KR101291367B1 - 온도 검출 회로 - Google Patents

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Abstract

(과제)전원 투입시의 오동작을 막을 수 있는 온도 검출 회로를 제공한다.
(해결 수단)온도 센서 회로의 출력 단자에, 콤퍼레이터가 저온을 검출하는 전위를 부여하는 스위치 회로를 설치했다. 또, 기준 전압 회로의 출력 단자에, 콤퍼레이터가 저온을 검출하는 전위를 부여하는 스위치 회로를 설치했다. 전원 투입시에, 각 스위치 회로는, 스위치 제어 회로에 의해, 콤퍼레이터가 저온을 검출하는 상태로 설정된다.

Description

온도 검출 회로{TEMPERATURE DETECTION CIRCUIT}
본 발명은, 온도를 검출하는 온도 검출 회로에 관한 것이다.
종래의 온도 검출 회로에 대해 설명한다. 도 7은, 종래의 온도 검출 회로를 나타내는 도면이다.
온도 센서 회로(51)는, 온도(T)가 높아지면 온도 전압(Vtemp)이 낮아지고, 온도(T)가 낮아지면 온도 전압(Vtemp)이 높아진다.
여기서, 온도(T)가 높아져, 온도 전압(Vtemp)이 기준 전압 회로(52)의 기준 전압(Vref)보다 낮아진다. 즉, 온도(T)가 기준 전압(Vref)에 의해 설정되는 설정 온도에 이르면, 콤퍼레이터(53)의 출력 전압(Vout)이 하이로 반전되고, 온도 검출 회로는 검출 상태가 된다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1:일본국 특허공개2001-165783호 공보(도 3)
그러나, 종래의 기술에서는, 전원 투입시에 온도 전압(Vtemp) 및 기준 전압(Vref)이 불충분하게 출력되는 기간에 있어서, 콤퍼레이터(53)의 출력 전압(Vout)이 잘못해서 하이로 되어, 온도 검출 회로가 잘못해서 검출 상태로 되어 버리는 위험성이 있다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어지며, 전원 투입시의 오동작을 막을 수 있는 온도 검출 회로를 제공한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 온도를 검출하는 온도 검출 회로에 있어서, 상기 온도에 기초하여, 온도 전압을 생성하는 온도 센서 회로와, 설정 온도를 설정하기 위한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 회로와, 상기 온도 전압과 상기 기준 전압을 비교함으로써, 상기 온도가 상기 설정 온도에 이른 것을 검출하여 검출 상태가 되는 콤퍼레이터와, 전원 투입시에 상기 온도 전압을 상기 콤퍼레이터에 인가시키지 않고 제1 공급 전원 전압을 상기 콤퍼레이터에 인가시킴으로써, 상기 콤퍼레이터가 강제적으로 비검출 상태로 고정되도록 동작하는 제1 스위치 회로, 및/또는, 전원 투입시에 상기 기준 전압을 상기 콤퍼레이터에 인가시키지 않고 제2 공급 전원 전압을 상기 콤퍼레이터에 인가시킴으로써, 상기 콤퍼레이터가 강제적으로 비검출 상태로 고정되도록 동작하는 제2 스위치 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 회로를 제공한다.
본 발명에서는, 전원 투입시에, 제1 스위치 회로 및/또는 제2 스위치 회로가 온이 됨으로써, 콤퍼레이터가 강제적으로 비검출 상태로 고정되므로, 콤퍼레이터 및 온도 검출 회로가 잘못해서 검출 상태로 되지 않는다. 따라서, 콤퍼레이터 및 온도 검출 회로는, 전원 투입시에, 오동작하지 않게 된다.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다.
우선, 온도 검출 회로의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은, 온도 검출 회로를 나타내는 도면이다. 도 2는, 온도에 대한 온도 전압 및 기준 전압을 나타내는 도면이다.
온도 검출 회로는, 온도 센서 회로(11), 스위치 회로(12), 기준 전압 회로(14), 스위치 회로(15), 콤퍼레이터(17), 스위치 제어 회로(18) 및 기준 전압 제어 회로(19)를 구비한다. 온도 센서 회로(11)는, 전류원(11a) 및 다이오드(11b)를 가진다.
