背景技术
图11是传统温度检测电路的示意图。
该温度检测电路由正电源端子001、负电源端子002、基准电压电路200、温度传感器电路300、比较器400、及输出端子700构成。
基准电压电路200的负极与负电源端子002连接,以正极作为输出端子101,与比较器400的反相输入端子连接,在规定温度下输出与温度传感器电路300的输出电压相等的参考电压。
温度传感器电路300由恒流源310和二极管320构成,恒流源310的一端与正电源端子001连接,另一端与二极管320的阳极连接,二极管320的阴极与负电源端子002连接,二极管320以阳极作为输出端子100与比较器400的非反相输入端子连接,输出具有随温度上升而降低的特性的电压。
比较器400的输出端子与温度检测电路的输出端子700连接,对基准电压电路200的参考电压和温度传感器电路300的输出电压进行比较,并根据比较结果输出负电源电位或正电源电位。
接着,就该温度检测电路的工作进行说明。
图12的V100是温度传感器电路300的输出端子100的电压,V101是基准电压电路200的输出端子101的电压。当温度低于规定温度时,输出电压V100大于参考电压V101,因此比较器400输出正电源电位。当温度高于规定温度时,温度传感器电路300的输出电压V100小于参考电压V101,因此比较器400输出负电源电位。因而,该温度检测电路在规定温度下进行切换输出逻辑的工作,可检测出规定温度(参照专利文献1:日本特许第3139194号)。
在此,参考电压V101被调整为在规定温度下与温度传感器电路300的输出电压V100相等,但即便在调整后也出现图中的ΔV那样的偏差。
该参考电压V101的偏差ΔV在温度检测电路中成为引起检测温度的偏差ΔT的因素。于是,在传统温度检测电路中,通过使恒流源310具有负温度特性或增加二极管320的串联连接数目,来使输出电压V100的温度梯度陡峭,以抑制参考电压V101的偏差ΔV对检测温度的偏差ΔT产生的影响。
在温度检测电路中,当变更检测的温度时,一般变更基准电压电路200的参考电压V101,而不更改温度传感器电路300的特性。
但是,在上述的温度检测电路中,如图13所示,当考虑两个规定温度Tx和Ty的场合,在温度低于Tx的Ty时的参考电压V101y的电位高于V101x。即,规定温度的设定范围越向低温侧扩大,输出电压V100和参考电压V101就越高,存在使温度检测电路的最低工作电压上升的问题。相反,在利用具有正温度梯度的温度传感器电路的场合,规定温度的设定范围越向高温侧扩大,输出电压V100和参考电压V101就越高,存在使温度检测电路的最低工作电压上升的问题。
附图说明
图1是本发明的温度检测电路的结构示意图。
图2是本发明第一实施方式的温度检测电路中的温度传感器电路的示意图。
图3是图2的温度传感器电路的特性示意图。
图4是本发明第一实施方式的温度检测电路的工作示意图。
图5是本发明第二实施方式的温度检测电路中的温度传感器电路的示意图。
图6是图5的温度传感器电路的特性示意图。
图7是本发明第二实施方式的温度检测电路的工作示意图。
图8是本发明第二实施方式的另一例温度传感器电路的示意图。
图9是图8的温度传感器电路的特性示意图。
图10是本发明第二实施方式的另一例温度检测电路的工作示意图。
图11是传统温度检测电路的结构示意图。
图12是传统温度检测电路的特性示意图。
图13是传统温度检测电路的特性示意图。
(符号说明)
001正电源端子;002负电源端子;100温度传感器电路的输出端子;101基准电压电路的输出端子;102比较器的输出端子;200基准电压电路;300、300a、300b温度传感器电路;310、311恒流源;320、321二极管;330、331、332开关;400比较器;500逻辑电路;600输入端子;700输出端子;V100端子100的电压;V101、V101x、V101y端子101的电压;V102端子102的电压;V600端子600的电压;V700端子700的电压。
具体实施方式
以下,参照附图,详细说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图1是第一实施方式的温度检测电路的结构示意图。图2是表示一例第一实施方式的温度检测电路中的温度传感器电路300的电路图。
