JESSENIG, Thomas (Mondscheingasse 5-6, Graz, A-8010, AT)
| Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung umfassend - einen Eingang zum Anschließen eines temperatursensiti- ven Elementes (T) , - einen Komparator (C) mit einem ersten Eingang, der mit dem Eingang zum Anschließen des temperatursensitiven Elementes (T) verbunden ist, sowie einem zweiten Eingang zum Zuführen einer Referenzspannung (Vref) und ei- nem Ausgang, der mit einer sequentiellen Logik (SL) verbunden ist, - ein digital steuerbares Schaltelement (DS) zum Bereitstellen eines Überlagerungssignals, das mit einem ersten Ausgang (Al) der sequentiellen Logik (SL) verbunden und mit dem ersten Eingang des Komparators (C) gekoppelt ist, und - einen zweiten Ausgang (A2) der sequentiellen Logik (SL) . 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der das digital steuerbare Schaltelement (DS) zum Bereitstellen eines Überlagerungssignals eine digital steuerbare Stromquelle (DC) umfasst und/oder die Referenzspannung (Vref) steuerbar ist. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das digital steuerbare Schaltelement (DS) zum Bereitstellen eines Überlagerungssignals einen Digital-Analog-Umsetzer (DAC) umfasst. 4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei der ein Konverter zur sukzessiven Approximation die sequentielle Logik (SL) und den Komparator (C) umfasst, wobei die sequentielle Logik (SL) ein Schieberegister zur sukzessiven Approximation (SAR) umfasst, oder ein Auf-/AbKonverter die sequentielle Logik (SL) und den Komparator (C) umfasst, wobei die sequentielle Logik (SL) einen Auf- /Ab-Zähler umfasst. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der - das digital steuerbare Schaltelement (DS) zum Bereitstellen eines Überlagerungssignals eine erste Strom- quelle (DCl) und einen ersten digital steuerbaren Schalter (SWl) und eine zweite Stromquelle (DC2) und einen zweiten digital steuerbaren Schalter (SW2) umfasst, - die sequentielle Logik (SL) ein erstes Flipflop (FFl) mit einem ersten Dateneingang (Dl) und ein zweites Flipflop (FF2) mit einem zweiten Dateneingang (D2) umfasst, die jeweils mit dem Ausgang des Komparators (C) verbunden sind, - die sequentielle Logik (SL) einen Taktgeber (CLK) , der an einen ersten Takteingang (Cl) des ersten Flipflops (FFl) und an einen zweiten Takteingang (C2) des zweiten Flipflops (FF2) angeschlossen ist, umfasst, - der Taktgeber (CLK) in periodischer Abfolge einen ersten Takt und einen zweiten Takt generiert, - der erste Takt den ersten digital steuerbaren Schalter (SWl) so schaltet, dass die erste digital steuerbare Stromquelle (DCl) mit dem ersten Eingang des Komparators (C) elektrisch gekoppelt ist, und der zweite Takt einen zweiten digital steuerbaren Schalter (SW2) so schaltet, dass die zweite digital steuerbare Stromquelle (DC2) mit dem ersten Eingang des Komparators (C) elektrisch gekoppelt ist, und — der zweite Ausgang (A2) der sequentiellen Logik (SL) einen ersten Ausgang (Q2) des ersten Flipflops (FFl) und einen zweiten Ausgang (Q2) des zweiten Flipflops (FF2) umfasst. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, bei der — der Taktgeber (CLK) einen Impulsgeber (Imp), sowie einen Inverter (Inv) mit einem Eingang (In) und einem Ausgang (Out) umfasst, und - der erste Takt am Eingang (In) des Impulsgebers (Imp) und der zweite Takt am Ausgang (Out) des Impulsgebers (Imp) anliegt. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, bei der - der Taktgeber (CLK) einen Signalgenerator (SG) umfasst, und — der erste Takt und der zweite Takt sich nicht überlappen . 8. Anordnung zur Temperaturmessung umfassend eine Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die über den Eingang zum Anschließen eines temperatursensitiven Elementes (T) an eine Batterie (B) , die ein temperatursensitives Element (NTC) umfasst, angeschlossen ist. 9. Verfahren zur Temperaturmessung umfassend: — Zuführen eines von der Temperatur abhängigen Signals, — Vergleich einer temperaturabhängigen Messspannung (Vmes) mit einer Referenzspannung (Vref) , — Überlagern des von der temperaturabhängigen Signals mit einem von dem Vergleich abhängigen Signal und Bereitstellen der temperaturabhängigen Messspannung (Vmes) , — Iteratives Wiederholen des Vergleichs und des Überla- gerns bis eine Endbedingung erreicht ist, und — Bereitstellen des vom Vergleich abhängigen Signals. 