전류원(11a)은, 전원 단자와 콤퍼레이터(17)의 반전 입력 단자의 사이에 설치된다. 다이오드(11b)는, 콤퍼레이터(17)의 반전 입력 단자와 접지 단자의 사이에 설치된다. 스위치 회로(12)는, 전원 단자와 콤퍼레이터(17)의 반전 입력 단자의 사이에 설치된다. 기준 전압 회로(14)는, 콤퍼레이터(17)의 비반전 입력 단자와 접지 단자의 사이에 설치된다. 스위치 회로(15)는, 콤퍼레이터(17)의 비반전 입력 단자와 접지 단자의 사이에 설치된다. 스위치 제어 회로(18)는, 전원 전 압(VDD)에 기초하여, 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)를 온오프 제어한다. 기준 전압 제어 회로(19)는, 콤퍼레이터(17)의 출력 전압(출력 전압(Vout))에 기초하여, 기준 전압(Vref)을 제어한다.
온도 센서 회로(11)는, 온도(T)에 기초하여, 온도 전압(Vtemp)을 생성한다. 기준 전압 회로(14)는, 설정 온도를 설정하기 위한 기준 전압(Vref)을 생성한다. 콤퍼레이터(17)는, 온도 전압(Vtemp)과 기준 전압(Vref)을 비교함으로써, 온도(T)가 설정 온도에 이른 것을 검출하여 검출 상태가 된다.
스위치 회로(12)는, 전원 투입시에 온이 되어 온도 전압(Vtemp)을 콤퍼레이터(17)의 반전 입력 단자에 인가시키지 않고 전원 전압(VDD)을 콤퍼레이터(17)의 반전 입력 단자에 인가시킴으로써, 콤퍼레이터(17)가 강제적으로 비검출 상태로 고정되도록 동작한다. 스위치 회로(15)는, 전원 투입시에 온하여 기준 전압(Vref)을 콤퍼레이터(17)의 비반전 입력 단자에 인가시키지 않고 접지 전압(VSS)을 콤퍼레이터(17)의 비반전 입력 단자에 인가시킴으로써, 콤퍼레이터(17)가 강제적으로 비검출 상태로 고정되도록 동작한다.
스위치 제어 회로(18)는, 전원 전압(VDD)을 모니터한다. 스위치 제어 회로(18)는, 전원 투입시, 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)를 각각 온시키고, 전원 전압(VDD) 및 접지 전압(VSS)이 콤퍼레이터(17)의 반전 입력 단자 및 비반전 입력 단자에 각각 인가하도록 동작한다. 스위치 제어 회로(18)는, 파워 온 리세트 회로 등이다. 기준 전압 제어 회로(19)는, 콤퍼레이터(17)의 출력 전압(출력 전압(Vout))을 모니터한다. 콤퍼레이터(17)가 비검출 상태로부터 검출 상태로 변화 하면, 기준 전압 제어 회로(19)는 기준 전압(Vref)이 기준 전압(Vref2)으로부터 기준 전압(Vref1)으로 변화하도록 동작한다. 또, 콤퍼레이터(17)가 검출 상태로부터 비검출 상태로 변화하면, 기준 전압 제어 회로(19)는 기준 전압(Vref)이 기준 전압(Vref1)으로부터 기준 전압(Vref2)으로 변화하도록 동작한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 기준 전압(Vref1)은, 기준 전압(Vref2)보다 높다. 기준 전압(Vref1~Vref2)은, 거의 온도 계수를 가지지 않는다. 온도 전압(Vtemp)은, 부의 온도 계수를 가진다.
다음에, 전원 전압(VDD)이 완만하게 상승하는 경우의 온도 검출 회로의 동작에 대해서 설명한다. 도 3은, 온도 전압 및 기준 전압을 나타내는 타임 차트이다.
t0≤t＜t1일 때(전원 투입시), 전원 전압(VDD)이 완만하게 상승하고, 또한, 전원 전압(VDD)이 소정 전압보다 낮다. 이 조건에서는, 스위치 제어 회로(18)는, 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)가 온이 되도록 신호 ΦA 및 신호 ΦB를 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)에 출력한다. 그러면, 스위치 회로(12)는 온이 되고, 콤퍼레이터(17)의 반전 입력 단자는 전원 단자에 접속하고, 온도 전압(Vtemp)은 전원 전압(VDD)에 따르고, 스위치 회로(15)는 온이 되고, 콤퍼레이터(17)의 비반전 입력 단자는 접지 단자에 접속하고, 기준 전압(Vref1) 또는 기준 전압(Vref2)은 접지 전압(VSS)이 된다. 따라서, 전원 투입시에, 출력 전압(Vout)은 로우로 고정되어 콤퍼레이터(17) 및 온도 검출 회로는 비검출 상태로 고정된다.
