KR100326837B1 - 분할 전압의 비교를 통한 주위 온도의 판정 방법 및 그 장치 - Google Patents

분할 전압의 비교를 통한 주위 온도의 판정 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

온도 판정 장치는 외부로부터 공급된 동작 전압으로부터 소정의 기준 전압을 발생시키며, 상이한 온도-저항 특성을 가지는 1쌍의 저항값으로 기준 전압을 분할하여 제 1 분할 전압을 발생시키며 동일한 온도-저항 특성을 가지는 1쌍의 저항값으로서 기준 전압을 분할하여 제 2 분할 전압을 발생시키고, 제 1 및 제 2 분할 전압을 비교하여 임계 온도를 판정한다. 동작 전압이 변화되는 경우에도 주위 온도가 변화되지 않는 한 기준 전압은 일정하기 때문에, 제 1 및 제 2 분할 전압은 동작 전압에 기초하여 변화되지 않으며, 따라서, 광범위한 동작 전압에서 바람직한 정확성을 가지고 주위 온도의 판정을 허용한다.

Description

분할 전압의 비교를 통한 주위 온도의 판정 방법 및 그 장치 {METHOD FOR DETERMINATION OF AN AMBIENT TEMPERATURE THROUGH THE COMPARISON OF DIVIDED VOLTAGES AND THE APPRATUS THEREOF}
본 발명은 주위 온도가 소정의 임계 온도보다 높거나 낮은 지를 판정하기 위한 장치에 관한 것이다.
전기 장치는 통상적인 동작이 허용되는 한정된 온도 범위를 가진다. 따라서, 몇몇 전기 장치는 주위 온도가 소정의 임계 온도보다 높거나 낮은 지를 판정하는 온도 판정 장치를 포함한다.
그러한 전기 장치에서, 온도 판정 장치는 주위 온도가 그 동작이 확보되는 범위를 초과하는 것을 판정하는 경우, 예를 들어, 오동작을 방지하기 위하여 동작의 강제 종료가 수행되거나 사용자 환경을 확인하기 위하여 이력의 기록이 수행된다. 전술한 온도 판정 장치가 기계적으로 동작하는 제품을 포함하는 한편, 전기적으로 동작하는 온도 판정 장치가 일반적으로 사용된다.
그러한 전기적 온도 판정 장치의 종래 기술의 예는 도 1 및 도 2 를 참조하여 이하에 기재된다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 온도 판정 장치 (100)는 저항 소자 (102), 다이오드 (103), 기준 전압 발생 회로 (104) 및 비교 회로 (105)를 포함한다.
저항 소자 (102) 및 다이오드 (103)는 전기 장치에 대한 동작 전압 (Vdd) 및 접지 사이에 직렬로 연결된다. 기준 전압 발생 회로 (104)는 그 후자보다 낮은 동작 전압 (Vdd)으로부터 기준 전압 (Vref)을 발생시킨다. 비교 회로(105)의 1개의 입력 단자는 저항 소자 (102) 및 다이오드 (103) 사이의 접합에 접속되며, 비교 회로 (105)의 다른 입력 단자는 기준 전압 발생 회로 (104)의 출력과 연결된다.
저항 소자 (102)는 저항값이 주위 온도에서의 변화와 함께 변화하는 소정의 온도-저항 특성을 가진다. 따라서, 주위 온도에서의 변화는 동작 전압 (Vdd)으로부터 저항 소자 (102)및 다이오드 (103)에 의하여 발생되는 분할 전압 (V0)에서의 변화를 야기한다. 분할 전압 (V0)이 소정의 임계 온도에서 기준 전압 (Vref)과 동등하도록 Vdd 및 Vref 의 값이 설정되고, 저항 소자 (102)의 온도-저항 특성이 선택된다.
비교 회로 (105)는 기준 전압 (Vref)과 분할 전압 (V0)을 비교하며, 주위 온도가 임계 온도보다 높거나 낮은지를 표시하는 신호를 출력한다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 기준 전압 (Vref)은 동작 전압 (Vdd)이 Vdd0 를 초과하는 범위 'a' 에서 일정하다. 또한, 동작 전압 (Vdd)이 전기 장치 등의 규격에 기초하여 변화하는 경우, 기준 전압 (Vref)도 주위 전압이 일정한 경우에도 동작 전압 (Vdd)에 따라서 변화된다. 그 결과로서, 온도가 판정될 수 있는 동작 전압 (Vdd)의 범위는 예를 들어, 도 2 에서의 범위 'b'에 한정된다.
