(57)【要約】温度感知回路「ＴＳＣ」（２０２）は、温度測定および識別回路（２００）を形成するために、温度測定および識別「ＴＭＩＤ」デバイス（２０４）に接続される。該ＴＳＣ（２０２）は、電圧クランプネットワーク「ＶＣＮ」（２０６）と並列に接続された温度感知素子「ＴＳＥ」（２０８）を含み、該ＶＣＮは、該ＴＳＥをわたる電圧を識別電圧の範囲内の識別電圧に制限する。該ＴＭＩＤデバイス（２０４）は、制限抵抗器（２１６）を介して検出ポート（２１２）に接続された電圧源（２１４）と、該検出ポートに接続された電流源（２１８）および電圧センサ（２２０）とを含んでいる。コントローラ（２２２）は、該電圧源を制御し、該電圧センサから電圧測定値を受信するように構成される。該電圧測定値および該電圧源の状態に基づいて、該コントローラは、該ＴＳＥの温度および該ＴＳＣのＩＤを決定するか、またはエラー状態が存在すると判定する。
2010502987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度感知素子と、
該温度感知素子と並列に接続された電圧クランプネットワークであって、該電圧クランプネットワークは、電圧が識別電圧の範囲の下限の電圧以上のときには、該電圧クランプネットワークをわたる該電圧を該識別電圧の範囲に制限するように構成された、ネットワークと
を備える、温度感知回路。
【請求項２】
前記電圧クランプネットワークは、ダイオード編成を備える、請求項１に記載の温度感知回路。
【請求項３】
前記ダイオード編成は、ツェナーダイオードを備える、請求項２に記載の温度感知回路。
【請求項４】
前記ダイオード編成は、直列に接続された複数のダイオードを備える、請求項２に記載の温度感知回路。
【請求項５】
前記ダイオード編成は、アクティブなツェナーダイオードを備える、請求項２に記載の温度感知回路。
【請求項６】
前記アクティブなツェナーダイオードは、複数のクランプ電圧のうちの１つを提供するように構成された複数のアクティブなツェナーデバイスのうちの１つである、請求項５に記載の温度感知回路。
【請求項７】
前記電圧クランプネットワークは、前記ダイオード編成と直列に接続された識別抵抗器を備える、請求項２に記載の温度感知回路。
【請求項８】
前記識別抵抗器は、１組の識別抵抗器のうちの１つであり、各々の識別抵抗器は、複数の識別電圧の範囲のうちの１つに対応する、請求項７に記載の温度感知回路。
【請求項９】
制限抵抗器を介して検出ポートに接続された電圧源と、
該検出ポートに接続された電流源と、
コントローラであって、該電圧源が、温度測定の電圧範囲の上限の電圧を超える第１の測定された電圧を結果としてもたらす出力電圧を提供するときには、該検出ポートにおける第１の測定された電圧に基づいて、該検出ポートに接続された温度測定回路を複数の温度測定回路から識別するように構成され、該電圧源がオフであるときには、該検出ポートにおける第２の測定された電圧に基づいて、該温度感知回路の温度を決定するように構成された、コントローラと
を備える、温度測定および識別（ＴＭＩＤ）デバイス。
【請求項１０】
前記電流源は、電源電圧に接続されたバイアス抵抗器を備え、前記識別デバイスが前記検出ポートに接続されるときには、該バイアス抵抗器は、温度感知素子と直列に接続される、請求項９に記載のＴＭＩＤデバイス。
【請求項１１】
前記電圧源は、プロセッサの汎用入力／出力（ＧＰＩＯ）ポートを備え、該ＧＰＩＯポートは、出力状態において前記出力電圧を提供し、該ＧＰＩＯがオフ状態であるときには、開回路を提供する、請求項９に記載のＴＭＩＤデバイス。
【請求項１２】
前記検出ポートに接続され、前記第１の測定された電圧に対応する第１のデジタル値と、前記第２の測定された電圧に対応する第２のデジタル値とを提供するように構成されたアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）をさらに備える、請求項１１に記載のＴＭＩＤデバイス。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記第１の測定された電圧が第１の識別電圧の範囲内にあるときには、前記温度測定回路が第１の識別値を有すると判定し、該第１の測定された温度が第２の識別電圧の範囲内にあるときには、該温度回路が第２の識別値を有すると判定するように構成される、請求項１２に記載のＴＭＩＤデバイス。
【請求項１４】
