₁的比值为N，I_S为晶体管饱和电流。

较佳的，所述ADC转换器为二阶ΔΣADC模块，采用开关电容结构，由两个积分器和一个比较器电路组成，其中第一级积分器增益可控，配合时序控制，实现外部寄生电阻消除。