电压比较电路、温度侦测电路以及电压比较方法

摘要

本发明是公开一种电压比较电路、温度侦测电路以及电压比较方法，其中，电压比较电路，包含：一比较器；一时间区间计算单元；一开关模组；一第一电流源，包含一第一充电端；一第一电容，于第一充电端耦接该第一电流源；以及一电容值调整单元，耦接第一电容。在一第一调整模式，该第一比较端接收一参考电压。

说明书

技术领域

本发明有关于电压比较电路以及电压比较方法，特别有关于可用以侦测温度的电压比较电路以及电压比较方法。

背景技术

习知的温度侦测电路通常会计算至少一电流源的充电时间来侦测温度。然而，电流源产生的电流可能会因为温度改变或是其他因素而产生飘移。如此可能会让温度侦测结果变得不精确。

发明内容

因此，本发明一目的为提供可调整电流源的一电压比较电路。

本发明另一目的为提供可调整电流源的一电压比较方法。

本发明又一目的为提供可用以侦测温度的电压比较电路以及电压比较方法。

本发明一实施例揭露一种电压比较电路，其包含：一比较器，包含一第一比较端以及一第二比较端；一时间区间计算单元；一开关模组，耦接至该第一比较端以及该第二比较端，包含耦接一参考电压源的一参考电压端，且包含一第一输入端以及一第二输入端；一第一电流源，包含一第一充电端，该第一充电端耦接该第一输入端以及该第二输入端；一第一电容，于该第一充电端耦接该第一电流源；以及一电容值调整单元，耦接该第一电容。

于一实施例中，在一第一调整模式，该第一比较端透过该开关模组接收一参考电压，该参考电压由该参考电压源所提供，该第一充电端透过该开关模组耦接该第二比较端，且该第一电流源对该第一电容充电；其中，在该第一调整模式，该时间区间计算单元计算一第一充电时间区间，该第一充电时间区间代表该第一电流源开始对该第一电容充电的时间点以及位于该第一充电端的一第一充电电压达到该参考电压之一时间点的间隔；其中该电容值调整单元比较该第一充电时间区间以及一第一理想充电时间区间，且若该第一充电时间区间不等于该第一理想充电时间区间，则调整该第一电容的第一电容值。

在另一实施例中，电压比较电路更包含：一第二电流源，包含耦接该第三输入端的一第二充电端，其中该第二电流源为提供一定电流的电流源；一第二电容，于该第二充电端耦接该第二电流源。在一通常模式中，该第一比较端不接收该参考电压，该第一充电端耦接该第一比较端，且该第一电流源对该第一电容充电。在通常模式中，若该第一充电电压达到一饱和充电电压，该第二电流源开始对该第二电容充电。在通常模式中，时间区间计算单元计算一饱和充电时间区间，该饱和充电时间区间代表该第二电流源开始对该第二电容充电的时间点以及该第二充电电压等于该饱和充电电压的时间点之间隔。

在一实施例中，饱和充电时间区间用以侦测一温度。

根据前述实施例可得到一电压比较方法，但在此不再赘述。

根据前述实施例，电流源可被调整，使得电压比较结果和温度侦测结果可较精准。

附图说明

图1为一电路图，其绘示了根据本发明一实施例的电压比较电路。

图2为一电路图，其绘示了根据本发明另一实施例的电压比较电路。

图3和图4为示意图，其绘示了位于第一调整模式以及第二调整模式的电压比较电路的动作。

图5和图6为示意图，其绘示了位于通常模式的电压比较电路的动作。

图7为一流程图，其绘示了根据本发明一实施例的电压比较方法。

附图标号说明：

100电压比较电路

Co 比较器

CS_1 第一电流源

C_1第一电容

CU 电容值调整单元

CS_2 第二电流源

C_2第二电容

OT 输出端

Vref 参考电压源

S_1第一开关

S_2第二开关

S_3第三开关

S_a、S_b开关

S_r参考开关

S_c1 第一充电开关模组

S_c2 第二充电开关模组

SWM开关模组

T_in3第三输入端

T_c2 第二充电端

T_com1 第一比较端

T_com2 第二比较端

T_ref参考电压端

T_in1第一输入端

T_in2第二输入端

T_c1 第一充电端

TIC时间区间计算单元

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

在以下描述中，将以多个实施例来说明本发明的概念。须了解的是，以下所述的电压比较电路以及电压比较方法使用在温度侦测上，并不表示只能使用在温度侦测上。以下所述的电压比较电路以及电压比较方法可运用在其用途。当以下所述的电压比较电路用来侦测温度时，可视为温度侦测电路。