前記第１の測定された電圧は、前記温度測定回路内の温度感知素子と並列に接続された電圧クランプ回路のクランプ電圧範囲内の電圧のクランプ電圧に等しい、請求項１２に記載のＴＭＩＤデバイス。
【請求項１５】
デバイス識別システムであって、該識別システムは、
複数の温度感知回路であって、該温度感知回路のうちの少なくとも一部は、温度感知素子と、該温度感知素子と並列に接続された電圧クランプネットワークとを備え、該電圧クランプネットワークは、電圧が、識別電圧の範囲の下限の電圧以上のときには、コネクタにおける該電圧を該識別電圧の範囲に制限するように構成された、温度感知回路と、
該複数の温度感知回路のそれぞれの該コネクタを接続するように構成された検出ポートを有する温度測定および識別（ＴＭＩＤ）デバイスと
を備え、
該ＴＭＩＤデバイスは、
制限抵抗器を介して該検出ポートに接続された電圧源と、
該検出ポートに接続された電流源と、
コントローラであって、該電圧源が、温度測定の電圧範囲の上限の電圧を超える第１の測定された電圧を結果としてもたらす出力電圧を提供するときには、該検出ポートにおける第１の測定された電圧に基づいて、該検出ポートに接続された温度測定回路を該複数の温度測定回路から識別するように構成され、該電圧源がオフであるときには、該検出ポートにおける第２の測定された電圧に基づいて、該接続された温度感知回路の温度を決定するように構成された、コントローラと
を備える、
識別システム。
【請求項１６】
前記複数の温度感知回路は、第１の識別値に対応する第１の組の温度感知回路と、第２の識別値に対応する第２の組の温度感知回路とを備える、請求項１５に記載の識別システム。
【請求項１７】
前記第１の組の温度感知回路のそれぞれは、前記温度感知素子を備え、前記第２の組の温度感知回路のそれぞれは、該温度感知素子と、該温度感知素子と並列に接続された第２の組の電圧クランプネットワークとを備え、該第２の組の電圧クランプネットワークは、前記電圧が、第２の組の識別電圧の範囲の下限の電圧以上のときには、前記コネクタにおける該電圧を該第２の組の識別電圧の範囲に制限するように構成された、請求項１６に記載の識別システム。
【請求項１８】
前記複数の温度感知回路は、第３の識別値に対応する第３の組の温度感知回路をさらに備える、請求項１７に記載の識別システム。
【請求項１９】
前記第３の組の温度感知回路のそれぞれは、前記温度感知素子と、該温度感知素子と並列に接続された第３の組の電圧クランプネットワークとを備え、該第３の組の電圧クランプネットワークは、前記電圧が、第３の識別電圧の範囲の下限の電圧以上のときには、前記コネクタにおける該電圧を該第３の組の識別電圧の範囲に制限するように構成され、該第３の組の電圧クランプネットワークは、識別抵抗器と直列に接続された電圧クランプデバイスを備える、請求項１８に記載の識別システム。
【請求項２０】
前記複数の温度感知回路は、第４の識別値に対応する第４の組の温度感知回路をさらに備え、該第４の組の温度感知回路のそれぞれは、前記温度感知素子と、該温度感知素子と並列に接続された第４の組の電圧クランプネットワークとを備え、該第４の組の電圧クランプネットワークは、前記電圧が、第３の識別電圧の範囲の下限の電圧以上のときには、前記コネクタにおける該電圧を該第３の組の識別電圧の範囲に制限するように構成され、該第４の組の電圧クランプネットワークは、別の識別抵抗器と直列に接続された前記電圧クランプデバイスを備える、請求項１９に記載の識別システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、概して温度依存の抵抗性デバイスに関し、特に、温度依存の抵抗性デバイスを用いて識別するための装置、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
多くのシステムおよび回路は、デバイスの温度を決定するために、温度感知素子（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ；ＴＳＥ）を利用する。例えば、サーミスタなどの典型的な温度依存の抵抗性デバイス（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｄｅｖｉｃｅ；ＴＤＲＤ）は、温度に反比例する抵抗を有し得る。サーミスタの抵抗を測定することによって、サーミスタの温度が決定され得る。その結果として、サーミスタの近くの構成要素およびデバイスの温度もまた、決定されるかまたは推定され得る。