发明涉及一种车用整流器封装模块，且特别涉及一种车用整流器封装模块及其温度传感器的连接状态检测方法。
背景技术：
在发电机的技术领域中，为进行交流-直流间的转换动作，常通过设置整流桥的方式来进行。在现有的技术领域中，整流桥可以由晶体管或是二极管来构成，并用以提供整流后的电压以做为驱动负载的依据。
为检测整流桥的工作状态，对整流桥周围的环境温度检测是一种必要的技术手段。因此，在形成整流桥的晶体管或是二极管附近，需要配置适当数量的温度传感器。为得知温度传感器的温度检测结果，车用整流器中的控制芯片可通过导线连接至温度传感器，并藉以进行信息传递。然而，这些导线可能因为封装或长期使用而造成劣化或甚至断开的情形，如此一来，控制芯片将无法正确得知整流桥上的温度变化状态，有可能造成车用整流器动作异常，并甚至有发生损毁的风险。
技术实现要素：
本发明提供一种车用整流器封装模块及其温度传感器的连接状态检测方法，具有可针对其中的温度传感器的内联机状态进行自我测试的能力。
本发明的车用整流器包括至少一温度传感器以及控制芯片。控制芯片具有一端点。端点通过至少一封装导线耦接至少一温度传感器。控制芯片依据模式选择信号而产生电流并提供参考电压。上述的电流通过至少一封装导线被提供至至少一温度传感器，且控制芯片比较端点上的电压以及参考电压以产生一比较结果。其中，在测试模式下，比较电路产生比较结果以指示端点与温度传感器的连接状态。
本发明的车用整流器封装模块中，温度传感器通过至少一封装导线耦接封装模块中的一端点。温度传感器的连接状态检测方法包括：依据模式选择信号以产生电流，其中，电流被提供至温度传感器；依据模式选择信号提供参考电压；以及，依据比较端点上的电压以及参考电压以产生比较结果，其中在测试模式下，比较结果指示温度传感器与端点的连接状态。
基于上述，本发明的控制芯片在测试模式下，通过提供电流以流过耦接至温度传感器的封装导线，并依据控制芯片上耦接封装导线的端点上的电压状态来判定温度传感器有无正常连接至控制器芯片。如此一来，通过控制芯片的自我测试功能，可确认温度传感器可否正常动作，确保车用整流器的性能及安全。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1显示本发明一实施例的车用整流器封装模块的示意图；
图2显示本发明另一实施例的车用整流器封装模块的示意图；
图3A以及图3B分别显示本发明实施例的电流产生器的不同实施方式的示意图；
图4A显示本发明另一实施例的车用整流器封装模块的示意图；
图4B则显示依据线段A-A’的车用整流器封装模块400的剖面示意图；
图5显示的本发明实施例的车用整流器封装模块的整流桥的等效电路图；
图6显示本发明实施例的车用整流器封装模块中的温度传感器的连接状态检测方法的流程图。
附图标记说明：
100、200、400：车用整流器封装模块
110、210：温度传感器
120、220、410：控制芯片
PAD1、PAD2：焊垫
PE1、PE2：端点
BWIR1、BWIR2：封装导线
121、221：电流产生器
122、222：参考电压产生器
123、223：比较电路
310、320：电流产生器
311：偏压产生器
IA：电压控制电流源
IA1、IA2：电流源
VB：偏压电压
MD：模式选择信号
I1、I2：电流
SD：比较结果
RV：参考电压
GND：参考接地端
V1、V2：电压
SW1、SW2：开关
C11、C12、C13、C14、C21、C22、C23、C24：导电结构
W1-W7：封装导线
SF1：第一表面
SF2：第二表面
S1-S12、S41：导电黏接层
D1-D4：基纳二极管
RD1、TSD1-TSD4：二极管
TS1-TS4：温度检测组件
T1-T4：晶体管
CT1-CT4：控制信号
B+：电源接脚
P1、P2：相位输出接脚
40：导线架
420、430、440：外引接脚
E1、E2：参考接地接脚
具体实施方式