10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Referenzspannung (Vref) einstellbar ist. 11. Verfahren nach den Ansprüchen 9 oder 10, umfassend - Zuführen eines ersten Vergleichssignals und eines zweiten Vergleichssignals, die einer ersten und einer zweiten Temperaturschranke entsprechen, - Bereitstellen einer ersten Messspannung, die von dem ersten Vergleichssignal abhängt und einer zweiten Messspannung, die von dem zweiten Vergleichssignal ab- hängt, und - Temperaturmessung in zwei Iterationen, wobei in einer ersten Iteration der Vergleich der ersten Messspannung mit der Referenzspannung (Vref) und in einer zweiten Iteration der Vergleich der zweiten Messspannung mit der Referenzspannung (Vref) erfolgt. 12. Verfahren nach den Ansprüchen 9 oder 10, bei dem das von dem Vergleich abhängige Signal so iterativ verändert wird, dass nach Überlagern des von der Temperatur abhän- gigen Signals mit dem von dem Vergleich abhängigen Signal sich die temperaturabhängige Messspannung (Vmes) in approximativer Weise der Referenzspannung (Vref) nähert bis die Differenz beider Signale möglichst gegen Null geht. |
Schaltungsanordnung und Verfahren zur Temperaturmessung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren zur Temperaturmessung.
Ein häufiges Erfordernis an Batterieladegeräte besteht in einer Temperaturkontrolle und damit der Temperaturmessung wäh- rend 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 Auftre- ten großer Widerstandsdifferenzen innerhalb der für Batterieladeprozesse kritischen Temperaturgrenzen, die für Lithiumionen-Akkus etwa zwischen 0 0 C und 50 0 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 Spannungskompa- ratoren 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 Bat- terie, sowie eventuell schon angeschlossener Verbraucher sind. Dies erschwert in der Folge eine genaue Temperaturmessung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsan- Ordnung und ein Verfahren zur Temperaturmessung bereitzustellen, das den Einfluss von Offsetfehlern reduziert.
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 tempe- ratursensitiven Elementes, der mit einem ersten Eingang eines Komparators verbunden ist. Ein zweiter Eingang des Kompara- tors 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 temperatursensitive Element ein von der Temperatur abhängiges Messsignal so zugeführt, dass am ersten Eingang des Komparators eine temperaturabhängige Messspannung und am zweiten Eingang des Kompa- rators die Referenzspannung anliegt. Am Ausgang des Kompara- tors wird so ein vom Vergleich der temperaturabhängigen 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 Temperatur abhängigen 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 Ver- gleichen 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 be- nötigt 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 Kompara- tors 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 sequen- tielle 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 Kompara- tors 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 Überla- gerungssignal 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 Tempera- turmessung 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 über- setzt. In der 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 temperatursensitive 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 um- fasst 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 fol- genden 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 Taktge- bers 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 Batte- rie 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 Tempera- turmessung 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 temperatursensitiven 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 Messspan- nung 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 Temperatur abhängigen Signals führt zu einer temperaturabhängigen Messspannung, die mit einer Referenzspannung verglichen wird. Dabei kann die tempera- turabhängige 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 Temperatur- messung eine einstellbare Referenzspannung.
Mit Vorteil lässt sich, insbesondere während Ablauf des Verfahrens zur Temperaturmessung, die Referenzspannung einstellen und in dieser Weise ebenso eine Referenztemperatur wäh- len.
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 Tempera- turschranke 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 Tempe- ratur, 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 Tempe- ratur, 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 La- devorgang 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 Sig- nals.
