-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung und ein
Verfahren zur Temperaturmessung.
-
Ein
häufiges
Erfordernis an Batterieladegeräte
besteht in einer Temperaturkontrolle und damit der Temperaturmessung
während
eines Ladevorgangs. So lassen sich zu hohe oder zu niedrige Temperaturen
vermeiden, was für
eine Vielzahl von Batterietypen, wie etwa der Lithiumionen-Akkumulatoren,
eine wesentliche Voraussetzung für
ein zerstörungsfreies
Aufladen darstellt.
-
Verfahren
zur genauen Temperaturmessung basieren häufig auf dem Einsatz von Halbleiter-Temperatursensoren.
In der Regel kommen Thermistoren, insbesondere NTC-Widerstände, also
Thermistoren mit negativem Temperaturkoeffizienten, zum Einsatz
und erlauben es, die Temperatur als Funktion eines variablen Widerstandes
zu messen. Diese Schaltelemente sind häufig schon in Batterien eingebaut.
-
Ein
Nachteil der Verwendung von Thermistoren liegt im Auftreten großer Widerstandsdifferenzen innerhalb
der für
Batterieladeprozesse kritischen Temperaturgrenzen, die für Lithiumionen-Akkus
etwa zwischen 0°C
und 50°C
liegen. Innerhalb eines solchen Intervalls können die Widerstände eines
Thermistors einige 10 kΩ auseinander
liegen. Einfache Konstant stromschaltungen oder Widerstandsspannungsteiler
sind deswegen für
eine genaue Temperaturmessung meist ungeeignet. Eine Lösung dieses Problems
besteht darin, mehrere Spannungskomparatoren zu verwenden, zum Beispiel
geschaltet als Fensterkom paratoren mit zwei Spannungsniveaus, die
dem Temperaturintervall der Messung entsprechen. Ein Nachteil einer
solchen Realisierung besteht in Offsetfehlern in den Spannungen,
die an den Komparatoren anliegen und abhängig vom Ladestrom der Batterie,
sowie eventuell schon angeschlossener Verbraucher sind. Dies erschwert
in der Folge eine genaue Temperaturmessung.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung und
ein Verfahren zur Temperaturmessung bereitzustellen, das den Einfluss
von Offsetfehlern reduziert.
-
Die
Druckschrift
US
2008/0198899 A1 zeigt eine Temperatur-Auswerteschaltung mittels der ein fehlerhafter
Betrieb eines Netzteils verhindert werden kann. Ein solcher Fehler
kann etwa zum Zeitpunkt der Aktivierung eines Netzteils verursacht
werden. Wird festgestellt, dass eine Ausgangsspannung eines Temperatursensor-Schaltkreises
und eine Referenzspannung einer Referenzspannungs-Schaltung nach
der Aktivierung der Stromversorgung nicht ausreichend sind, so werden
eine Ausgangsklemme und eine positive Spannungsversorgung kurzgeschlossen.
Auf diese Weise wird ein fehlerhafter Betrieb verhindert Schaltung
verhindert.
-
DE 196 40 383 C1 zeigt
einen Temperaturfühler
und eine Komparatoreinrichtung, die hintereinandergeschaltet sind.
Die Komparatoreinrichtung stellt ausgangsseitig ein vorgegebenes
Signal bereit, sobald am Temperaturfühler eine Temperaturgrenze überschritten
ist. Ausgangsseitig ist die Komparatoreinrichtung mit einer Auskoppelstufe,
der zusätzlich das
Ausgangssignal des Temperaturfühlers
direkt oder verstärkt
zugeführt
wird, verbunden. An der Ausgangsklemme der Auskoppelstufe ist unterhalb der
Temperaturgrenze ein zur Temperatur am Temperaturfühler proportionales
Ausgangssignal und oberhalb der Temperaturgrenze ein konstantes
Ausgangssignal abgreifbar.
-
Die
Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 und dem Verfahren
gemäß Patentanspruch
9 gelöst.
Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der
abhängigen Ansprüche.
-
In
einer Ausführungsform
umfasst eine Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung einen Eingang
zum Anschließen
eines Temperatur-sensitiven Elementes, der mit einem ersten Eingang
eines Komparators verbunden ist. Ein zweiter Eingang des Komparators
ist mit einer Referenzspannung verbunden. Ein Ausgang des Komparators ist
an eine sequentielle Logik gekoppelt, die einen Ausgang zur Temperaturmessung
umfasst. Ein weiterer Ausgang der sequentiellen Logik ist mit einem digital
steuerbaren Schaltelement zum Bereitstellen eines Überlagerungssignals
verbunden, das wiederum an den ersten Eingang des Komparators gekoppelt
ist.
-
Dem
Komparator wird durch das angeschlossene Temperatur-sensitive Element
ein von der Temperatur abhängiges
Messsignal so zugeführt, dass
am ersten Eingang des Komparators eine temperaturabhängige Messspannung
und am zweiten Eingang des Komparators die Referenzspannung anliegt.
Am Ausgang des Komparators wird so ein vom Vergleich der Temperatur-abhängigen Messspannung
und der Referenzspannung abhängiges Signal
bereitgestellt und der sequentiellen Logik zugeführt. In Abhängigkeit von diesem Vergleich
stellt die sequentielle Logik in iterativer Weise ein erstes Ausgangssignal
an einem ersten Ausgang der sequentiellen Logik und ein zweites
Ausgangssignal an einem zweiten Ausgang bereit. In jedem Iterationsschritt
wird das erste Ausgangssignal dem digital steuerbaren Element zum
Bereitstellen eines Überlagerungssignals
zugeführt
und mit dem von der temperaturabhängigen Messsignal überlagert.
Die so gebildete temperaturabhängige
Messspannung koppelt an den ersten Eingang des Komparators und wird
erneut mit der Referenzspannung verglichen. Das iterative Wiederholen
von Vergleichen und Überlagern endet,
wenn eine Endbedingung erreicht ist.
-
Mit
Vorteil werden mittels der sequentiellen Logik und des iterativen Überlagerns
und Vergleichens die Verwendung nur eines Komparators zur Temperaturbestimmung,
insbesondere der Temperatur einer Batterie, ermöglicht. Mit Vorteil ist es
so möglich,
hohe Spannungen am Komparator verwenden zu können und dadurch insbesondere
den Einfluss von Offset-Spannungen auf die Temperaturmessung zu
reduzieren. Erfindungsgemäß benötigt die
Schaltungsanordnung nur einen Eingang zur Temperaturmessung.
-
In
einer Weiterbildung der Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung
umfasst das digital steuerbare Schaltelement zum Bereitstellen eines Überlagerungssignals
eine digital steuerbare Stromquelle. Am zweiten Eingang des Komparators
liegt zudem eine steuerbare Referenzspannung an.
-
Die
digital steuerbare Stromquelle überlagert einen
Strom mit dem von der Temperatur abhängigen Messsignal, insbesondere
ebenfalls ein Strom, so dass am ersten Eingang des Komparators die
temperaturabhängige
Messspannung anliegt und mit der am zweiten Eingang des Komparators
anliegenden und steuerbaren Referenzspannung verglichen wird.
-
Mit
Vorteil kann durch die steuerbare Referenzspannung, insbesondere
während
des Betriebes der Schaltungsanordnung, der Vergleich verändert und
somit eine Vergleichstemperatur als Funktion der Referenzspannung
gewählt
werden.
-
In
einer Weiterbildung der Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung
umfasst ein Analog-Digital-Umsetzer die sequentielle Logik, sowie den
Komparator. Das digital steuerbare Schaltelement zum Bereitstellen
eines Überlagerungssignals umfasst
zudem einen Digital-Analog-Umsetzer.