请参照图1，图1显示本发明一实施例的车用整流器封装模块的示意图。车用整流器封装模块100包括一个或多个的温度传感器110、以及控制芯片120。控制芯片120上可具有焊垫PAD1以及PAD2，控制芯片120上的焊垫PAD1以及PAD2分别形成端点PE1、PE2并分别通过封装导线BWIR1以及BWIR2耦接至温度传感器110。控制芯片120例如包括电流产生器121、参考电压产生器122以及比较电路123。电流产生器121耦接至端点PE1以及比较电路123。电流产生器121接收模式选择信号MD并依据模式选择信号MD以产生电流I1或电流I2并提供电流I1或电流I2至端点PE1。在本实施例中，电流产生器121所提供的电流I1或电流I2可藉由端点PE1以及封装导线BWIR1流向温度传感器110，并流经温度传感器110，再藉由封装导线BWIR2流向端点PE2并流向参考接地端GND。通过使不同电流值的电流I1或I2流通温度传感器110，端点PE1上可提供不同的电压值。
参考电压产生器122耦接至比较电路123。参考电压产生器122接收模式选择信号MD并依据模式选择信号MD提供参考电压RV至比较电路123。此外，比较电路123可针对端点PE1上的电压与参考电压RV进行比较，并产生比较结果SD。
在动作细节方面，控制芯片120可依据模式选择信号MD以操作在正常模式以及测试模式下。当在测试模式下时，电流产生器121可依据模式选择信号MD提供电流I1及电流I2中具有较小电流值的电流I1至端点PE1。在此同时，参考电压产生器122可选择第一电压以及第二电压中具有较大电压值的电压(例如第一电压)来做为参考电压RV。在测试模式下，若封装导线BWIR1与封装导线BWIR2皆正常且有效的连接在控制芯片120以及温度传感器110间，电流I1可通过封装导线BWIR1流向温度传感器110，并通过封装导线BWIR2流向参考接地端GND。如此一来，端点PE1上的电压值实质上可等于电流I1通过温度传感器110时所产生的电压降。相对的，若封装导线BWIR1与封装导线BWIR2的至少其中之一未有效的连接在控制芯片120以及温度传感器110间，而有发生断开或脱落的现象时，端点PE1上的电压值将会因为电流产生器121提供电流I1的拉高动作，而等于相对高的电压值(实质上等于电流产生器121所接收的操作电源的电压值)。
由上述说明可以得知，在测试模式下，比较电路123可以依据比较端点PE1上的电压值是否大于参考电压RV，来获知封装导线BWIR1以及BWIR2的连接状态。具体来说明，在测试模式下，当端点PE1上的电压值大于参考电压RV时，表示封装导线BWIR1、BWIR2以及温度传感器110所形成的电气回路有瑕疵，或可能是被断开的。此时，比较电路123所产生的比较结果SD可指示封装导线BWIR1、BWIR2的至少其中之一可能发生断开的现象。相对的，在测试模式下，当端点PE1上的电压值小于参考电压RV时，表示封装导线BWIR1、BWIR2以及温度传感器110所形成的电气回路是正常的。此时，比较电路123所产生的比较结果SD可指示封装导线BWIR1、BWIR2良好连接于温度传感器110以及控制芯片120间。
值得一提的，在测试模式下，参考电压产生器122所提供的参考电压RV的电压值是预先设定的。在本发明实施例中，可以依据电流产生器121所接收的操作电源的电压值减去一个偏移值来设定参考电压RV的电压值。至于偏移值的大小可以由设计者依据实际的需求进行设置，没有固定的限制。
在完成测试模式的测试动作后，若检测出温度传感器110正常连接至控制芯片120，则可进入正常模式。其中，控制芯片120在正常模式下可通过温度传感器110来检测出环境温度的变化状态。具体来说明，当在正常模式下，电流产生器121可依据模式选择信号MD提供电流I1及电流I2中具有较大电流值的电流I2至端点PE1。在此同时，参考电压产生器122可选择第一电压以及第二电压中具有较小电压值的电压(例如第二电压)来做为参考电压RV。在正常模式下，基于封装导线BWIR1与封装导线BWIR2皆正常且有效的连接在控制芯片120以及温度传感器110间，电流I2可通过封装导线BWIR1流向温度传感器110，并通过封装导线BWIR2流向参考接地端GND。在此时，温度传感器110可依据环境温度的大小而提供不同的导通压降。如此一来，端点PE1上的电压值将可反映于环境温度的变化而有所改变。
在此同时，比较电路123可使端点PE1上的电压VE1与此时的参考电压RV进行比较，比较电路123所产生的比较结果SD可反映于环境温度的变化状态。