추가적으로, 기준 전압 발생 회로 (104)에 의하여 발생되는 기준 전압 (Vref)은 온도 의존적이기 때문에, 기준 전압 (Vref)은 분할 전압 (V0)과는 독립적으로, 주위 전압에서의 변화에 따라 변화한다. 그 결과로서, 온도 판정 장치 (100)는 주위 온도가 임계 온도보다 높거나 낮은 지를 정확하게 판정하는 것이어렵다.
전술한 문제점들이 다이오드 (103) 대신에 제 2 저항 소자를 가지는 온도 판정 장치에 유사하게 발생하는 것은 명백하다.
본 발명의 목적은 주위 온도가 임계 온도보다 높거나 낮은 지를 판정할 수 있는 온도 판정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
도 1 은 종래 기술의 온도 판정 장치의 회로도.
도 2 는 기준 전압 (Vref), 분할 전압 (V0) 및 동작 전압 (Vdd) 사이의 관계를 도시하는 도면.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 온도 판정 장치의 회로도.
도 4 는 제 1 내지 제 4 저항 소자의 온도-저항 특성 및 온도 판정 장치의 판정 결과를 도시하는 도면.
도 5 는 기준 전압 (Vref), 분할 전압 (V1 및 V2) 대 동작 전압 (Vdd)의 관계를 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
200 : 온도 판정 장치 201 : 제 1 저항 소자
202 : 제 2 저항 소자 203 : 제 3 저항 소자
204 : 제 4 저항 소자 207 : 전압 발생 회로
208 : 전원 회로 209 : 증폭 회로
210 : 비교 회로
본 발명에 따른 온도 판정 장치는 직렬 연결된 제 1 및 제 2 저항 소자를 포함하는 제 1 저항-직렬 회로, 직렬 연결된 제 3 및 제 4 저항 소자를 포함하는 제 2 저항-직렬 회로, 전압 발생 회로, 및 비교 회로를 포함한다.
제 1 저항-직렬 회로에서 직렬 연결된 제 1 및 제 2 저항 소자는 상이한 온도-저항 특성을 가진다. 따라서, 주위 온도에서의 변화는 제 1 및 제 2 저항 소자의 저항값의 비율에서의 변화를 야기한다. 다른 한편, 제 2 저항-직렬 회로에서 직렬 연결된 제 3 및 제 4 저항 소자는 동일한 온도-저항 특성을 가진다. 따라서, 제 3 및 제 4 저항 소자의 저항값의 비율은 주위 온도가 변화되는 경우에도, 변화되지 않는다.
전압 발생 회로는 제 1 및 제 2 저항-직렬 회로의 양단에 동일한 기준 전압을 인가한다. 비교 회로는 제 1 및 제 2 저항 소자 사이의 접합부에서 발생된 제 1 분할 전압과 제 3 및 제 4 저항 소자 사이의 접합부에서 발생된 제 2 분할 전압을 비교하여, 주위 온도가 소정의 온도보다 높거나 낮은 지를 판정한다.
주위 온도가 변화되지 않으면, 전압 발생 회로로부터의 전압 출력은 동작 전압이 변화되는 경우에도 일정하며, 따라서 제 1 및 제 2 분할 전압은 변화되지 않는다. 이러한 이유에서, 주위 전압이 광범위한 동작 전압에 걸쳐서 임계 온도보다 높거나 낮은 지를 정확하게 판정하는 것이 가능하다.