图1为一电路图，其绘示了根据本发明一实施例的电压比较电路100。如图1所示，电压比较电路100包含一比较器Co、一时间区间计算单元TIC(例如，一计数器)，一开关模组SWM，一第一电流源CS_1、一第一电容C_1、以及一电容值调整单元CU(例如，一处理单元)。若电压比较电路100用以侦测一温度，时间区间计算单元TIC可视为一温度比较单元。

比较器Co包含一第一比较端T_com1以及一第二比较端T_com2。时间区间计算单元TIC耦接至但不限定于比较器Co的输出端OT。开关模组SWM耦接至第一比较端T_com1以及第二比较端T_com2，包含耦接一参考电压源Vref的一参考电压端T_ref，且包含一第一输入端T_in1以及一第二输入端T_in2。

第一电流源CS_1包含一第一充电端T_c1，其耦接第一输入端T_in1以及第二输入端T_in2。第一电容C_1于第一充电端T_c1耦接第一电流源CS_1。电容值调整单元CU耦接第一电容C_1。于一实施例中，开关模组SWM包含但不限定于一第一开关S_1、一第二开关S_2以及一参考开关S_r。参考开关S_r耦接于参考电压源Vref以及第一比较端T_com1之间。第一开关S_1耦接于第一输入端T_in1以及第一比较端T_com1之间。第二开关S_2耦接于第二输入端T_in2以及该第二比较端T_com2之间。

此外，在一实施例中，电压比较电路100更包含一第一充电开关模组S_c1，其包含开关S_a和S_b。若开关S_a为导通但开关S_b不导通，第一电容C_1会被充电。相反的，若开关S_a不导通但开关S_b导通，第一电容C_1被放电。

以下将详述第一调整模式中的电压比较电路100的动作。请同时参照图3和图4以更为了解以下所述的动作。

如习知技术中所述，电流源可能因为温度变化或其他因素而产生飘移，因此须调整电流源。因此，在第一调整模式中，亦即第一电流源CS_1被调整的模式，参考开关S_r为导通(也就是图3中的开关讯号SS_r为高逻辑值)，因此第一比较端T_com1透过开关模组SWM接收参考电压源所提供的参考电压。而且，在第一调整模式中，第二开关S_2为导通(也就是图3中的开关讯号SS_2为高逻辑值)，因此第一充电端T_c1透过开关模组SWM耦接该第二比较端T_com2，且该第一电流源CS_1对该第一电容C_1。

而且，在第一调整模式中，时间间隔计算单元TIC计算一第一充电时间区间(图3和图4中的T1)。第一充电时间区间T1代表第一电流源CS_1开始对第一电容C_1充电的时间点以及位于第一充电端T_1的一第一充电电压V_c1达到参考电压Vref之一时间点(也就是于输出端的输出讯号SOT变化的时候)的间隔。此外，当图3中的充电讯号SS_c1具有高逻辑值时，第一电容C_1被充电。

而且，电容值调整单元CU比较第一充电时间区间T_1以及一第一理想充电时间区间T_1s，且若第一充电时间区间T_1不等于第一理想充电时间区间T_1s，则调整该第一电容C_1的第一电容值。如此第一充电时间区间T_1可如图4所示般被调整至第一理想充电时间区间T_1s。

第一理想充电时间区间T_1s可为任何预定值。在一实施例中，第一电流源CS_1为跟一温度呈线性相关的电流源，举例来说，可为一正温度系数电路(Proportional toAbsolute Temperature，PTAT)电路。因此，第一电流源CS_1在特定温度时输出的电流应具有一特定值。在一实施例中，第一电流源CS_1在摄氏25度时应输出的电流为1uA，参考电压Vref为1.2V且第一电容具有3pF的电容值。于这样的情况中，第一理想充电时间区间T_1s为3.6us。然而，因为前述的飘移问题，第一电流源CS_1可能不是1uA，因此第一充电时间区间T_1并不是3.6us。若将此不精确的第一电流源CS_1运用在温度侦测，温度侦测结果将不精准。因此，第一电容C_1的第一电容值会被调整，如此即使第一电流源CS_1有飘移的问题，对应特定温度的第一充电时间区间可被维持在应有的值。