抵抗を感知する技術は、識別技術としてしばしば用いられて、デバイス、モジュール、あるいは主要デバイスまたは主要アセンブリに接続される他の周辺ユニットのアイデンティティを決定する。例えば、複数の種類のモジュール式バッテリを受容する携帯型の通信デバイスは、バッテリ識別技術を含むことにより、該携帯型の通信デバイスに接続されるバッテリの種類を決定する。構成要素および接点を最小化するために、従来の設計はしばしば、温度感知技術と識別技術とを結合する。例えば、複数の種類のモジュール式バッテリを受容する、いくつかの従来の携帯型の通信デバイスは、バッテリパック内の回路に接続する温度感知メカニズムを含むことにより、温度を決定し、かつバッテリモジュールを識別する。各々の種類のバッテリモジュールは、異なる特性を有するサーミスタ回路を含み、携帯型の通信デバイスが、接続される特定のバッテリモジュールを識別することを可能にする。一般に、各サーミスタ回路は、他の種類のバッテリモジュール内の他のサーミスタ回路の抵抗対温度の関係からオフセットされている抵抗対温度の関係を有する。しかしながら、従来のシステムは、異なる回路の抵抗対温度の関係が一般にオーバーラップするという、制約を有する。例えば、図１は、２つの従来のバッテリモジュールに対する抵抗対温度の関係を表す２つの曲線１０２、１０４を示すグラフ図であり、それらの曲線はオーバーラップしている。オーバーラップ領域１０６は、不明瞭なデータを結果としてもたらす。なぜならば、オーバーラップ領域内の抵抗の測定値は、曲線１０２と曲線１０４の両方と関連づけられるからである。測定値は、低い温度の一方の種類のバッテリモジュールか、またはより高い温度の他方の種類のバッテリモジュールに対応し得る。例えば、抵抗Ｒは、一方のバッテリモジュールが用いられる場合には、Ｔ１の温度に対応し、他方のバッテリが接続される場合には、Ｔ２の温度に対応し得る。この誤りは、破滅的な結果をもたらし得る。バッテリモジュールが不正確に識別されて、不適正な充電のスキームが適用されると、バッテリは爆発し得る。さらに、温度測定回路のダイナミックレンジおよび精度は、識別デバイスの数が増加するとき、および可能性のある曲線のそれぞれに対する一意の電圧対温度変換の関数を必要とするときには、低下する。さらに、ＩＤの数が増大するときに、これらの問題は悪化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、温度依存の抵抗性デバイスを用いて識別するための装置、システム、および方法に対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（概要）
装置、システム、および方法は、デバイス内の温度感知回路（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ｃｉｒｃｕｉｔ；ＴＳＣ）を用いたデバイス識別および該デバイスの温度感知を提供する。該ＴＳＣは、電圧クランプネットワーク（ｖｏｌｔａｇｅ  ｃｌａｍｐｉｎｇ  ｎｅｔｗｏｒｋ；ＶＣＮ）と並列に接続された温度感知素子（ＴＳＥ）を含んでいる。該電圧クランプネットワークは、電圧が、識別電圧の範囲の下限の電圧以上のときには、該ＴＳＥをわたる該電圧を、該識別電圧の範囲内の識別電圧に制限する。該下限の範囲を下回る電圧が該ＴＳＣに印加されるときには、該ＶＣＮは開回路として見え、該ＴＳＣの抵抗は温度に対応する。コストまたは他の関心事に対して、第１のＴＳＣは、最大の識別電圧を提供するために、該ＶＣＮを省略し得、他のＴＳＣは、より低い識別電圧の範囲を有するＶＣＮを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、２つの従来の識別および温度感知回路の抵抗対温度の関係のグラフ図である。
【図２】図２は、例示的な実施形態に従った、温度測定および識別デバイス（ＴＭＩＤデバイス）に接続された温度感知回路（ＴＳＣ）のブロック図である。
【図３】図３は、測定、診断、および識別の手順の間の、検出ポートにおける電圧（ＶＤＰ）のグラフ図である。
【図４】図４は、電圧源、電圧センサ、およびコントローラがプロセッサ内に実装される、温度測定および識別デバイス（ＴＭＩＤデバイス）の例示的な実装の概略図である。
【図５】図５は、ＶＣＮを含まないＴＳＣに接続された、ＴＭＩＤデバイスの等価回路の概略図である。
【図６】図６は、電圧クランプデバイスのみを含むＶＣＮを有するＴＳＣに接続された、ＴＭＩＤデバイスの等価回路の概略図である。
