模数转换电路和芯片、驱动装置、电气设备和车辆及设备的制作方法

本发明涉及电力电子，尤其涉及一种模数转换电路，以及包括该模数转换电路的芯片、电机驱动装置、电气设备和车辆以及设备。

背景技术：

1、在一些工作环境相对恶劣且对工作安全性和可靠性要求较高的场合，通常需要对芯片的工作环境温度等进行采样并反馈给控制器进行处理，控制器可以实时监控到环境温度并在过热等条件下及时保护。其中，可以采用通过给芯片外接ntc(negativetemperature coefficient，负的温度系数)器件的方式，来实现对芯片工作温度的采样。具体地，芯片通过提供一路固定的电流源为ntc器件供电以形成模拟电平，该模拟电平的绝对值会以一定的温度系数随着温度变化而变化。而芯片内部则需要将模拟电平转换成控制器可识别的信号如占空比信号，以实现温度的实时采样与反馈。当环境温度改变时，ntc器件上的压降也会随之改变，芯片内部相应的占空比信号也会产生相应的变化。采用模数转换电路对芯片的工作温度进行采集时，通常是由芯片内部提供一路恒流源和一路恒定基准电压，模拟电平信号采集支路和产生占空比信号工作周期的支路，两者耦合且具有共用部分，以实现将采样模拟电平信号转换成占空比信号。

2、但是，采用上述的模数转换电路，需要确保所提供的恒定基准电压大于采集模拟电平信号，因此，为了保证模拟电平信号的采样范围足够大，也需要保证恒定基准电压足够高，此外，若要求所给定模拟电平信号下的占空比信号的占空比越大，则需要对应的恒定基准电压也越高。但是在实际应用中，所需的恒定基准电压有可能超过电源电压，并且恒定基准电压对于温度特性等要求也比较高。因此，上述的模数转换电路，模拟信号的采样范围有限，硬件等级要求高，适用范围小。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提出一种模数转换电路，该模数转换电路对于模拟信号的采样范围更宽，硬件等级要求低，适用范围更广。

2、本发明的目的之二在于提出一种芯片。

3、本发明的目的之三在于提出一种电机驱动装置。

4、本发明的目的之四在于提出一种电气设备。

5、本发明的目的之五在于提出一种车辆。

6、本发明的目的之六在于提出一种设备。

7、为了达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的模数转换电路，包括：模拟信号采样模块，所述模拟信号采样模块用于获取模拟信号并生成模拟采样信号；时钟信号产生模块，所述时钟信号产生模块用于产生时钟信号；触发器，所述触发器的第一输入端与所述模拟信号采样模块的输出端连接，所述触发器的第二输入端与所述时钟信号产生模块的输出端连接，所述触发器的输出端与所述模拟信号采样模块的开关控制端连接，所述触发器用于根据所述时钟信号和所述模拟采样信号控制输出信号的占空比以生成数字脉冲信号。

8、根据本发明实施例提出的模数转换电路，基于模拟信号采样模块、时钟信号产生模块和触发器的架构，其中，通过设置时钟信号产生模块以产生对于所需数字脉冲信号工作周期的时钟信号，该时钟信号产生模块独立于模拟信号采样模块设置，从而，可根据设计需求对模拟信号采样模块和时钟信号产生模块的元件规格和电路布局进行独立调整，降低了硬件等级要求，并且能够使得模拟信号的采样范围更宽，可以增大输出数字脉冲信号占空比的可调范围，因此，该模数转换电路适用范围更广。

9、在本发明的一些实施例中，所述时钟信号产生模块包括：第一电流源；第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一电流源连接，所述第一电容的第二端接地；第一比较器，所述第一比较器的第一输入端与所述第一电容的第一端连接，所述第一比较器的第二输入端用于输入基准电压，所述第一比较器的输出端与所述触发器的第二输入端连接，用于根据所述第一电容的电压和所述基准电压生成所述时钟信号；第一开关管，所述第一开关管的第一端与所述第一电流源、所述第一电容的第一端连接，所述第一开关管的第二端接地，所述第一开关管的开关控制端与所述第一比较器的输出端连接，用于根据所述时钟信号导通或截止以控制所述第一电容的电压。