-
Der
Analog-Digital-Umsetzer konvertiert mittels des Komparators und
der sequentiellen Logik das vom Vergleich abhängige analoge Signal am Ausgang
des Komparators in ein digitales Signal. Mit jedem Iterationsschritt übersetzt
der Digital-Analog-Übersetzer
das digitale erste Ausgangssignal der sequentiellen Logik in ein
analoges Signal, das als ein Überlagerungssignal
an den ersten Eingang des Komparators gekoppelt wird und aus dem
insbesondere nach geeigneter Kalibrierung eine Temperatur abgeleitet
werden kann.
-
In
einer Weiterbildung der Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung
umfasst ein Konverter zur sukzessiven Approximation die sequentielle
Logik und den Komparator, wobei die sequentielle Logik ein Schieberegister
zur sukzessiven Approximation umfasst.
-
Durch
die Verwendung des Konverters zur sukzessiven Approximation wird
das vom Vergleich abhängige
Signal in approximativer Weise mittels des Komparators und des Schieberegisters
zur sukzessiven Approximation in ein digitales Signal übersetzt.
Inder Folge ändert
sich mit jedem Iterationsschritt das Überlagerungssignal so, dass
die von der Temperatur abhängige
Messspannung am ersten Eingang des Komparators und die Referenzspannung
am zweiten Eingang des Komparators möglichst gleich sind. Insbesondere
Wenn das Temperatur-sensitive
Element ein Thermistor ist, kann dessen Widerstand in guter Näherung aus
dem Verhältnis von
Referenzspannung und dem von der Temperatur abhängigen Messsignal, insbesondere
ein Strom, gebildet werden. Durch geeignete Kalibrierung kann der
resultierende Widerstandswert in eine Temperatur übersetzt
werden.
-
Alternativ
können
anstelle des Schiebregisters zur sukzessiven Approximation andere
Verfahren zur Analog-Digital-Übersetzung,
insbesondere ein Auf-/Ab-Zähler,
eingesetzt werden.
-
In
einer Weiterbildung der Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung
umfasst das digital steuerbare Schaltelement zum Bereitstellen eines Überlagerungssignals
eine erste Stromquelle, die über
einen ersten digital steuerbaren Schalter am ersten Eingang des
Komparators anliegen kann, sowie eine zweite Stromquelle, die über einen
zweiten digital steuerbaren Schalter am ersten Eingang des Komparators
anliegen kann. Die sequentielle Logik umfasst ein erstes Flipflop
mit einem ersten Dateneingang, sowie ein zweites Flipflop mit einem
zweiten Dateneingang, die jeweils mit dem Ausgang des Komparators
verbunden sind. Der zweite Ausgang der sequentiellen Logik umfasst
einen ersten Ausgang des ersten Flipflops und einen zweiten Ausgang des
zweiten Flipflops. Des Weiteren umfasst die sequentielle Logik einen
Taktgeber, der mit einem ersten Takteingang des ersten Flipflops
und einem zweiten Takteingang des zweiten Flipflops verbunden ist. Der
Taktgeber generiert in periodischer Abfolge einen ersten Takt und
einen zweiten Takt. In einer ersten Taktphase schließt mit dem
ersten Takt des Taktgebers der erste digital steuerbare Schalter
und der zweite digital steuerbare Schalter ist geöffnet, so dass
nur die erste Stromquelle mit dem ersten Eingang des Komparators
elektrisch verbunden ist. In einer folgenden zweiten Taktphase schließt mit dem zweiten
Takt des Taktgebers der zweite digital steuerbare Schalter und der
erste digital steuerbare Schalter ist geöffnet, so dass und nur die
zweite Stromquelle mit dem ersten Eingang des Komparators elektrisch
verbunden ist. Mit jedem Takt des Taktgebers wird das vom Vergleich
abhängige
Signal an den ersten Dateneingang des ersten Flipflops und den zweiten
Dateneingang des zweiten Flipflops übergeben und am ersten Ausgang
des ersten Flipflops, sowie dem zweiten Ausgang des zweiten Flipflops
das zweite Ausgangssignal der sequentiellen Logik bereitgestellt.