【図７】図７は、識別抵抗器（ＲＩＤ）と直列に電圧クランプデバイスを含むＶＣＮを有するＴＳＣに接続された、ＴＭＩＤデバイスの等価回路の概略図である。
【図８】図８は、４つの識別値（ＩＤ）を含む、識別システムの複数の温度感知回路（ＴＳＣ）のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
（詳細な説明）
図２は、温度測定および識別回路２００を形成するために、温度測定および識別（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ａｎｄ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ＴＭＩＤ）デバイス２０４に接続された温度感知回路（ＴＳＣ）２０２のブロック図である。以下でさらに詳細に論じられるように、ＴＳＣ２０２は、１組のＴＳＣのうちの１つのＴＳＣであり、そのＴＳＣの特性は、ＴＭＩＤデバイス２０４が、異なる組のＴＳＣを区別することを可能にする。該ＴＳＣは、デバイスの温度を監視することと、デバイスを識別することとに対するメカニズムを提供する異なるデバイス内に取り付けられ得る。温度測定および識別回路２００の適切な用途の一実施例は、携帯型デバイスによって受容される各々の種類のバッテリモジュール内に、異なるＴＳＣを取り付けることを含んでいる。ＴＭＩＤデバイス２０４は、様々な種類のバッテリモジュールを識別し、そしてバッテリモジュールの温度を決定するために、携帯型デバイスの一部分として実装され得る。
【０００７】
各ＴＳＣ２０２は、少なくとも温度感知素子（ＴＳＥ）２０８を含む。ＴＳＣの組の少なくとも１つのＴＳＣは、ＴＳＥ２０８と並列に接続された電圧クランプネットワーク（ＶＣＮ）２０６を含んでいる。例示的な実施形態において、線形化抵抗器（図２に示されない）がまた、ＴＳＣのすべてにおいてＴＳＥ２０８と並列に接続されて、ＴＳＣ２０２の温度対抵抗曲線を線形化する。
【０００８】
ＴＭＩＤデバイス２０４は、少なくとも検出器ポート２１２を含む接続インターフェイス２１０を介して、ＴＳＣ２０２と接続する。接続インターフェイス２１０は、任意の多くの種類のコネクタ、接点、または電気的な接続機構を含み得ることにより、ＴＭＩＤデバイス２０４とＴＳＣ２０２との間の電気的接続を提供する。例示的な接続インターフェイス２１０はまた、接地コネクタを含んでいる。追加の接点は、いくつかの状況において他の信号のために用いられ得る。
【０００９】
以下で記述されるように、複数のＴＳＣの各組のＴＳＣは、異なるＶＣＮを含み、そこでは、該ＶＣＮが、抵抗器および／またはダイオードなどの電圧クランプデバイスの任意の組み合わせを含み得る。ＶＣＮは、クランプされた電圧ではない識別値（ＩＤ）を作り出すために、ＴＳＣから省略され得る。ＴＳＣが、ＴＭＩＤデバイス２０４に接続されるときには、検出ポート２１２の電圧は、特定のＶＣＮ２０６、温度、およびＴＭＩＤデバイス２０４内の電圧源２１４の状態に依存する。ＶＣＮは、検出器ポート電圧をＩＤ電圧の範囲内の電圧に制限する。ＩＤ電圧の範囲の数は、ＴＭＩＤデバイス２０４に接続され得るＴＳＣの組の数に依存する。
【００１０】
ＴＭＩＤデバイス２０４は、制限抵抗器２１６を介して検出ポート２１２に接続された電圧源２１４と、検出ポート２１２に接続された電流源２１８と、検出ポート２１２に接続された電圧センサ２２０とを含んでいる。コントローラ２２２は、電圧源２１４を制御するように、かつ電圧測定値を電圧センサ２２０から受信するように構成される。電圧測定値と電圧源２１４の状態とに基づいて、コントローラ２２２は、ＴＳＥ２０８の温度と複数のＩＤからＴＳＣ２００のＩＤとを決定する。以下で論じられるように、例示的な実施形態において、電圧源２１４、電圧センサ２２０、およびコントローラ２２２は、プロセッサ内に実装される。電流源２１８は、既知の電流を検出ポート２１２に提供する、構成要素またはデバイスの任意の編成である。例示的な実施形態において、バイアス抵抗器（図２に示されない）が、ＴＭＩＤデバイス２０４の電圧供給源（Ｖｄｄ）に接続されることにより、電流源２１８を形成する。
【００１１】