第一实施方式的温度检测电路由正电源端子001、负电源端子002、基准电压电路200、温度传感器电路300、比较器400、逻辑电路500、输入端子600、及输出端子700构成。
基准电压电路200的负极与负电源端子002连接、以正极作为输出端子101,与比较器400的反相输入端子连接。基准电压电路200的参考电压通过利用熔丝补偿或EEPROM变更电阻或MOS晶体管等元件尺寸来进行调整,从而在规定温度下输出与温度传感器电路300的输出电压相等的参考电压。
温度传感器电路300的输出端子100与比较器400的非反相输入端子连接。温度传感器电路300例如图2所示,由以下部分构成:温度传感器电路300a,由正电源端子001、负电源端子002、恒流源310、及二极管320构成,且恒流源320的一端与正电源端子001连接,另一端与二极管320的阳极连接,二极管320的阴极与负电源端子002连接,以二极管320的阳极作为输出端子,输出具有负温度梯度的电压;温度传感器电路300b,由正电源端子001、负电源端子002、恒流源311、及二极管321构成,且恒流源321的一端与负电源端子002连接,另一端与二极管321的阴极连接,二极管321的阳极与正电源端子001连接,以二极管321的阴极作为输出端子,输出具有正温度梯度的电压;选择温度传感器电路300a和温度传感器电路300b中的某一个温度传感器电路的开关330、331;以及输出端子100。其中,温度传感器电路300a或温度传感器电路300b的输出电压输出到端子100。
在此,温度传感器电路300a和300b可为输出具有正负不同且大小相等的温度梯度的电压的温度传感器电路,如图2所示,温度传感元件并不限于一个二极管,可为多个二极管串联连接的温度传感元件,或者由电阻等具有温度特性的元件组合构成。
比较器400的输出端子102与逻辑电路500的一个输入端子连接。比较器400比较基准电压电路200的参考电压和温度传感器电路300的输出电压,并根据比较结果输出负电源电位或正电源电位。
逻辑电路500的另一输入端子与输入端子600连接,输出端子与温度检测电路的输出端子700连接。逻辑电路500响应比较器400的输出信号和从输入端子600输入的控制信号,向端子700输出负电源电位或正电源电位。该场合的逻辑电路500例如可由OR电路构成。
接着,就第一实施方式的温度检测电路的工作进行说明。图3是第一实施方式的温度传感器电路的输出特性的示意图。3a表示温度传感器电路300a的输出电压,3b表示温度传感器电路300b的输出电压。
图4是第一实施方式的温度检测电路的工作示意图。V100表示温度传感器电路300的输出端子100的电压,V101表示基准电压电路200的输出端子101的电压,V102表示比较器400的输出端子102的电压,V600表示输入端子600的电压,V700表示温度检测电路的输出端子700的电压。
由于温度传感器电路300a、300b的输出电压具有图3所示的3a、3b那样的特性,温度传感器电路300的输出电压V100是例如通过控制开关330、331选择各电压中低的一方来获得的。若设温度传感器电路300a、300b的输出电压具有交点的温度为Ta,则V100在小于温度Ta的范围内相对于温度以一定温度梯度上升,以温度Ta为顶点,在温度Ta以上的范围内以同样的温度梯度降低。
若利用具有这种温度特性的温度传感器电路,则在将规定温度Tx设定为低于Ta的温度时,与利用图3所示的3a那样特性的温度传感器电路的场合相比,可将参考电压V101设定为更低。但是,图4的V100和V101在包含规定温度Tx的2个温度上具有交点,因此比较器400可在该2个温度上进行切换输出逻辑的工作。于是,通过从输入端子600输入如V600那样的控制信号,使输出电压V700仅在检测温度1点上进行切换输出逻辑的工作。可检测出规定温度。
在此,控制开关330、331的信号可为将比较温度传感器电路300a或300b的输出电压和未图示的另一基准电压电路输出的参考电压而生成的逻辑进行反相的信号,也可为将比较温度传感器电路300a的输出电压和300b的输出电压而生成的逻辑进行反相的信号。另外,输入到输入端子600的控制信号可为与控制开关330、331的信号相同的信号,也可任意地从外部输入信号。