-
Mit
Vorteil kann mit der ersten Stromquelle und der zweiten Stromquelle
ein Temperaturintervall mit einer oberen und unteren Temperaturschranke definiert
werden. Mit Hilfe des Taktgebers erfolgt der Vergleich am Komparator
mit zwei unterschiedlichen temperaturabhängigen Messspannungen, entsprechend
der zwei verschiedenen Temperaturschranken. Insbesondere kann auf
diese Weise, bevorzugt während
eines Ladezyklus einer Batterie, gemessen werden, ob die Temperatur
der Batterie innerhalb eines definierten Temperaturbereiches liegt.
-
In
einer Weiterbildung der Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung
umfasst der Taktgeber einen Impulsgeber und einen Inverter.
-
Mit
einem Puls des Impulsgebers werden der erste Takteingang des ersten
Flipflops oder der zweite Takteingang des zweiten Flipflops gesetzt,
wobei durch den Inverter stets ein Takteingang gesetzt und der andere
Takteingang zurückgesetzt
ist.
-
Mit
Vorteil kann durch die Kombination von Impulsgeber und Inverter
der erste Takt des Taktgebers und der zweite Takt des Taktgebers
zu einem Takt zusammengefasst werden.
-
In
einer Weiterbildung der Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung
umfasst der Taktgeber einen Signalgenerator.
-
Der
Signalgenerator generiert den ersten Takt und den zweiten Takt so,
dass beide Takte nicht überlappen.
-
In
einer Ausführungsform
umfasst eine Anordnung zur Temperaturmessung eine Schaltungsanordnung
zur Temperaturmessung und eine Batterie mit einem Temperatur-sensitiven
Element.
-
Die
Batterie hat, insbesondere während
eines Ladezyklus, eine Temperatur und führt über das temperatursensitive
Element, bevorzugt ein Thermistor, der Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung
ein von der Temperatur abhängiges
Messsignal zu. Die Temperatur wird durch die Schaltungsanordnung
zur Temperaturmessung gemessen.
-
In
einer Ausführungsform
umfasst das Verfahren zur Temperaturmessung ein Zuführen eines von
der Temperatur abhängigen
Signals, einen Vergleich einer temperaturabhängigen Mess spannung mit einer
Referenzspannung, ein Überlagern
des von der Temperatur abhängigen
Signals mit einem vom Vergleich abhängigen Signal, sowie ein Bereitstellen einer
Temperaturabhängigen
Messspannung und ein Bereitstellen des vom Vergleich abhängigen Signals.
-
Das
Zuführen
eines von der Temperaturabhängigen
Signals führt
zu einer temperaturabhängigen
Messspannung, die mit einer Referenzspannung verglichen wird. Dabei
kann die Temperatur-abhängige
Messspannung über
oder unter der Referenzspannung liegen. In der Folge wird so ein
vom Vergleich abhängiges
Signal generiert und iterativ solange dem temperaturabhängigen Signal überlagert,
bis eine Endbedingung erreicht ist und das vom Vergleich abhängige Signal
bereitgestellt wird.
-
Mit
Vorteil wird mittels des iterativen Wiederholens von Vergleichen
und Überlagern
die Temperatur, insbesondere einer Batterie, bis zu einer Endbedingung
gemessen. Insbesondere kann die Endbedingung durch Abdecken eines
gewünschten
Temperaturintervalls oder durch Erreichen einer gewünschten
Messgenauigkeit definiert sein.
-
In
einer Weiterbildung umfasst das Verfahren zur Temperaturmessung
eine einstellbare Referenzspannung.
-
Mit
Vorteil lässt
sich, insbesondere während Ablauf
des Verfahrens zur Temperaturmessung, die Referenzspannung einstellen
und in dieser Weise ebenso eine Referenztemperatur wählen.