ＴＭＩＤデバイス２０４は、電圧源２１４を制御して、電圧源２１４のオンおよびオフを切り換える。電圧源２１４は、「オン」状態において出力電圧を提供し、「オフ」状態においてハイインピーダンス（開回路）として見える。電圧源２１４がオフであるときには、電流源２１８が、検出ポート２１２に電流のみを提供する。この状態において、電圧センサ２２０によって測定される検出ポート２１２の電圧（ＶＤＰ）は、ＴＳＥ２０８の温度を決定するためか、またはエラー状態の存在を決定するために、コントローラ２２２によって処理される。検出された電圧が温度測定の電圧範囲内であるときには、検出ポートの電圧（ＶＤＰ）は、ＴＳＥ２０８の抵抗に対応しており、コントローラ２２２は、検出された電圧に基づいて温度を計算する。電圧が範囲の外にある場合には、コントローラ２２２は、エラー状態が存在すると判定する。電圧源２１４がオンになるときには、検出ポート（ＶＤＰ）の電圧は、電流源２１８からの電流と電圧源２１４からの電流とによって確立される。電圧が温度測定の電圧範囲を超えている場合には、コントローラ２２２は、電圧（ＶＤＰ）に基づいてＴＳＣの識別値（ＩＤ）を決定する。電圧が温度測定範囲を下回る場合には、コントローラ２２２は、エラー状態が存在すると判定する。
【００１２】
図３は、測定、診断、識別の手順の間の、検出ポート２１２における電圧（ＶＤＰ）のグラフ図である。図３に描かれた様々な値および範囲は、必ずしも縮尺通りではなく、概して様々な条件の間の様々な電圧と温度との間の関係を例示するために提供される。
【００１３】
温度測定手順の間、電圧源２１４はオフにされ、電圧（ＶＤＰ）は、温度またはエラー状態を示す。電圧（ＶＤＰ）が、温度測定の電圧範囲（ＶＭＲ）３０４の上限の温度測定電圧（ＶＵＴＭ）３０２を超えている場合には、コントローラ２２２は、ＴＳＣ２０２が、ＴＭＩＤデバイス２０４に接続されていないと判定する。電圧（ＶＤＰ）が、ＴＭＩＤデバイス２０４の電源電圧（Ｖｄｄ）かまたはその近くである場合には、例えば、該電圧は、電流が検出ポート２１２を介して流れておらず、回路がＴＭＩＤデバイス２０４に接続されていないことを示す。該電圧が、温度測定の電圧範囲（ＶＭＲ）３０４の下限の温度測定電圧（ＶＴＬＭ）３０８を下回る場合には、コントローラ２２２は、有効かつ適切に動作するＴＳＣ以外のなんらかのものが、ＴＭＩＤデバイス２０４に接続されていると判定する。例えば、ゼロ近くの電圧は、ＴＭＩＤデバイス２０４に接続されることを意図されない、故障したＴＳＣデバイスまたは無効なＴＳＣデバイスに起因し得る検出ポート２１２の短絡を示し得る。該電圧が、温度測定の電圧範囲（ＶＭＲ）３０４の内にある場合には、電圧（ＶＤＰ）は、ＴＳＥ２０２の温度に対応し、この場合には、温度が、最低温度（ＴＭＩＮ）３１０と最高温度（ＴＭＡＸ）３１２との間で測定され得る。ＴＳＥがＮＴＣサーミスタである例示的な実施形態において、最大電圧（ＶＩＤ１）は、最低温度（ＴＭＩＮ）に対応する。検出器ポート電圧（ＶＤＰ）と温度との間の関係は、温度曲線３０１をたどる。曲線３０１の形状は、温度感知素子（ＴＳＥ）２０８の特性および回路内の他の構成要素に依存する。例示的な実施形態において、線形化抵抗器は、線形化抵抗器を有しないＴＳＥを含むＴＳＣと比較して、曲線３０１をより線形にするために、ＴＳＥ２０８と並列に接続される。
【００１４】
電圧源２１４がオンになるときには、電圧（ＶＤＰ）は、ＴＳＣ２０２の識別値（ＩＤ）に対応するか、またはエラー状態を示す。該電圧が、上限の温度測定電圧（ＶＵＴＭ）３０２を超えている場合には、該電圧は、ＴＳＣ２０２のＩＤを示す。さもなければ、該電圧はエラー状態を示す。例えば、ゼロ近くの電圧は、ＴＭＩＤデバイス２０４に接続されることを意図されない、故障したＴＳＣデバイスまたは無効なＴＳＣデバイスに起因し得る検出ポート２１２の短絡を示し得る。
【００１５】
上限の温度測定電圧（ＶＵＴＭ）３０２を超える測定電圧は、少なくとも２つのＩＤ電圧のうちの１つかまたはＩＤ電圧範囲と関連づけられる。ＩＤ電圧の数は、ＴＭＩＤデバイス２０４に接続され得るＴＳＣの組におけるＴＳＣの数に依存する。電圧源２１４がオンになるときには、コントローラ２２２は、検出ポート２１２の電圧（ＶＤＰ）に基づいてＴＳＣ２０２のＩＤを決定する。電圧源２１４、電流源２１８、および制限抵抗器２１６は、電圧源２１４がオンであるときには、上限の温度測定電圧（ＶＵＴＭ）３０２を超える電圧を提供するように構成される。適切なスキームの一実施例は、ＶＣＮを含まず、最大電圧３０６の近くでかつ第１のＩＤ（ＩＤ１）に対応する第１のＩＤ電圧（ＶＩＤ１）を結果としてもたらす１つのＴＳＣと、第２のＩＤ（ＩＤ２）を規定するために、電圧をＶＵＴＭ３０２の近くに制限するＶＣＮを含む第２のＴＳＣと、ＩＤ電圧（ＶＩＤ１）と第２のＩＤ電圧（ＶＩＤ２）との間のＩＤ電圧範囲を結果としてもたらすＶＣＮを含む追加のＴＣＳとを有することを含んでいる。ＩＤ電圧範囲の最大の数は、ＶＵＴＭと最大電圧３０６との間の利用可能な電圧範囲およびＩＤ電圧範囲のサイズに依存する。最大電圧３０６は、最低温度に対応する電圧である。なぜならば、サーミスタが、最低温度において最大の抵抗を有するからである。以下で説明されるように、様々な構成要素は、サーミスタの最悪のケースの最大電圧が、最高の動作温度で発生するＴＳＥの順方向電圧未満であるように選択される。