추가적으로, 전압 발생 회로로부터의 전압 출력이 주위 온도으로 인하여 변화되는 경우에도, 제 1 및 제 2 분할 전압은 개별적으로 변화되지 않고 상호적으로 변화되어, 분할 전압에서의 상대 변화가 작으며, 따라서 주위 온도가 임계 온도보다 높거나 낮은 지를 정확하게 판정하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제 2 저항 소자의 온도-저항 특성은 제 3 및 제 4 저항 소자의 온도-저항 특성과 동일하다. 따라서, 주위 온도가 변화함에 따라, 제 2 분할 전압이 일정하게 유지되는 한편, 제 1 분할 전압은 명백하게 변화된다. 따라서, 주위 온도가 임계 온도보다 높거나 낮은 지를 정확하게 판정하는 것이 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제 2 내지 제 4 저항 소자의 온도-저항 특성은 제 1 저항 소자의 온도-저항 특성보다 낮다. 따라서, 주위 온도가 변화하는 경우, 제 1 저항 소자의 저항값은 제 2 내지 제 4 저항 소자의 저항값보다 낮게 변화된다. 따라서, 단순한 구성을 가지고 주위 온도가 임계 온도보다 높거나 낮은 지를 신뢰성있게 판정하는 것이 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전압 발생 회로는 소정의 전원 전압을 발생시키기 위한 전원 회로 및 상기 전압에 전원 전압을 증폭하기 위한 증폭 회로를 포함한다. 따라서, 온도의 판정에 적합한 전압을 발생시키는 것이 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 외부로부터 공급된 동작 전압이 소정의 전압 이상이면, 전원 회로는 일정한 전원 전압을 발생시키는 수단을 포함한다. 따라서, 주위 온도를 정확하게 판정하는 것이 가능하다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 장점은 본 발명의 실시예를 설명하는 첨부된 도면을 참조하여 이하의 기재로부터 명확해진다.
도 3 을 참조하여, 전압 발생 회로 (207), 제 1 내지 제 4 저항 소자 (201 내지 204), 및 비교 회로 (210)를 포함하는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 온도 판정 장치 (200)를 도시한다. 전압 발생 회로 (207)는 소정의 전원 전압을 발생시키는 전원 회로 (208)와 소정의 전원 전압을 증폭하고 전압 (V0)을 발생시키는 증폭 회로 (209)를 포함한다.
제 1 및 제 2 저항 소자 (201 및 202)는 증폭 회로 (209)의 출력 및 접지 사이에 직렬로 연결된다. 제 3 및 제 4 저항 소자 (203 및 204)는 증폭 회로 (209)의 또 다른 출력 및 접지 사이에 직렬로 연결된다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 제 2 내지 제 4 저항 소자 (202, 203 및 204)는 주위 온도의 변화에 관계없이 저항값이 일정하게 유지되는 동일한 온도-저항 특성을 가지는 한편, 제 1 저항 소자 (201)는 주위 전압의 증가로서 그 저항값이 감소하는 온도-저항 특성을 가진다. 또한, 주위 온도가 소정의 임계 온도 (Tth)와 동등한 경우, 제 1 내지 제 4 저항 소자 (201 내지 204)의 저항값이 동일한 값(Ra)을 가지도록, 제 1 내지 제 4 저항 소자 (201 내지 204)의 온도-저항 특성이 설정된다.
제 3 저항 소자 (203)의 온도-저항 특성이 제 4 저항 소자 (204)의 온도-저항 특성과 동일하기 때문에, 전압 (V0)으로부터의 제 3 및 제 4 저항 소자 (203 및 204) 사이의 접합부에서 발생되는 분할 전압 (V2)은 주위 온도가 변화되는 경우에도 일정하게 유지된다.
다른 한편, 제 1 저항 소자 (201)의 온도-저항 특성이 제 2 저항 소자 (202)의 온도-저항 특성과 상이하기 때문에, 제 1 및 제 2 저항 소자 (201 및 202)사이의 접합부에서 전압 (V0)으로부터 발생되는 분할 전압 (V1)은 주위 온도의 변화에 따라서 변화한다.
비교 회로 (210)는 분할 전압 (V2)과 분할 전압 (V1)을 비교하여 주위 온도가 임계 온도 (Tth)보다 높거나 낮은지를 판정한다.
본 실시예의 온도 판정 장치 (200)는 전기 장치 (도시 생략)에 실제로 포함되며, 전기 장치의 동작 전압 (Vdd)이 소정의 전압 이상이면 일정한 전원 전압 (V)을 발생시키도록 형성된다는 것은 공지되어야 한다.
그 결과로서, 주위 온도의 판정은 동작 전압 (Vdd)과 독립하여 전압 (V 및 V0)이 일정한 범위에서 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어를 사용하여 기재되는 한편, 그러한 기재는 단지 설명을 위한 것이며, 이하의 청구 범위의 사상 또는 범주를 벗어나지 않고도 변화시키거나 변경하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 구성으로 되어 있기 때문에, 이하에 기재한 바와 같은 효과를 나타낸다.