-
In
einer Weiterbildung umfasst das Verfahren zur Temperaturmessung
ein erstes Vergleichssignal und eine davon abhängige erste Messspannung, sowie
ein zweites Vergleichssignal und eine davon abhängige zweite Messspannung.
-
Das
erste Vergleichssignal entspricht einer ersten Temperaturschranke
und das zweite Vergleichssignal entspricht einer zweiten Temperaturschranke.
In einer ersten Iteration wird die erste Messspannung mit der Referenzspannung
verglichen und so festgestellt, ob sie über oder unter der Referenzspannung
liegt. Insbesondere wird so festgestellt, ob die Temperatur, bevorzugt
einer Batterie, über
oder unter der ersten Temperaturschranke liegt. In einer zweiten
Iteration wird das zweite Vergleichssignal mit der Referenzspannung
verglichen und so festgestellt, ob sie über oder unter der Referenzspannung
liegt. Insbesondere wird so festgestellt, ob die Temperatur, bevorzugt
einer Batterie, über
oder unter der zweiten Temperaturschranke liegt.
-
Mit
Vorteil ist es so möglich
durch zwei Iterationen ein Temperaturintervall zu definieren und
insbesondere bei einem Ladevorgang einer Batterie zu bestimmen,
ob die Temperatur innerhalb gewünschter
Temperaturgrenzen verbleibt.
-
In
einer Weiterbildung umfasst das Verfahren zur Temperaturmessung
eine Approximation des vom Vergleich abhängigen Signals.
-
Das
vom Vergleich abhängige
Signal wird mit jedem Iterationsschritt approximiert und so dem
von der Temperatur abhängigen
Signal überlagert,
dass sich die temperaturabhängige
Messspannung der Referenzspannung nähert bis die Differenz beider
Signale näherungsweise
gegen Null geht.
-
Mit
Vorteil lässt
sich die Temperatur, insbesondere einer Batterie, iterativ approximieren
und als Funktion der Referenzspannung und des Überlagerungssignals bestimmen.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen anhand von
Figuren näher erläutert. Insoweit
sich Schaltungsteile oder Bauelemente in ihrer Funktion entsprechen,
wird deren Beschreibung nicht in jeder der folgenden Figuren wiederholt.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
beispielhafte Ausführungsform einer
Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung nach dem vorgeschlagenen
Prinzip,
-
2 eine
beispielhafte Ausführungsform einer
Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung mit Konverter zur sukzessiven
Approximation nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
-
3 eine
beispielhafte Ausführungsform einer
Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung mit Impulsgeber nach dem
vorgeschlagenen Prinzip, und
-
4 eine
beispielhafte Ausführungsform einer
Anordnung zur Temperaturmessung nach dem vorgeschlagenen Prinzip.
-
1 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform
einer Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung nach dem vorgeschlagenen
Prinzip, wobei die Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung einen
Eingang zum Anschließen
eines temperatursensitiven Elementes T umfasst, der mit einem ersten
Eingang eines Komparators C verbunden ist. Ein zweiter Eingang des
Komparators C ist verbunden mit einer Referenzspannung Vref. Ein
Ausgang des Komparators C ist an eine sequentielle Logik SL gekoppelt,
die einen ersten Ausgang A1 und einen zweiten Ausgang A2 umfasst.
Der Ausgang A1 der sequentiellen Logik SL ist mit einem digital
steuerbaren Schaltelement DS zum Bereitstellen eines Überlagerungssignals
verbunden, das wiederum an den ersten Eingang des Komparators C
gekoppelt ist.