Das vom Vergleich abhängige Signal wird mit jedem Iterationsschritt approximiert und so dem von der Temperatur abhängigen Signal überlagert, dass sich die temperaturabhängige Mess- Spannung 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:
Figur 1 eine beispielhafte Ausführungsform einer Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung nach dem vor- geschlagenen Prinzip,
Figur 2 eine beispielhafte Ausführungsform einer Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung mit Konverter zur sukzessiven Approximation nach dem vorgeschla- genen Prinzip,
Figur 3 eine beispielhafte Ausführungsform einer Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung mit Impulsgeber nach dem vorgeschlagenen Prinzip, und
Figur 4 eine beispielhafte Ausführungsform einer Anordnung zur Temperaturmessung nach dem vorgeschlagenen Prinzip .
Figur 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 Kom- parators 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 gekop- pelt, die einen ersten Ausgang Al und einen zweiten Ausgang A2 umfasst. Der Ausgang Al 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 temperaturabhängige 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 zuge- führt 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 Al 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.
Figur 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 Schiebe- register 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 zu- geführt. 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 die tempera- turabhängige Messspannung Vmes gleich der Referenzspannung Vref ist.
Mit Vorteil lässt sich durch iteratives Wiederholen von Vergleichen und Überlagern aus der temperaturabhängigen Mess- Spannung Vmes die Temperatur als Funktion der Referenzspannung Vref bestimmen.
Figur 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 DCl, die über einen ersten digital steuerbaren Schalter SWl am ersten Eingang des Komparators C anliegen kann, sowie eine zweite Stromquelle DC2, die über einen zweiten di- gital steuerbaren Schalter SW2 am ersten Eingang des Komparators C anliegen kann, umfasst. Die sequentielle Logik SL umfasst ein erstes Flipflop FFl mit einem ersten Dateneingang Dl, 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 Tl des ersten Flipflops FFl und einem zweiten Takteingang T2 des zweiten Flipflops FF2 verbunden ist. Der zweite Ausgang A2 der sequentiellen Logik SL umfasst einen ersten Ausgang Ql des ersten Flipflops FFl und einen zweiten Ausgang Q2 des zweiten Flipflops FF2.
Ein Puls des Impulsgebers Imp setzt den ersten Takteingang Tl des ersten Flipflops FFl und schließt den ersten digital steuerbaren Schalter SWl und nur die erste Stromquelle DCl ist verbunden mit dem ersten Eingang des Komparators C. Gleichzeitig wird mittels des Inverters Inv der zweite Takt- eingang T2 des zweiten Flipflops FF2 zurückgesetzt. In einem weiteren Puls des Impulsgebers Imp wird der erste Takteingang Tl des ersten Flipflops FFl zurückgesetzt und der erste digital steuerbare Schalter SWl öffnet. Gleichzeitig wird mittels des Inverters Inv der zweite Takteingang T2 des zweiten Flip- flops 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 Dl des ersten Flipflops FFl und den zweiten Dateneingang D2 des zweiten Flipflops FF2 übergeben und am ersten Ausgang Ql des ersten Flipflops FFl, sowie dem zweiten Ausgang Q2 des zweiten Flipflops FF2 bereitgestellt.
Mit Vorteil kann mit der ersten Stromquelle DCl 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 .
Figur 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 Tl des ersten Flipflops FFl und den zweiten Takteingang T2 des zweiten Flipflops FF2, sowie den ersten digital steuerbaren Schalter SWl 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 Tempe- raturmessung 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 DCl und der zwei- ten 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. Bezugszeichenliste
Al erster Ausgang
A2 zweiter Ausgang B Batterie
C Komparator
Cl erster Takteingang
C2 zweiter Takteingang
CLK Taktgeber Dl erster Dateneingang
D2 zweiter Dateneingang
DAC Digital-Analog-Konverter
DC digital steuerbare Stromquelle
DCl erste Stromquelle DC2 zweite Stromquelle
DS digital steuerbares Schaltelement
FFl erstes Flipflop
FF2 zweites Flipflop
GND Masse Imp Impulsgeber
Inv Inverter
NTC temperatursensitives Element
Ql erster Ausgang
Q2 zweiter Ausgang SAR Schieneregister zur sukzessiven Approximation
SG Signalgenerator
SL sequentielle Logik
SWl erster digital steuerbarer Schalter
SW2 erster digital steuerbarer Schalter T Eingang zum Anschließen eines temperatursensitiven Elementes
Vmes temperaturabhängige Messspannung
Vref Referenzspannung
Next Patent: COMPOSITIONS AND METHODS FOR ANTIBODIES TARGETING COMPLEMENT PROTEIN C3B