第二比较端T_com2可被耦接到任何电路。在图2所示的实施例中，第二比较端T_com2耦接至另一电流源。如图2所示，除了图1所示的元件外，电压比较电路200更包含一第二电流源CS_2、一第二电容C_2以及一第二充电开关模组S_c2。而且，开关模组SWM包含一第三输入端T_in3，以及耦接第三输入端T_in3的第三开关S_3。在一实施例中，第二电流源CS_2为提供定电流(constant current)的电流源，且电压比较电路200使用在温度侦测。

温度侦测的动作(也就是电压比较电路200运作于通常模式)将详述于以下的图5和图6中。

在通常模式中，第一充电端T_com1未接收参考电压Vref(也就是参考开关S_r为非导电状态)，第一充电端T_c1首先耦接第一比较端T_com1(也就是第一开关SW_1为导通状态)，且第一电流源CS_1对第一电容C_1充电(也就是充电讯号SS_c1具有一高逻辑值)。

而且，在通常模式中，若第一充电电压V_c1达到一饱和充电电压(也就是第一电容C_1被充电的时间长于或等于充电时间区间T_1sa)，第二电流源CS_1开始对第二电容C_2充电(也就是充电讯号SS_c2具有一高逻辑值。此外，在通常模式中，时间区间计算单元TIC计算一饱和充电时间区间T_s，饱和充电时间区间T_s代表第二电流源CS_2开始对第二电容C_2充电的时间点以及第二充电电压V_c2等于饱和充电电压的时间点之间隔。

如前所述，第一电流源CS_1为跟一温度呈线性相关的电流源，因此不同温度时，饱和充电电压亦会相对应的有所不同。如图6所示，当温度为摄氏55度时饱和充电电压为V_s1，而温度为摄氏25度时饱和充电电压为V_s2。因此，对应不同温度的饱和充电电压时间区间亦会有所不同。如图6所示，当温度为摄氏55度时饱和充电电压时间区间为T_s1，而温度为摄氏25度时饱和充电电压时间区间为T_s2。藉此，若计算出饱和充电电压时间区间，便可侦测出温度。

与第一电流源CS_1相似，第二电流源CS_2可为可调式的，但不限定。如图3和图4所示，在一第二调整模式中，第一比较端T_com1透过开关模组SWM接收参考电压Vref，第二充电端T_c2透过开关模组SWM耦接第二比较端T_com2，且第二电流源CS_2对第二电容充电C_2充电(也就是第二充电讯号SS_c2具有高逻辑值)。而且，在第二调整模式中，时间周期计算单元TIC计算一第二充电时间区间T_2，此第二充电时间区间T_2代表第二电流源CS_2开始对第二电容C_2充电的时间点以及第二充电电压V_c2等于参考电压Vref的时间点之间隔。电容值调整单元CU比较第二充电时间区间T_2以及一第二理想充电时间，且若第二充电时间区间T_2不等于第二理想充电时间区间，则调整第二电容C_2的第二电容值。在图4的实施例中，因为第二充电时间区间T_2与第二理想冲电时间区间相同，第二电容C_2的第二电容值未予以调整。

根据前述实施例，可得到一种电压比较方法，其使用在一电压比较电路上，该电压比较电路包含一第一电流源以及一第一电容(例如图1中的CS_1和C_1)。第一电容于一第一充电端耦接第一电流源。此电压比较方法包含如图7所示的步骤：

步骤701

于一第一调整模式，计算一第一充电时间区间(例如图3和图4中的T_1)，第一充电时间区间代表第一电流源开始对第一电容充电的时间点以及位于第一充电端的一第一充电电压达到一参考电压之一时间点的间隔。

步骤703

比较该第一充电时间区间以及一第一理想充电时间区间(例如图4中的T_1s)。

步骤705

若第一充电时间区间不等于第一理想充电时间区间，则调整第一电容的第一电容值。

根据前述实施例，电流源可被调整，使得电压比较结果和温度侦测结果可较精准。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。