温度传感器电路300a和300b输出具有正负不同且大小相等的温度梯度的电压,无论将规定温度设定在哪个区域中,检测温度的精度都不会改变。在图4中,记载了规定温度Tx设定为低于Ta的温度时的工作,但是当规定温度Tx设定为高于Ta的温度时,控制信号V600输入反相的信号即可。
依据如以上那样构成的第一实施方式的温度检测电路,在维持检测温度精度的情况下扩大检测温度的设定范围时,可抑制温度检测电路的最低工作电压的上升。
(实施方式2)
图5是第二实施方式的温度检测电路中的温度传感器电路的电路图。第二实施方式的温度检测电路的温度传感器电路300由恒流源310、311、二极管320、及开关332、333构成。
恒流源310的一端与正电源端子001连接,另一端与开关332连接,恒流源311的一端与正电源端子001连接,另一端与开关333连接,二极管320的阴极侧电极与负电源端子002连接,阳极侧电极与开关332的另一端和开关333的另一端和输出端子100连接。
接着,就该温度检测电路的工作进行说明。图6的3c是在图5的温度传感器电路300中,恒流源310向二极管320供电时输出端子100的电压,3是恒流源311向二极管320供电时输出端子100的电压。图7的V100是温度传感器电路300的输出端子100的电压,V101是基准电压电路200的输出端子101的电压,V102是比较器400的输出端子102的电压,V600是输入端子600的电压,V700是温度检测电路的输出端子700的电压。又,该场合的逻辑电路500可由例如使控制信号V600反相后输入的NAND电路构成。
通过根据温度控制开关332、333并调整向二极管320供电的恒流值,可获得图7所示的V100那样的特性。若使用具有这种温度特性的温度传感器电路,则在将规定温度Tx设定为低于Ta的温度时,可将参考电压V101设定为比使用图6所示的3c那样特性的温度传感器电路时更低。但是,图7的V100和V101在包含规定温度Tx的2个温度上具有交点,因此比较器400在2个温度上进行切换输出逻辑的工作。于是,通过从输入端子600输入如V600那样的控制信号,输出电压V700可只在检测温度1点上进行切换输出逻辑的工作,可检测出规定温度。
在此,控制开关332、333的信号可为比较温度传感器电路300的输出电压和未图示的另一基准电压电路输出的参考电压,并根据所述输出电压是否高于所述参考电压来使逻辑反相的信号。另外,输入到输入端子600的控制信号可为与控制开关330、331的信号相同的信号,也可为任意地从外部输入的信号。
在低温时为了降低温度传感器电路的输出电压,可考虑减少串联连接的二极管数目的方案,但在这时,温度传感器电路的输出电压的温度梯度会变小,在低温侧检测温度精度会恶化。因此,如本发明的电路那样,最好在不改变串联连接的二极管数目的情况下,根据调整电流值来降低电压电平。
依据上述那样的第二实施方式的温度检测电路,在维持检测温度精度并扩大检测温度的设定范围的场合,可抑制温度检测电路的最低工作电压的上升。
另外,在第二实施方式的温度检测电路中,采用如图9所示特性的二极管320时,可通过作成如图8所示温度传感器电路的电路结构来获得同样的效果。
图10示出比较器400的输出端子102的电压V102、输入端子600的电压V600、温度传感器电路300的输出端子100的电压V100、基准电压电路200的输出端子101的电压V101的工作波形,以及此时的温度检测电路的输出端子700的电压V700的输出波形。此时的逻辑电路500可由例如NAND电路构成。
在此,控制开关332、333的信号可为比较温度传感器电路300的输出电压和未图示的另一基准电压电路输出的参考电压,并根据所述输出电压是否高于所述参考电压来使逻辑反相的信号。另外,输入到输入端子600的控制信号可为与控制开关330、331的信号相同的信号,也可为任意地从外部输入的信号。另外,输入到输入端子600的控制信号可为与控制开关332、333的信号相同的信号,也可在设定规定温度和参考电压时固定逻辑。
为了在高温时降低温度传感器电路的输出电压,可考虑减少串联连接的二极管数目的方案,但是在这时,温度传感器电路的输出电压的温度梯度会变小,在高温侧检测温度精度会恶化。因此,如本发明的电路那样,最好在不改变串联连接的二极管数目的情况下,根据调整电流值来降低电压电平。
依据如上述的温度检测电路,也同样地,在维持检测温度精度并扩大检测温度的设定范围时,可抑制温度检测电路的最低工作电压的上升。