在正常模式下，可以依据默认的温度临界值来设定参考电压RV的电压值。其中，若设计使车用整流器封装模块100中的环境温度不超过温度临界值，可依据对应温度临界值时温度传感器110对应提供的阻抗值以及电流I2的电流值来设定正常模式下参考电压RV的电压值。在正常模式下，当比较电路123判断端点PE1上的电压VE1大于参考电压RV时，表示车用整流器封装模块100没有发生过热的状况，可维持正常动作。相反的，当比较电路123判断端点PE1上的电压VE1小于参考电压RV时，表示车用整流器封装模块100发生过热的状况，需要进行相对应的动作以维持系统的稳定及安全。
以下请参照图2，图2显示本发明另一实施例的车用整流器封装模块的示意图。车用整流器封装模块200包括温度检测器210以及控制芯片220。控制芯片220通过封装导线BWIR1及BWIR2耦接至温度检测器210。控制芯片220例如包括电流产生器221、参考电压产生器222以及比较电路223。电流产生器221接收模式选择信号MD并依据模式选择信号MD产生电流I1或电流I2。
参考电压产生器222接收第一电压V1、第二电压V2以及模式选择信号MD，并依据模式选择信号MD选择第一电压V1及第二电压V2的其中之一以做为参考电压RV，参考电压产生器222并提供参考电压RV至比较电路223。其中，在本实施例中，参考电压产生器222包括开关SW1及SW2。开关SW1及SW2为晶体管开关，并受控于模式选择信号MD。开关SW1及SW2分别接收第一电压V1以及第二电压V2。在测试模式下，开关SW1导通，开关SW2断开，参考电压产生器222使电压V1做为参考电压RV。相对的，在正常模式下，开关SW2导通，开关SW1断开，参考电压产生器222使电压V2做为参考电压RV。开关SW1及SW2不会同时被导通。
比较电路223耦接电流产生器221以及参考电压产生器222，并使端点PE1上的电压以及参考电压RV进行比较来产生比较结果SD。在本实施例中，比较电路223可利用运算放大器来建构。而本领域具通常知识者所熟知的比较电路的架构都可以应用以实现比较电路223，没有固定的限制。
温度检测器210则包括多个串接的二极管TSD1-TSD4来形成，其中，二极管TSD1-TSD4依序顺向偏压于端点PE1以及端点PE2间。以二极管TSD1为范例，二极管TSD1的阳极耦接至端点PE1，而其阴极则耦接至参考接地端GND。
值得一提的，温度检测器210所包括的二极管的数量并没有固定的限制，通过不同电气特性的二极管，设计者可在温度检测器210设置一个二极管或多个串接的二极管，在数量上没有固定的限制。此外，通过二极管来建构温度检测器210也仅只是一个范例，本发明实施例中可通过其他对温度敏感的电子组件来设计温度检测器210，例如，热敏电阻。
在动作细节方面，在测试模式下，电流产生器221可依据模式选择信号MD来产生例如等于1微安的电流I1，并使电流I1流至端点PE1。同时，参考电压产生器222依据模式选择信号MD来使其中的开关SW1导通，并使开关SW2断开。如此一来，参考电压产生器222可提供电压V1(例如等于3V)来做为参考电压RV。
在测试模式下，比较电路223比较端点PE1上的电压有无大于参考电压RV。若封装导线BWIR1、BWIR2正常连接于温度检测器210以及控制芯片220间时，在正常的温度范围下，端点PE1上的电压值不会大于参考电压RV。因此，依据比较电路223所产生的比较结果SD，可得知封装导线BWIR1、BWIR2的连接状态是否正常。
在另一方面，在正常模式下，控制芯片220可进行环境温度的检测动作。此时，电流产生器221可依据模式选择信号MD来产生例如等于8微安的电流I2，并使电流I2流至端点PE1。同时，参考电压产生器222依据模式选择信号MD来使其中的开关SW2导通，并使开关SW1断开。如此一来，参考电压产生器222可提供电压V2(例如等于0.8V)来做为参考电压RV。
基于此时的封装导线BWIR1、BWIR2的连接状态是正常的，电流I2可由端点PE1通过封装导线BWIR1流经温度检测器210的二极管串。温度检测器210中的二极管串则依据环境温度的不同而提供不同的导通压降。如此一来，端点PE1上的电压也可因环境温度的变化而产生不同的电压值。