t=t1일 때, 전원 전압(VDD)이 소정 전압이 된다. 이 조건에서는, 스위치 제어 회로(18)는, 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)가 오프가 되도록 신호 ΦA 및 신호 ΦB를 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)에 출력한다. 그러면, 스위치 회로(12)는 오프가 되고, 콤퍼레이터(17)의 반전 입력 단자는 전원 단자에 접속하지 않고, 온도 전압(Vtemp)은 온도 센서 회로(11)의 출력 전압이 되고, 스위치 회로(15)는 오프가 되고, 콤퍼레이터(17)의 비반전 입력 단자는 접지 단자에 접속하지 않고, 기준 전압(Vref1) 또는 기준 전압(Vref2)은 기준 전압 회로(14)의 출력 전압이 된다. 그러나, 이 때, 온도 전압(Vtemp)은 전원 전압(VDD)과 거의 같고, 기준 전압(Vref1) 또는 기준 전압(Vref2)은 접지 전압(VSS)에 거의 같기 때문에, 출력 전압(Vout)은 로우인 채 콤퍼레이터(17) 및 온도 검출 회로는 비검출 상태로 고정된 채이다.
t＞t1일 때, 온도 센서 회로(11)에 있어서, 전류원(11a)은 정전류를 흐르게 하고, 그 정전류에 기초하여 다이오드(11b)는 온도에 의존하는 온도 전압(Vtemp)을 출력한다. 또, 기준 전압 회로(14)는 기준 전압(Vref1) 또는 기준 전압(Vref2)을 출력한다.
따라서, 온도 전압(Vtemp)은 시간 t일 때의 온도(T)에 기초하는 전압으로 완만하게 되고, 기준 전압(Vref1) 또는 기준 전압(Vref2)은 미리 설정되는 전압으로 완만하게 된다.
이 때, 예를 들면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기준 전압(Vref)이 기준 전압(Vref2)이며, 온도 전압(Vtemp)이 기준 전압(Vref2)에 이르면, 즉, 온도(T)가 설정 온도(T5)에 이르면, 출력 전압(Vout)은 하이로 되어 콤퍼레이터(17) 및 온도 검출 회로는 검출 상태가 된다. 그러면, 기준 전압 제어 회로(19)는, 기준 전 압(Vref)이 기준 전압(Vref2)으로부터 기준 전압(Vref1)으로 변경하도록 신호 ΦC를 기준 전압 회로(14)에 출력한다. 따라서, 온도(T)가 낮아져 설정 온도(T5)로부터 설정 온도(T3)에 이르러도, 온도 전압(Vtemp)은 기준 전압(Vref1)에 이르지 않기 때문에, 출력 전압(Vout)은 하이인 채로서 콤퍼레이터(17) 및 온도 검출 회로는 검출 상태인 채이다. 그 후, 온도(T)가 더 낮아져 설정 온도(T1)에 이르면, 즉, 온도 전압(Vtemp)이 기준 전압(Vref1)에 이르면, 출력 전압(Vout)은 로우로 되어 콤퍼레이터(17) 및 온도 검출 회로는 비검출 상태로 고정된다.
다음에, 전원 전압(VDD)이 급준하게 상승하는 경우의 온도 검출 회로의 동작에 대해서 설명한다. 도 4는, 온도 전압 및 기준 전압을 나타내는 타임 차트이다.
t=t0일 때(전원 투입시), 전원 전압(VDD)이 급준하게 상승한다. 이 조건에서는, 스위치 제어 회로(18)는, 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)가 온이 되도록 신호 ΦA 및 신호 ΦB를 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)에 출력한다. 그러면, 스위치 회로(12)는 온이 되고, 콤퍼레이터(17)의 반전 입력 단자는 전원 단자에 접속하고, 온도 전압(Vtemp)은 전원 전압(VDD)으로 되고, 스위치 회로(15)는 온이 되고, 콤퍼레이터(17)의 비반전 입력 단자는 접지 단자에 접속하고, 기준 전압(Vref1) 또는 기준 전압(Vref2)은 접지 전압(VSS)이 된다. 따라서, 전원 투입시에, 출력 전압(Vout)은 로우로 고정되어 콤퍼레이터(17) 및 온도 검출 회로는 비검출 상태로 고정된다.