10、在本发明的一些实施例中，所述时钟信号产生模块还包括：分频器，所述分频器的输入端与所述第一比较器的输出端连接，用于将所述时钟信号进行分频以获得分频信号；窄脉冲产生电路单元，所述窄脉冲产生电路单元的输入端与所述分频器的输出端连接，所述窄脉冲产生电路单元的输出端与所述触发器的第二输入端连接，用于根据所述分频信号生成窄脉冲信号以作为最终的时钟信号。

11、在本发明的一些实施例中，所述窄脉冲产生电路单元为前沿消隐电路，所述前沿消隐电路用于对所述分频信号进行前沿消隐处理以生成所述窄脉冲信号。

12、在本发明的一些实施例中，所述模拟信号采样模块包括：第二电流源；第二电容，所述第二电容的第一端与所述第二电流源连接，所述第二电容的第二端接地；第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第二电容的第一端连接，所述第二开关管的第二端接地，所述第二开关管的开关控制端与所述触发器的输出端连接，用于根据所述触发器的输出信号导通或截止以控制所述第二电容的电压；第二比较器，所述第二比较器的第一输入端与所述第二电容的第一端连接，所述第二比较器的第二输入端用于接收模拟信号，所述第二比较器的输出端与所述触发器的第一输入端连接，用于根据所述第二电容的电压和所述模拟信号生成所述模拟采集信号。

13、在本发明的一些实施例中，所述基准电压根据所述第一电容与所述第二电容的电容比例以及所述第二电流源与所述第一电流源的电流比例设置，其中，所述基准电压与所述电容比例或所述电流比例呈反比。

14、在本发明的一些实施例中，所述第一电流源和所述第二电流源由共源共栅电流镜将公共电流源按照预设电流比例配置，以提高输出数字脉冲信号的占空比精度。

15、在本发明的一些实施例中，所述第一电容与所述第二电容的容值等比例设置，以提高输出数字脉冲信号的占空比精度。

16、为了达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的芯片，包括上面任一项所述的模数转换电路。

17、根据本发明实施例提出的芯片，采用上面任一项实施例的模数转换电路，该模数转换电路通过设置时钟信号产生模块以产生所需数字脉冲信号工作周期的时钟信号，并且该时钟信号产生模块独立于模拟信号采样模块设置，从而，可以根据设计需求对模拟信号采样模块和时钟信号产生模块的元件规格或电路布局进行独立调整，对于硬件等级要求降低，并且可以使得模拟信号的采样范围更宽，可以增大输出数字脉冲信号占空比的可调范围，适用范围更广。

18、此外，采用上面实施例的模数转换电路，电容的容值匹配设置以及电流源同步设置，可以提高输出数字脉冲信号的占空比精度，可以实现模拟信号的精确检测。

19、为了达到上述目的，本发明第三方面实施例的电机驱动装置，包括上面实施例的模数转换电路和驱动电路，模数转换电路与驱动电路连接。

20、根据本发明实施例的电机驱动装置，采用上面实施例的模数转换电路，可以获得采样范围更宽的模拟信号，信号检测更加精准，因而，该装置适用环境更加多样，性能更稳定。

21、为了达到上述目的，本发明第四方面实施例的电气设备，包括上面实施例的芯片和功率模块，芯片与功率模块连接。

22、根据本发明实施例的电气设备，采用上面实施例的芯片，该芯片的模数转换电路可以使得模拟信号的采样范围更宽，可以增大输出数字脉冲信号占空比的可调范围，适用范围更广，因此，电气设备适用环境更加多样，性能更加稳定。

23、为了达到上述目的，本发明第五方面实施例的车辆包括至少一种上面实施例的电气设备，例如电气设备可以包括电机驱动装置、车载充电器、高压加热装置等。电气设备的芯片采用上面实施例的模数转换电路，可以获得更加宽采样范围的采集数据，适用范围广，因此，车辆的性能例如电机驱动、充电、高压加热等更加稳定。

24、为了达到上述目的，本发明第六方面实施例提出的设备，包括：上面第二方面实施例所述的芯片，用于采集的模拟信号转换为数字脉冲信号；控制器，所述控制器与所述芯片连接，用于接收所述数字脉冲信号，并根据所述数字脉冲信号生成控制指令。

25、根据本发明实施例提出的设备，采用上面实施例的芯片，该芯片包括上面任一项实施例的模数转换电路，该模数转换电路适用范围广，可以满足设备对芯片的不同需求，设备工作更加稳定。

26、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。