【００１６】
図３は、４つのＩＤをサポートする例示的なシステムを図示するが、しかし、ＩＤ電圧の任意の組み合わせおよび数が、ＴＳＣをＩＤのカテゴリに分類するために用いられ得る。ＶＣＮを含まない第１の種類のＴＳＣがＴＭＩＤデバイス２０４に接続され、電圧源２１４がオンであるときには、第１のＩＤ電圧３０６が、結果としてもたらされる。ＶＣＮを含む第２の種類のＴＳＣがＴＭＩＤデバイス２０４に接続され、電圧源２１４がオンであるときには、第２のＩＤ電圧が、電圧範囲３１４内に結果としてもたらされる。第３の種類のＴＳＣおよび第４の種類のＴＳＣがそれぞれＴＭＩＤデバイス２０４に接続されるときには、ＩＤ電圧は、第３の電圧範囲３１６内および第４の電圧範囲３１８内に結果としてもたらされる。電圧センサ２２０が、ＩＤ電圧の範囲内にある検出ポート２１２の電圧を示すときには、コントローラ２２２は、ＴＭＩＤデバイスに接続されたＴＳＣが、ＩＤ電圧の範囲に対応するＩＤを有すると判定する。従って、コントローラ２２２は、該ＴＳＣが、図３において例示されたスキームに対する４つのＩＤのうちの１つを有すると判定する。以下で論じられるように、ＩＤ電圧の範囲と関連づけられるＩＤは、ＶＣＮを含んでいるＴＳＣに対応する。ダイオードなどのＶＣＮ内の電圧クランプデバイスが、デバイスの間および温度にわたって変化する順方向電圧しきい値を有するので、特定のＴＳＣに起因するＩＤ電圧は、対応するＩＤ電圧範囲の下限の電圧から上限の電圧まで変化し得る。従って、第２のＩＤ電圧の範囲３１４は、下限の電圧（ＶＩＤＬ２）３２０および上限の電圧（ＶＩＤＵ２）３２２を含み、第３のＩＤ電圧の範囲３１６は、下限の電圧（ＶＩＤＬ３）３２４および上限の電圧（ＶＩＤＵ３）３２６を含み、第４のＩＤ電圧の範囲３１８は、下限の電圧（ＶＩＤＬ４）３２８および上限の電圧（ＶＩＤＵ４）３３０を含んでいる。
【００１７】
図４は、電圧源２１４、電圧センサ２２０、およびコントローラ２２２がプロセッサ４０２内に実装される、温度測定および識別回路１００の例示的な実装４００の概略図である。図１に関して上で記述された様々な構成要素および機能が、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの他の組み合わせを用いて実装され得る。例示的な実装において、電圧源２１４は、プロセッサ４０２の汎用入力／出力（ＧＰＩＯ）ポート４０４である。プロセッサは、本明細書中に記述される機能を実行し得る任意の種類の汎用プロセッサ、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、または他のマイクロプロセッサまたはプロセッサの編成であり得る。プロセッサ４０２上で動作するコードは、コントローラ２２２の機能およびＴＭＩＤデバイス２０４の他の機能を促進する。コントローラ２２２は、ＧＰＩＯポートを出力状態および入力状態にするために、ＧＰＩＯポート４０４を制御する。出力状態において、ＧＰＩＯポート４０４は、Ｖｄｄかまたはその近くの電圧を提供する。入力状態において、ＧＰＩＯポートは、制限抵抗器（ＲＬＩＭ）２１６を介して検出ポート２１２に開回路を提示する。アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）４０６は、コントローラ２２２に検出ポート２１２における電圧（ＶＤＰ）のデジタル表現を提供することによって、電圧（ＶＤＰ）を測定する。電圧供給源（Ｖｄｄ）に接続されたバイアス抵抗器（ＲＢＩＡＳ）４０７は、温度測定のための電流源２１８を提供する。
【００１８】