-
Wird
der Schaltungsanordnung mittels des temperatursensitiven Elementes
T ein von der Temperatur abhängiges
Messsignal zugeführt,
so liegt am ersten Eingang des Komparators C eine Temperatur-abhängige Messspannung
Vmes an. Am zweiten Eingang des Komparators C wird eine Referenzspannung
Vref bereitgestellt. Durch Vergleichen der Temperaturabhängigen Messspannung
Vmes und der Referenzspannung Vref mittels des Komparators C liegt
am Ausgang des Komparators C ein vom Vergleich abhängiges Signal
an, das der sequentiellen Logik SL zugeführt wird. Die sequentielle
Logik SL stellt in der Folge ein erstes Ausgangssignal am Ausgang
A2 der sequentiellen Logik SL und ein zweites Ausgangssignal am
Ausgang A1 der sequentiellen Logik SL bereit. In iterativer Weise
wird das das zweite Ausgangssignal an die digital steuerbare Stromquelle
DC zugeführt
und an den ersten Eingang des Komparators C zurückgekoppelt.
-
Mit
Vorteil wird mittels der sequentiellen Logik SL und des iterativen Überlagerns
und Vergleichens die Verwendung nur eines Komparators C zur Temperaturbestimmung
ermöglicht.
-
2 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform
einer Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
wobei das digital steuerbare Schaltelement DS zum Bereitstellen
eines Überlagerungssignals
eine digital steuerbare Stromquelle DC und einen Digital-Analog-Übersetzer
DAC umfasst. Die sequentielle Logik SL umfasst zudem ein Schieberegister
zur sukzessiven Approximation SAR.
-
Das
vom Vergleich abhängige
Signal wird durch das Schieberegister zur sukzessiven Approximation
SAR zu einem digitalen Signal approximiert und dem Digital-Analog-Übersetzer
DAC zugeführt. Das
vom Vergleich abhängige
Signal wird als Strom dem von der Temperatur abhängigen Signal so überlagert,
dass am ersten Eingang des Komparators C die temperaturabhängige Messspannung
Vmes anliegt. Ein erneutes Vergleichen und folgendes Überlagern
wird iterativ wiederholt bis temperaturabhängige Messspannung Vmes gleich
der Referenzspannung Vref ist.
-
Mit
Vorteil lässt
sich durch iteratives Wiederholen von Vergleichen und Überlagern
aus der temperaturabhängigen
Messspannung Vmes die Temperatur als Funktion der Referenzspannung
Vref bestimmen.
-
3 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform
einer Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung nach dem vorgeschlagenen
Prinzip, wobei das digital steuerbare Schaltelement DS zum Bereitstellen
eines Überlagerungssignals
eine erste Stromquelle DC1, die über
einen ersten digital steuerbaren Schalter SW1 am ersten Eingang
des Komparators C anliegen kann, sowie eine zweite Stromquelle DC2, die über einen
zweiten digital steuerbaren Schalter SW2 am ersten Eingang des Komparators
C anliegen kann, umfasst. Die sequentielle Logik SL umfasst ein
erstes Flipflop FF1 mit einem ersten Dateneingang D1, sowie ein
zweites Flipflop FF2 mit einem zweiten Daten eingang D2, die jeweils
mit dem Ausgang des Komparators C verbunden sind. Des Weiteren umfasst
die sequentielle Logik SL einen Impulsgeber Imp, der mit einem ersten
Takteingang T1 des ersten Flipflops FF1 und einem zweiten Takteingang T2
des zweiten Flipflops FF2 verbunden ist. Der zweite Ausgang A2 der
sequentiellen Logik SL umfasst einen ersten Ausgang Q1 des ersten
Flipflops FF1 und einen zweiten Ausgang Q2 des zweiten Flipflops
FF2.
-
Ein
Puls des Impulsgebers Imp setzt den ersten Takteingang T1 des ersten
Flipflops FF1 und schließt
den ersten digital steuerbaren Schalter SW1 und nur die erste Stromquelle
DC1 ist verbunden mit dem ersten Eingang des Komparators C. Gleichzeitig wird
mittels des Inverters Inv der zweite Takteingang T2 des zweiten
Flipflops FF2 zurückgesetzt.