t0＜t＜t1일 때(전원 투입시), 전원 전압(VDD)이 급준하게 상승한 후로부터 소정 시간이 경과하고 있지 않다. 이 조건에서는, 스위치 제어 회로(18)는, 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)가 온이 되도록 신호 ΦA 및 신호 ΦB를 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)에 출력한 채이다. 따라서, 출력 전압(Vout)은 로우로 고정된 채로서 콤퍼레이터(17) 및 온도 검출 회로는 비검출 상태로 고정된 채이다.
t=t1일 때, 전원 전압(VDD)이 급준하게 상승하여 소정 기간이 경과한다. 이 조건에서는, 스위치 제어 회로(18)는, 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)가 오프가 되도록 신호 ΦA 및 신호 ΦB를 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)에 출력한다. 그러면, 스위치 회로(12)는 오프가 되고, 콤퍼레이터(17)의 반전 입력 단자는 전원 단자에 접속하지 않고, 온도 전압(Vtemp)은 온도 센서 회로(11)의 출력 전압이 되고, 스위치 회로(15)는 오프가 되고, 콤퍼레이터(17)의 비반전 입력 단자는 접지 단자에 접속하지 않고, 기준 전압(Vref1) 또는 기준 전압(Vref2)은 기준 전압 회로(14)의 출력전압이 된다. 그러나, 이 때, 온도 전압(Vtemp)은 전원 전압(VDD)과 거의 같고, 기준 전압(Vref1) 또는 기준 전압(Vref2)은 접지 전압(VSS)과 거의 같기 때문에, 출력 전압(Vout)은 로우인 채로서 콤퍼레이터(17) 및 온도 검출 회로는 비검출 상태로 고정되는 채이다.
t＞t1일 때, 온도 전압(Vtemp)은 시간 t일 때의 온도(T)에 기초하는 전압으로 완만하게 되고, 기준 전압(Vref1) 또는 기준 전압(Vref2)은 미리 설정되는 전압으로 완만하게 된다.
이와 같이 하면, 전원 투입시에, 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)가 온이 됨으로써, 콤퍼레이터(17)가 강제적으로 비검출 상태로 고정되므로, 콤퍼레이 터(17) 및 온도 검출 회로가 잘못해서 검출 상태로 되지 않는다. 따라서, 콤퍼레이터(17) 및 온도 검출 회로는, 전원 투입시에, 오동작하지 않게 된다.
또, 스위치 제어 회로(18)는, 파워 온 리셋 회로 등이며, 원래 반도체 장치 내부에 설치되어 있다. 따라서, 2개의 스위치 회로가 추가되는 만큼 온도 검출 회로의 회로 규모가 커질 뿐이므로, 온도 검출 회로의 회로 규모는 거의 커지지 않는다.
또한, 온도 센서 회로(11)는, 다이오드나 바이폴라 트랜지스터를 이용하여 온도에 기초하여 전압을 생성하는 회로이며, 도 1의 회로 구성으로 한정되지 않는다.
또, 스위치 회로(12)는, 전원 투입시에 전원 전압(VDD)을 콤퍼레이터(17)의 반전 입력 단자에 인가시키는 회로이며, 도 1의 회로 구성으로 한정되지 않는다. 스위치 회로(15)도 마찬가지이다. 예를 들면, 스위치 회로(15)는, 콤퍼레이터(17)의 비반전 입력 단자와 접지 단자의 사이에 설치되는 풀다운 저항 및 콤퍼레이터(17)의 비반전 입력 단자와 기준 전압 회로(14)의 출력 단자의 사이에 설치되는 스위치여도 된다. 이 때, 전원 투입시에, 스위치가 오프가 되고, 콤퍼레이터(17)의 비반전 입력 단자는 풀다운한다.
또, 온도 전압(Vtemp)의 온도 계수는 음이지만, 도시하지는 않았지만, 양이어도 된다.