본 발명의 온도 판정 장치에서는, 제 1 직렬 회로에서 직렬로 접속되어 있는 제 1 및 제 2 저항 소자는 온도 의존성이 상이하기 때문에, 주위 온도가 변화하면 제 1 및 제 2 전항 소자의 전기 저항의 비율은 변동하지만, 제 2 직렬 회로에서 직렬로 접속되어 있는 제 3 및 제 4 저항 소자는 온도 의존성이 동일하기 때문에, 주위 온도가 변화해도 제 3 및 제 4 저항 소자의 전기 저항의 비율은 변동하지 않기 때문에, 제 1 및 제 2 직렬 회로의 양단에 1개의 전압 발생 회로가 동일 기준 전압으로 인가하는 경우에, 제 1 및 제 2 저항 소자의 접점에 발생하는 제 1 분할 전압과 제 3 및 제 4 저항 소자의 접점에 발생하는 제 2 의 분할 전압이 비교 회로에 의해 비교되는 것에 의해, 주위 온도가 소정 온도보다 높거나 낮은지를 판정하는 것이 가능하다. 또한, 주위 온도가 변화하지 않으면, 동작 전압이 변동해도 전압 발생 회로로부터 출력되는 전압은 일정하고, 제 1 및 제 2 분할 전압은 변화하지 않기 때문에, 주위 온도가 임계 온도보다 높거나 낮은 지를 넓은 범위의 동작 전압에 있어서 정확하게 판정하는 것이 가능하다. 즉, 전압 발생 회로로부터 출력된 전압이 주위 온도에 의해 변동하는 경우에도, 제 1 및 제 2 분할 전압은 독자적으로 변동하지 않고 상호 관련하여 변동하기 때문에, 상대적인 전압 변화는 비교하여, 주위 온도가 임계 온도보다 높거나 낮은지를 정확하게 판정하는 것이 가능하다.

Claims (8)

  1. 소정의 기준 전압을 발생시키는 단계;
    제 1 분할 전압을 발생시키기 위하여 상이한 온도-저항 특성을 가지는 제 1 저항쌍으로 상기 기준 전압을 분할하고, 제 2 분할 전압을 발생시키기 위하여 동일한 온도-저항 특성을 가지는 제 2 저항쌍으로 상기 기준 전압을 분할하는 단계; 및
    상기 제 1 분할 전압과 상기 제 2 분할 전압을 비교하여 주위 온도가 소정의 임계 온도보다 높거나 낮은지를 판정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 판정 방법.
  2. 주위 온도가 소정의 임계 온도보다 높거나 낮은지를 판정하는 온도 판정 장치로서,
    직렬 연결된 제 1 및 제 2 저항 소자를 포함하며 상이한 온도-저항 특성을 가지는 제 1 저항-직렬 회로;
    직렬 연결된 제 3 및 제 4 저항 소자를 포함하며 동일한 온도-저항 특성을 가지는 제 2 저항-직렬 회로;
    상기 제 1 저항-직렬 회로 및 상기 제 2 저항-직렬 회로의 양단에 공통으로 소정의 전압을 발생시키고 인가하는 전압 발생 회로; 및
    상기 제 1 및 제 2 저항 소자 사이의 접합부에 발생된 제 1 분할 전압과 상기 제 3 및 제 4 저항 소자 사이의 접합부에 발생된 제 2 분할 전압을 비교하여 주위 온도가 상기 임계 온도보다 높거나 낮은지를 판정하는 비교 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 판정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 저항 소자의 온도-저항 특성은 상기 제 3 및 제 4 저항 소자와 동일한 것을 특징으로 하는 온도 판정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 내지 제 4 저항 소자의 온도-저항 특성은 온도에 관계없이 저항값이 일정하도록 되고,
    상기 주위 온도가 상기 임계 온도와 동등한 경우, 상기 제 1 저항 소자의 저항값이 상기 제 2 내지 제 4 저항 소자의 저항값과 동일한 것을 특징으로 하는 온도 판정 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 내지 제 4 저항 소자의 온도-저항 특성은 상기 제 1 저항 소자의 온도-저항 특성보다 낮은 것을 특징으로 하는 온도 판정 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 내지 제 4 저항 소자의 온도-저항 특성은 상기 제 1 저항 소자의온도-저항 특성보다 낮은 것을 특징으로 하는 온도 판정 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 전압 발생 회로는,
    소정의 전원 전압을 발생시키기 위한 전원 회로; 및
    상기 전원 전압을 상기 전압으로 증폭하기 위한 증폭 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 판정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    외부로부터 공급된 동작 전압이 상기 소정의 전압 이상인 경우, 상기 전원 회로는 상기 일정한 전원 전압을 발생시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 판정 장치.
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