[发明专利]超高温远端温度测量校准方法、测量校准电路及介质

说明书

本发明提供了一种超高温远端温度测量校准方法、测量校准电路及介质。利用集电极和基极短接的分立晶体管(130)，包括测量步骤、输出转换步骤以及高温校准步骤；本发明使用分立晶体管检测远端温度，当温度高于150℃时，根据检测结果，使用测温芯片内部非线性高温校准电路进行温度补偿，在‑50℃‑190℃区间内,最终温度误差(‑0.5℃,+2℃)，能够满足绝大多数测温应用。本发明相较于传统的远端测温方案，最大的优点是扩大了温度测量范围，不需要使用昂贵的铂电阻和复杂的热电偶，只利用单片CMOS芯片和分立晶体管即可测量高达190℃温度，降低了系统成本，扩大了应用范围。

技术领域

本发明涉及电子设备温度监控技术领域，具体地，涉及一种超高温远端温度测量校准方法、测量校准电路及介质，尤其涉及一种超高温远端温度测量方案,可利用芯片内部集成的校准模块，测量高于150℃的远端温度；其中，超高温是指温度高于150℃。

背景技术

常见的远端温度测量方案中，测量远端温度使用分立的双极型晶体管如2N3904NPN、2N3906 PNP，也可以使用集成在处理器，如CPU、GPU中的寄生双极型晶体管。测试发现，使用分立晶体管作为远端感温元件，当温度高于150℃时，由于半导体物理特性的变异，温度测量误差急剧增大使得测量失效。

在电子技术领域，有许多场合需要监测温度，以达到温度监控、过温报警及自适应调节等目的。例如监控中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)及FPGA等芯片温度，当某颗芯片温度超界时，通过启动风扇、降低工作频率等手段，降低温度，防止温度过高带来的系统损坏及风险。

通常，测温芯片使用的温度范围为(-40℃至125℃),当需要测量更高的温度时，需使用铂电阻、热电偶等测温方案。铂电阻工作范围为(-200℃至850℃)，然而铂电阻元件昂贵，且其输出为模拟电压，需要通过额外ADC转换才能得到温度值,不便于使用。热电偶工作范围为(-250℃至1800℃)，但其需要冷端补偿，系统复杂度增加。

基于上述分析，本发明设计了一种超高温远端温度测量电路，芯片内部集成高温校准模块，用户通过单片CMOS，即可测量(-50℃至190℃)温度，将含温度信息的模拟电压信号通过芯片内部模数转换器(ADC)转换，换算成十进制温度值存储，然后可通过SMBus等通用数字通讯接口读取温度值。

专利文件CN105784157公开的一种低功耗、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。但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。

LM95172是美国德州仪器(TI)公司2013年推出的一款测温芯片，温度测量范围(-40℃至200℃),但只能用于测量芯片自身温度。

TMP451是美国德州仪器(TI)公司2014年推出的一款测温芯片，能用于测量芯片自身和远端温度,温度测量范围为(-55℃至150℃)。

可见，现有技术均无法很好的完成超高温的远端温度测量，因此，提供一种超高温远端温度测量校准方法、测量校准电路及介质具有较高的实用价值和意义。

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超高温远端温度测量校准方法、测量校准电路及介质。

根据本发明提供的一种超高温远端温度测量校准方法，利用集电极和基极短接的分立晶体管，包括测量步骤和输出转换步骤；