또, 출력 전압(Vout)이 하이가 되면, 콤퍼레이터(17) 및 온도 검출 회로가 검출 상태로 되지만, 도시하지 않지만, 출력 전압(Vout)이 로우가 되면, 콤퍼레이 터(17) 및 온도 검출 회로가 검출 상태로 되어도 된다.
또, 도 5에 나타내는 바와 같이, 스위치 회로(12)가 온이 되는 것에 의한 전류 경로에 설치되는 저항(13a) 및 스위치 회로(15)가 온이 되는 것에 의한 전류 경로에 설치되는 저항(16a)이 추가되어도 된다. 그러자, 이들 전류 경로에 과전류가 흐르지 않게 되고, 이들 전류 경로에 존재하는 소자가 보호된다.
또, 도 6에 나타내는 바와 같이, 스위치 회로(12)가 온이 되는 것에 의한 전류 경로에 설치되는 전류원(13b) 및 스위치 회로(15)가 온이 되는 것에 의한 전류 경로에 설치되는 전류원(16b)이 추가되어도 된다. 그러면, 이들 전류 경로에 과전류가 흐르지 않게 되고, 이들 전류 경로에 존재하는 소자가 보호된다.
또, 전원 투입시에 콤퍼레이터(17)가 강제적으로 비검출 상태로 고정되기 때문에, 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15)가 사용되고 있지만, 도시하지 않지만, 스위치 회로(12) 및 스위치 회로(15) 중 어느 1개가 사용되어도 된다.
도 1은 본 발명의 온도 검출 회로를 나타내는 도면이다.
도 2는 온도에 대한 온도 전압 및 기준 전압을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 온도 검출 회로의 온도 전압 및 기준 전압을 나타내는 타임 차트이다.
도 4는 본 발명의 온도 검출 회로의 온도 전압 및 기준 전압을 나타내는 타임 차트이다.
도 5는 본 발명의 온도 검출 회로를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 온도 검출 회로를 나타내는 도면이다.
도 7은 종래의 온도 검출 회로를 나타내는 도면이다.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
11:온도 센서 회로 11a:전류원
12, 15:스위치 회로 14:기준 전압 회로
17:콤퍼레이터 18:스위치 제어 호로
19:기준 전압 제어 회로

Claims (4)

  1. 온도에 기초하여, 온도 전압을 생성하는 온도 센서 회로와,
    설정 온도를 설정하기 위한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 회로와,
    상기 온도 전압과 상기 기준 전압을 비교함으로써, 상기 온도가 상기 설정 온도에 이른 것을 검출하여 검출 상태가 되는 콤퍼레이터와,
    전원 인가시에 상기 온도 전압을 상기 콤퍼레이터에 인가시키지 않고 제1 공급 전원 전압을 상기 콤퍼레이터에 인가시킴으로써, 상기 콤퍼레이터가 강제적으로 비검출 상태로 고정되도록 동작하는 제1 스위치 회로, 및, 전원 인가시에 상기 기준 전압을 상기 콤퍼레이터에 인가시키지 않고 제2 공급 전원 전압을 상기 콤퍼레이터에 인가시킴으로써, 상기 콤퍼레이터가 강제적으로 비검출 상태로 고정되도록 동작하는 제2 스위치 회로 중 적어도 하나를 구비하고,
    전원 인가시, 상기 제1 스위치 회로 및 상기 제2 스위치 회로 중 적어도 하나를 제어하고, 상기 제1 공급 전원 전압 및 상기 제2 공급 전원 전압 중 적어도 하나가 상기 콤퍼레이터에 인가하도록 동작하는 스위치 제어 회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 회로.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 스위치 회로가 온이 되는 것에 의한 전류 경로에 설치되는 저항 또는 전류원, 및, 상기 제2 스위치 회로가 온이 되는 것에 의한 전류 경로에 설치되는 저항 또는 전류원 중 적어도 하나를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 회로.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 콤퍼레이터의 출력 전압을 모니터하고, 상기 콤퍼레이터가 비검출 상태 또는 검출 상태로부터 검출 상태 또는 비검출 상태로 변화하면, 상기 기준 전압이 제2 기준 전압 또는 제1 기준 전압으로부터 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제2 기준 전압으로 변화하도록 동작하는 기준 전압 제어 회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 회로.
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