少なくとも２つのＴＳＣのうちの任意の１つは、ＴＭＩＤデバイス２０４に接続され得る。図４は、線形化抵抗器（ＲＬＩＮ）４０８、ＴＳＥ２０８、およびＶＣＮ２０６を含むＴＳＣを例示する。そこでは、ＴＳＥ２０８がサーミスタ２０８であり、ＶＣＮ２０６は、電圧クランプデバイス４１２と直列に識別抵抗器（ＲＩＤ）４１０を含んでいる。例示的な実装において、電圧クランプデバイス４１２は、順方向電圧の範囲内の順方向電圧を有するダイオードの１つ以上を含むダイオード編成４１２である。電圧範囲は、ダイオードの数および種類に依存する。例えば、典型的なＰＮ接合のシリコンダイオードは、約０．７ボルトの順方向電圧を有する。直列の２つのシリコンダイオードは、約１．４ボルトの合算された順方向電圧を有する。製造上の変動および他の要因に起因して、特定のダイオードの順方向電圧は、予期される低下よりも大きいかまたは小さくなり得る。さらに、順方向電圧は、温度にわたって変化する。従って、電圧範囲は、任意の特定のダイオード編成が範囲内の順方向電圧を有するように、ダイオード編成４１２に対して規定される。他の適切なダイオード編成の実施例は、単一のツェナーダイオードおよびアクティブなツェナーダイオードを用いる編成を含んでいる。ツェナーダイオードは、それらの端子間で一定の電圧を維持するために、逆バイアスによって用いられ得る。さらに、ツェナーダイオードのクランプ電圧の変動は、温度、バイアス電流、および製造上の変動に関して、ＰＮ接合シリコンダイオードの順方向電圧の変動よりも一般的に小さい。アクティブなツェナーダイオードは、一部の状況において好適であり得る。なぜならば、「シャントレギュレータ」としても公知である、アクティブなツェナーダイオードは、通常のツェナーダイオードよりも小さいクランプ電圧における変動を有するからである。
【００１９】
温度測定の目的に対して、ＧＰＩＯポート４０４は、電流がＲＬＩＭ２１６に流入しないかまたはＲＬＩＭ２１６から流出しないように、「オフ」状態に設定される。この場合において、電流は、ＴＳＣ２０２へとＲＢＩＡＳ４０７によって供給され得るのみである。ＲＢＩＡＳ４０７、ＲＬＩＮ４０８、およびＲＴＨＥＲＭ２０８の値は、ＲＴＨＥＲＭがその最大抵抗を示す最低温度において、ＡＤＣ２２０によって感知され、Ｖｄｄ４０５と接地４０３との間で形成される分圧器の結果としてもたらされる電圧に起因する電圧が、ダイオード編成４１２の順方向電圧よりも小さいように選択される。ＡＤＣ４０６によって感知される、結果としてもたらされる電圧は、単に温度測定の構成要素ＲＢＩＡＳ４０７、ＲＬＩＮ４０８、およびＲＴＨＥＲＭ２０８の関数となる。ＡＤＣ４０６は、アナログ電圧の測定値をデジタル値に変換し、該デジタル値は、コントローラ２２２によって温度測定値として処理される。
【００２０】
識別の目的に対して、ＴＳＣ２０２が、ＴＭＩＤデバイス２０４に接続されるときには、プロセッサ４０２は、ＧＰＩＯポート４０４を出力状態に設定し、それは、例示的な実施形態においては、ＲＢＩＡＳ抵抗器４０６と同じく電源電圧Ｖｄｄ４０５から電力を供給される。従って、制限抵抗器２１６およびＲＢＩＡＳ抵抗器４０７は、ＴＳＣ２０２の抵抗と直列にある、等価な並列組み合わせ抵抗を形成する。検出ポート２１２の電圧（ＶＤＰ）は、電源Ｖｄｄ４０５と接地４０３との間の分圧ネットワークの結果としてもたらされる電圧の出力であり、ＡＤＣ４０６によって感知される。ＡＤＣ４０６は、アナログ電圧を、コントローラ２２２によってＩＤ値として処理されるデジタル値に変換する。
【００２１】
図５は、ＶＣＮを含まないＴＳＣ２０２に接続されたＴＭＩＤデバイス２０４の等価回路５００の概略図である。上述されたように、ＧＰＩＯポート４０４が出力状態に設定されるときには、制限抵抗器、ＲＬＩＭ２１６、およびバイアス抵抗器、ＲＢＩＡＳ４０７は、電源、Ｖｄｄ４０５に接続された等価な並列組み合わせ抵抗（ＲＳＥＱ）を形成する。制限抵抗器、ＲＬＩＮ４０８、およびサーミスタ、ＲＴＨＥＲＭ２０８は、等価な並列組み合わせ抵抗ＲＴＥＱを形成する。抵抗器ＲＬＩＭ２１６、ＲＢＩＡＳ４０７、ＲＬＩＮ４０８、およびＲＴＨＥＲＭ２０８の値は、Ｖｄｄ４０５の大部分がＲＴＥＱ５０４をわたって低下するように、ＲＳＥＱ５０２の値が、ＲＴＥＱ５０４よりもかなり小さくなるように選択される。ＡＤＣ４０６は、続いて、ＩＤ電圧の組の最大ＩＤ電圧であるＩＤ電圧３０６を感知する。
【００２２】
図６は、クランプ編成４１２のみを含むＶＣＮを有するＴＳＣ２０２に接続されたＴＭＩＤデバイス２０４の等価回路６００の概略図である。上で記述されたように、ＧＰＩＯポート４０４が出力状態に設定されるときには、制限抵抗器、ＲＬＩＭ２１６、およびバイアス抵抗器、ＲＢＩＡＳ４０７は、Ｖｄｄ４０５に接続された等価な並列組み合わせ抵抗ＲＳＥＱを形成する。クランプ編成４１２のために、ＡＤＣ４０６への電圧は、上の実施例におけるようにＶｄｄ４０５にまで上昇することはないが、その代わりに、クランプ編成４１２の順方向電圧にクランプされ、その結果としてＩＤ電圧の組の最低のＩＤ電圧の範囲３１４をもたらす。結果としてもたらされる電圧は、上で詳述されたように、ＡＤＣ４０６によって変換される。
