[发明专利]一种多通道带脉宽调制输出的单片数字温度传感器

权利要求书

1.一种多通道具有脉宽调制输出的温度传感器，其特征在于，包括数据选择器、ADC、带隙基准电路、脉宽调制器和控制逻辑单元；

所述数据选择器，用于接入电压V1、V2、V3、V4中至少两个电压信号，并根据控制逻辑单元触发对电压信号进行通断控制；

所述带隙基准电路，用于根据晶体管的E-B结电压差的正温度特性补偿E-B结电压的负温度特性，从而输出一个不随温度变化的零温度特性的电压，输出至ADC；

所述ADC，用于根据电压对数据选择器输出的电压信号进行校准，输出校准后的电压数字信号至控制逻辑单元；

所述脉宽调制器，用于根据控制逻辑单元的指令以及V3通道测量的温度值输出不同脉宽比例的调制信号至外部的散热器或加热器；

所述控制逻辑单元，用于存储指令数据并将ADC输出的电压数字信号与上位机指令给定的温度阈值进行比较，输出指令至脉宽调制器以控制脉宽调制器的输出占空比。

2.根据权利要求1所述的一种多通道具有脉宽调制输出的温度传感器，其特征在于，所述数据选择器包括多个传输门；

第一传输门、第二传输门、第三传输门、第四传输门并联，四个传输门的输入端分别用于接入电压V1、V2、V3、V4，四个传输门的输出端均与第五传输门的输入端连接，第五传输门的输出端作为数据选择器的第一输出端；

第六传输门、第七传输门并联，输入端分别用于接入电压V2、V4，两个传输门的输出端均与第八传输门的输入端连接，第八传输门的输出端作为数据选择器的第二输出端；

所述数据选择器的第一输出端与第二输出端与ADC连接。

3.根据权利要求1所述的一种多通道具有脉宽调制输出的温度传感器，其特征在于，所述带隙基准电路包括运算放大器、三极管Q1、三极管Q2、晶体管P1、晶体管P2；

所述运算放大器的正向输入端、反向输入端分别通过电阻R3、R4与电源连接，还分别与三极管Q1集电极、Q2集电极连接；运算放大器的输出端与三极管Q1基极、Q2基极连接，三极管Q1发射极与Q2发射极连接，并通过串联的修调电阻Rtrim、电阻R1接地，所述三极管Q2的发射极依次通过电阻R2、电阻Rtrim、电阻R1接地；

三极管Q1的发射极与晶体管P1的栅极连接，晶体管P2的栅极通过电阻R5与运算放大器的输出端连接，还通过电阻R6接地；晶体管P1源极、晶体管P2源极接入基准电流，晶体管P1漏极与晶体管P2漏极连接，并与Rtrim、电阻R1间的结点连接；

运算放大器的输出端作为带隙基准电路的输出端，与ADC连接。

4.根据权利要求1所述的一种多通道具有脉宽调制输出的温度传感器，其特征在于，所述脉宽调制器包括第一～第十寄存器，每个寄存器的时钟端接入时钟信号；

十个寄存器的数据输入端D分别通过缓冲器与对应的减法器输出端连接，每个减法器的两个输入端分别接入来自控制逻辑单元的温度阈值、来自V3通道测量温度的数字电压信号；

第二寄存器～第九寄存器的数据输出端Q与上一序号的寄存器输入端D1连接；

第一寄存器的数据输出端Q悬空，第十寄存器的输入端D1用于输入低电平；

第二寄存器～第四寄存器的输出端分别与或门A的三个输入端连接，或门A的输出端与与门A的第二输入端连接；第一寄存器的输出端通过缓冲器A与与门A的第一输入端连接；

第五寄存器～第十寄存器的输出端与译码电路连接，缓冲器A的输出端、译码电路输出端分别与与门B的两个输入端连接；

与门A的输出端、与门B的输出端分别与或门的两个输入端连接，或门输出端作为脉宽调制器的输出端，与外部加热器或风扇的控制端连接。

5.根据权利要求1所述的一种多通道具有脉宽调制输出的温度传感器，其特征在于，所述数据选择器同时测量四个电压或两个差分电压或两个三极管温度。

6.根据权利要求1所述的一种多通道具有脉宽调制输出的温度传感器，其特征在于，所述数据选择器具有四个独立端口，为四选一的数据选择器，通过控制逻辑选通某一路。