In einem weiteren Puls des Impulsgebers Imp wird der erste Takteingang
T1 des ersten Flipflops FF1 zurückgesetzt
und der erste digital steuerbare Schalter SW1 öffnet. Gleichzeitig wird mittels
des Inverters Inv der zweite Takteingang T2 des zweiten Flipflops
FF2 gesetzt und der zweite digital steuerbare Schalter SW2 schließt so, dass
nur die zweite Stromquelle DC2 mit dem ersten Eingang des Komparators
C verbunden ist. In jedem Takt des Impulsgebers Imp wird das vom Vergleich
abhängige
Signal an den ersten Dateneingang D1 des ersten Flipflops FF1 und
den zweiten Dateneingang D2 des zweiten Flipflops FF2 übergeben
und am ersten Ausgang Q1 des ersten Flipflops FF1, sowie dem zweiten
Ausgang Q2 des zweiten Flipflops FF2 bereitgestellt.
-
Mit
Vorteil kann mit der ersten Stromquelle DC1 und der zweiten Stromquelle
DC2 ein Temperaturintervall mit einer oberen und unteren Temperaturschranke
definiert werden. Mit Hilfe des Impulsgebers Imp erfolgt der Vergleich
am Komparator C mit zwei unterschiedlichen von der Temperatur abhängigen Messspannungen,
entsprechend der zwei verschiedenen Temperaturschranken.
-
4 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform
einer Anordnung zur Temperaturmessung nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
die eine Batterie B mit einem temperatursensitiven Element NTC umfasst. Die
Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung umfasst zudem einen Signalgenerator
SG, der an den ersten Takteingang T1 des ersten Flipflops FF1 und
den zweiten Takteingang T2 des zweiten Flipflops FF2, sowie den
ersten digital steuerbaren Schalter SW1 und dem zweiten digital
steuerbaren Schalter SW2 angeschlossen ist.
-
Die
Temperatur der Batterie B liegt über
das Temperatursensitive Element NTC als ein von der Temperatur abhängiges Messsignal
am Eingang zum Anschließen
eines Temperatursensitiven Elementes T der Schaltungsanordnung zur
Temperaturmessung an. Die Temperatur wird durch die Schaltungsanordnung
zur Temperaturmessung gemessen. Der Signalgenerator SG generiert
dabei in periodischer Abfolge einen ersten Takt und einen zweiten
Takt, die nicht überlappen.
-
Mit
Vorteil kann mit der ersten Stromquelle DC1 und der zweiten Stromquelle
DC2 ein Temperaturintervall mit einer oberen und unteren Temperaturschranke
definiert werden. Mit Hilfe des Signalgenerators SG erfolgt der
Vergleich am Komparator C mit zwei unterschiedlichen temperaturabhängigen Messspannungen,
entsprechend der zwei verschiedenen Temperaturschranken.
-
- A1
- erster
Ausgang
- A2
- zweiter
Ausgang
- B
- Batterie
- C
- Komparator
- C1
- erster
Takteingang
- C2
- zweiter
Takteingang
- CLK
- Taktgeber
- D1
- erster
Dateneingang
- D2
- zweiter
Dateneingang
- DAC
- Digital-Analog-Konverter
- DC
- digital
steuerbare Stromquelle
- DC1
- erste
Stromquelle
- DC2
- zweite
Stromquelle
- DS
- digital
steuerbares Schaltelement
- FF1
- erstes
Flipflop
- FF2
- zweites
Flipflop
- GND
- Masse
- Imp
- Impulsgeber
- Inv
- Inverter
- NTC
- temperatursensitives
Element
- Q1
- erster
Ausgang
- Q2
- zweiter
Ausgang
- SAR
- Schieberegister
zur sukzessiven Approximation
- SG
- Signalgenerator
- SL
- sequentielle
Logik
- SW1
- erster
digital steuerbarer Schalter
- SW2
- erster
digital steuerbarer Schalter
- T
- Eingang
zum Anschließen
eines temperatursensitiven Elementes