【００２３】
図７は、識別抵抗器（Ｒｉｄ）４１０と直列にクランプ編成４１２を含むＶＣＮを有する、ＴＳＣ２０２に接続されたＴＭＩＤデバイス２０４の等価回路の概略図である。上で記述されたように、ＧＰＩＯポート４０４が出力状態に設定されるときには、ＲＬＩＭ２１６およびＲＢＩＡＳ４０７は、Ｖｄｄ４０５に接続された等価な並列組み合わせ抵抗、ＲＳＥＱを形成する。クランプ編成４１２のために、ＡＤＣ４０６における電圧は、Ｖｄｄ４０５にまで上昇せず、識別抵抗器、ＲＩＤ４１０のために、ＡＤＣ４０６における電圧は、ダイオード編成４１２の順方向電圧よりも大きい。識別抵抗器、ＲＩＤ４１０は、ＲＳＥＱ５０２と直列であるときには、Ｖｄｄ４０５とダイオード編成４１２の順方向電圧との間で分圧器を形成するように選択される。結果としてもたらされる電圧は、上で詳述されたように、ＡＤＣ４０６によって変換される。従って、ＴＳＣのＩＤは、第３のＩＤ電圧の範囲３１６が、１つの値のＲＩＤ４１０を有するＴＳＣ２０２に対応し、第４のＩＤ電圧の範囲３１８が、別の値のＲＩＤ４１０を有するＴＳＣ２０２に対応するように、ＲＩＤ４１０の値を調整することによって変更され得る。
【００２４】
図８は、４つの識別値（ＩＤ）８０２、８０４、８０６、８０８を含む識別システムの複数の温度感知回路（ＴＳＣ）８００のブロック図である。第１の組のＴＳＣ８１０のＴＳＣは、第１の識別値（ＩＤ１）８０２を有し、第２の組のＴＳＣ８１２のＴＳＣは、第２の識別値（ＩＤ２）８０４を有し、第３の組のＴＳＣ８１４のＴＳＣは、第３の識別値（ＩＤ３）８０６を有し、そして第４の組のＴＳＣ８１６のＴＳＣは、第４の識別値（ＩＤ４）８０８を有する。例示的なシステムにおいて、第１の組８１０のＴＳＣは、温度感知素子２０８および線形化抵抗器４０８だけを含み、そしてＶＣＮを含まない。従って、ＩＤ１は、図３において示された第１の電圧ＩＤ３０６に対応する。
【００２５】
第２の組８１２のＴＳＣは、温度感知素子２０８と、線形化抵抗器４０８と、電圧クランプデバイス４１２を含むＶＣＮ８１８とを含んでいる。ＶＣＮ８１８は、識別抵抗器４１０を含まない。従って、第２のＩＤは、第２のＩＤ電圧の範囲３１４に対応する。
【００２６】
第３の組８１４のＴＳＣは、温度感知素子２０８と、線形化抵抗器４０８と、ＶＣＮ８１８とを含み、該ＶＣＮ８１８は、電圧クランプデバイス４１２と、第１のＩＤ抵抗８２２を有する識別抵抗器４１０とを含んでいる。第３のＩＤは、第３のＩＤ電圧の範囲３１６に対応する。
【００２７】
第４の組８１６のＴＳＣは、温度感知素子２０８と、線形化抵抗器４０８と、ＶＣＮ８２４とを含み、該ＶＣＮ８２４は、電圧クランプデバイス４１２と、第２のＩＤ抵抗８２６を有する識別抵抗器４１０とを含んでいる。第４のＩＤは、第４のＩＤ電圧の範囲３１８に対応する。
【００２８】
ＴＳＣ２０２およびＴＭＩＤデバイス２０４の構成要素の値は、ＩＤの数、所望の温度測定範囲、電源電圧およびその他の要因に基づいて選択される。一般的に、最悪のケースの電圧の上限は、負の温度係数（ＮＴＣ）サーミスタの最低温度に対応する。従って、構成要素の値は、最悪のケースの電圧の上限が、ダイオードの負の温度係数に起因して最高の温度で一般に発生する、電圧クランプデバイス４１２（ダイオード編成）の順方向電圧の最低の限界未満であるように選択される。温度測定に対する最大のダイナミックレンジは、温度変換の間の適切に低い基準を用いて達成され得る。
【００２９】
明らかに、本発明の他の実施形態および修正は、これらの教示を考察する当業者に容易に想起される。上記の説明は、例示であり、制限ではない。本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ制限され、該特許請求の範囲は、上記の明細書および添付の図面とともに考察されるときには、すべてのそのような実施形態および修正を含んでいる。従って、本発明の範囲は、上記の説明に関してではなく、その代わりに、特許請求の範囲と、その均等物の完全な範囲とに関して決定されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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