比较电路222提供的参考电压RV(等于第二电压V2)例如是针对环境温度等于摄氏215度(即为温度临界值)时，端点PE1上所可能产生的电压值来设定的。因此，当比较电路222比较出端点PE1上的电压小于参考电压RV时，表示车用整流器封装模块200内部的环境温度过高(大于摄氏215度)，有过热的疑虑。相对的，当比较电路222比较出端点PE1上的电压大于参考电压RV时，表示车用整流器封装模块200内部的环境温度未发生过热现象。
在本发明其他实施例中，车用整流器封装模块200中的温度检测器210的数量并不限定是一个。其中，多个温度检测器210可搭配多个电流产生器221、参考电压产生器222以及比较电路223所形成的电路组合，并使各温度检测器210的联机状态检测以及温度检测动作皆可独立且正常的被执行。
于上述实施例中，本领域具通常知识者亦可使用其他熟知的电路组件/架构来实现控制芯片120、220所执行的车用整流器模块中温度传感器的连接状态检测的技术方案，而不限于使用电流产生器121、221、参考电压产生器122、222及比较电路123、223。
以下请参照图3A以及图3B，图3A以及图3B分别显示本发明实施例的电流产生器的不同实施方式的示意图。在图3A中，电流产生器310包括电压控制电流源IA。电压控制电流源IA接收偏压电压VB，并依据偏压电压VB的大小来产生电流I1或是I2。偏压电压VB可由偏压产生器311来产生。其中，偏压产生器311接收并依据模式选择信号MD以产生偏压电压VB。
关于电压控制电流源IA以及偏压电压VB的硬件实施架构，可分别应用本领域具通常知识者所熟知的电压控制电流源及电压产生器的硬件架构，没有特定的限制。
在图3B中，电流产生器310包括第一电流源IA1以及第二电流源IA2。第一电流源IA1以及第二电流源IA2接收模式选择信号MD，并依据模式选择信号MD来使第一电流源IA1提供电流I1或使第二电流源IA2提供电流I2。举例来说明，当模式选择信号MD为第一逻辑准位(对应测试模式)时，第一电流源IA1被致能并提供电流I1(此时第二电流源IA2不动作)。相对的，当模式选择信号MD为第二逻辑准位(对应正常模式)时，第二电流源IA2被致能并提供电流I2(此时第一电流源IA1不动作)。
在本实施方式中，第一电流I1以及第二电流I2不会同时被提供。
以下请参照图4A以及图4B，图4A显示本发明另一实施例的车用整流器封装模块的示意图，图4B则显示依据线段A-A’的车用整流器封装模块400的剖面示意图。车用整流器封装模块400包括导线架40、控制芯片410、晶体管T1-T4、基纳二极管D1-D4以及温度检测组件TS1-TS4。晶体管T1-T4配置在导线架40的第一表面的不同位置上。基纳二极管D1-D4则配置在导线架40的第二表面，分别相对于晶体管T1-T4的不同位置上，其中，第一表面与第二表面相对。温度检测组件TS1-TS4配置在导线架40的第一表面上，并分别配置在邻近于晶体管T1-T4的位置上。温度检测组件TS1-TS4可分别通过封装导线W1-W4来与控制器芯片410电性连接。
此外，晶体管T1-T4可以为金属氧化物半导体场效晶体管。而车用整流器封装模块400并包括多个导电结构C11-C14，以分别使晶体管T1-T4与导线架40的不同位置电性连接。
晶体管T1-T4可形成多个整流桥。其中，晶体管T1、T3依序串接在电源接脚B+以及接地接脚E1间，晶体管T2、T4依序串接在电源接脚B+以及接地接脚E2间。其等效电路可参见图5显示的本发明实施例的车用整流器封装模块的整流桥的等效电路图。此外，基纳二极管D1-D4分别耦接在晶体管T1-T4的两端点(源极与漏极)间，并做为晶体管T1-T4的过压保护组件。
此外，晶体管T1-T4分别接收控制信号CT1-CT4，控制信号CT1-CT4可由控制芯片410所提供。控制芯片410可通过封装导线连接至晶体管T1-T4的控制端，并分别提供控制信号CT1-CT4。晶体管T1、T3耦接至相位输出接脚P1，晶体管T2、T4则耦接至相位输出接脚P2。
在本实施例中，导线架40包括外引接脚420。外引接脚420可通过封装导线W5连接至控制芯片410。如此一来，控制芯片410可通过封装导线W5将前述实施例的比较结果SD传送至外部的电子装置。其中，比较结果SD的传送方式可以通过任意的串行通信协议来传送，例如内部整合电路(Inter-Integrated Circuit,I2C)、串行外围接口(Serial Peripheral Interface,SPI)、单线通信协议等，没有固定的限制。
在另一方面，车用整流器封装模块400还包括二极管RD1。二极管RD1配置在导线架40中的两个外引接脚430以及440间。其中，二极管RD1跨接在相邻的外引接脚430以及440间，细节来说明，二极管RD1的阳极电性连接至外引接脚430而二极管RD1的阴极电性连接至外引接脚440。另外，控制芯片410通过封装导线W6连接至外引接脚430，并连接至二极管RD1的阳极。控制芯片410中，承载封装导线W6的焊垫可通过内部导线以及其他的封装导线(电源传输导线)与电源接脚B+产生电性连接。另外，控制芯片410通过封装导线W7连接至外引接脚440，并连接至二极管RD1的阴极。其中，承载封装导线W7的焊垫并连接至控制芯片410的电源接收端。如此一来，可使二极管RD1顺向偏压于电源接脚B+以及控制芯片410的电源接收端间。
值得注意的，当使用者进行车用电池的连接动作时，若不小心发生反接现象时，被逆向偏压的二极管RD1可以被断开，并使反接于电源接脚B+以及参考接地接脚E1间的电压不至于被提供至控制芯片410中。如此，使控制芯片410中的各电路组件不会因车用电池的反接动作而立刻烧毁。在一定的时间区间中，使用者仍可更正车用电池的错误连接，并使车用整流器封装模块400仍可维持正常的动作。相对的，若使用者进行的车用电池的连接方向正确时，二极管RD1可以被导通，并使电源可以正常的被提供至车用整流器装置封装模块400中。
另外，在图4B中，导线架40具有第一表面SF1以及第二表面SF2。其中，第一表面SF1上承载晶体管T1以及T2。导线架40第一表面通过导电黏接层S1以及S2分别电性连接至晶体管T1以及T2的第一端。晶体管T1、T2的第二端并分别通过导电黏接层S3、S4电性连接至导电结构C11以及C12的一端。导电结构C11以及C12的另一端则分别通过导电黏接层S5以及S6电性连接至导线架40的第一表面SF1上。
此外，导线架40的第二表面SF2上通过导电黏接层S7以及S9电性连接至基纳二极管D1以及D2的阴极。基纳二极管D1以及D2的阳极则分别通过导电黏接层S8以及S10电性连接至导电结构C21以及C22的一端，导电结构C21以及C22的另一端则分别通过导电黏接层S11以及S12电性连接至导线架40的第二表面SF2上。
在本实施例中，导电黏接层S1-S12可以由焊锡所构成，或利用其他本领域具通常知识者所熟知的具导电性的黏接材料所构成，没有固定的限制。
在图4B中，温度检测组件TS1通过导电黏接层S41电性连接至区块12的第一表面SF1上邻近于晶体管T1的位置，用以检测晶体管T1的温度变化状态。
以下请参照图6，图6显示本发明实施例的车用整流器封装模块中的温度传感器的连接状态检测方法的流程图。其中，车用整流器封装模块中，温度传感器通过至少一封装导线耦接封装模块中的一端点。温度传感器的连接状态检测方法的步骤包括：在步骤S610中，依据模式选择信号以产生电流，其中，电流被提供至温度传感器；在步骤S620中则依据模式选择信号来提供参考电压。最后，步骤S630则依据比较端点上的电压以及参考电压以产生比较结果。其中，在测试模式下，比较结果指示温度传感器与端点的连接状态。
关于上述步骤的实施细节，在前述的实施方式及实施例中已有详细的说明，在此恕不多赘述。
综上所述，本发明通过在不同模式下提供不同的电流以流过温度传感器，并依据检测控制芯片与温度传感器连接端点上的电压，来获知温度传感器与控制芯片的连接状态，以及检测车用整流器封装模块的内部环境温度有无发生过热的现象。通过本发明的控制芯片所提供的自我测试方式，温度传感器的温度检测动作的可靠度可以提升，确保车用整流器封装模块的工作的稳定性。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求范围所界定的为准。