KR101332102B1 - 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로는 가변전원을 시스템에서 원하는 특정 전압으로 변환하여 공급하는 레귤레이터 회로부; 레귤레이터 회로부의 출력단에 구성되며, 온도 변화에 따른 저항값 변화를 보상해주기 위한 저항보상 회로부; 및 레귤레이터 회로부가 채용된 전자회로 시스템에서의 주변의 온도 변화를 감지하여 대응되는 출력값을 상기 저항보상 회로부에 공급해 줌으로써 상기 저항보상 회로부에 의해 온도에 따른 저항값 변화를 보상해 주도록 하는 온도 센서를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 전자회로 시스템의 온도 변화에 따른 온도(저항) 보상에 의해 전압이 일정하게 되므로, 큰 폭의 가변 전원전압을 갖는 회로에서 레귤레이터를 1단만 사용하여 온도변화에 의한 레귤레이터의 출력특성의 저하를 보상할 수 있다. 또한, 레귤레이터를 1단만 사용하므로 시스템의 구성을 단순화할 수 있다.

Description

가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로 및 그 방법{Temperature compensation voltage output circuit in variable power source and method thereof}
본 발명은 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 큰 폭의 가변 전원전압을 갖는 회로에서 레귤레이터를 1단만 사용하여 온도변화에 의한 레귤레이터의 출력특성의 저하를 보상할 수 있는 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로 및 그 방법에 관한 것이다.
전자회로 시스템 설계에 있어서, 중요한 결정 사항 중의 하나는 전원전압 레벨을 결정하는 일이다. 동일한 애플리케이션이라 하더라도 시스템마다 최적화된 전원전압 레벨은 다를 수 있다. 따라서, 시스템에 사용되는 집적회로는 가변 전원전압을 고려하여 설계하여야 하는 경우가 많다. 전원전압이 달라지는 경우에 회로 각 노드의 전압과 전류도 달라지게 된다. 이와 같은 변화는 회로의 선형성, 잡음뿐만 아니라 전력소모 관리에 있어서 많은 문제를 야기할 수 있다. 따라서 가변전압을 사용하는 경우에는 사용을 원하는 특정전압으로 변환하기 위하여 레귤레이터를 사용하는 경우가 많다. 특히 정확한 전원전압이 필요한 경우에는 LDO(Low Drop Out) 레귤레이터를 추가하여 레귤레이터를 2단으로 나누어 설계하는 경우도 있다. 큰 폭으로 변하는 가변 전원전압의 경우에 레귤레이터 1단으로는 만족스러운 출력특성을 나타내지 못하는 경우가 많기 때문이다. 그러나, 레귤레이터를 2단으로 설계하는 것은 성능 측면에서 유리한 점이 있기는 하지만, 사이즈, 전력소모 및 시스템의 복잡성 등을 증가시키는 단점이 있다. 따라서 설계자는 전자회로 시스템을 설계함에 있어서, 시스템에 필요한 성능을 미리 파악하여 성능과 복잡성, 사이즈 등의 사항을 종합적으로 고려하여 레귤레이터의 단수를 조정할 필요가 있다.
한국 등록특허공보 등록번호 10-0799836 한국 공개특허공보 공개번호 특2000-0057646
본 발명은 상기와 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 큰 폭의 가변 전원전압을 갖는 회로에서 레귤레이터를 1단만 사용하여 온도변화에 의한 레귤레이터의 출력특성의 저하를 보상할 수 있는 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로는,
복수의 트랜지스터와 복수의 저항의 직병렬 조합회로로 구성되며, 가변전원을 시스템에서 원하는 특정 전압으로 변환하여 공급하는 레귤레이터 회로부;
상기 레귤레이터 회로부의 출력단에 구성되며, 온도 변화에 따른 저항값 변화를 보상해주기 위한 저항보상 회로부; 및
상기 레귤레이터 회로부가 채용된 전자회로 시스템에서의 주변의 온도 변화를 감지하여 대응되는 출력값을 상기 저항보상 회로부에 공급해 줌으로써 상기 저항보상 회로부에 의해 온도에 따른 저항값 변화를 보상해 주도록 하는 온도 센서를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 저항보상 회로부는 각각 서로 다른 저항값을 갖는 저항과 트랜지스터의 직렬 접속으로 이루어진 복수의 단위 회로가 상호 병렬로 접속된 회로로 구성될 수 있다.
이때, 상기 단위 회로는 4개로 구성될 수 있고, 기본저항값(Rbase)에 대한 일정 비율의 저항변화값을 △라 할 때, 각 단위 회로를 구성하는 전체 4개의 저항값은 "Rbase+2△", "Rbase+△", "Rbase-△", "Rbase-2△"로 구성될 수 있다.
이때 또한, 상기 단위 회로 내의 각 트랜지스터는 상기 온도 센서와 각각 전기적으로 연결되며, 상기 온도 센서로부터의 출력값을 입력받아 온/오프 스위칭 동작함으로써 각 트랜지스터에 직렬로 접속된 해당 저항을 통해 전류가 통전 또는 차단되도록 하여 온도에 따른 저항값 변화를 보상하도록 한다.
또한, 상기 단위 회로 내의 각 트랜지스터로는 FET(Field Effect Transistor)가 사용될 수 있다.
또한, 상기 단위 회로 내의 각 트랜지스터로는 바람직하게는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)가 사용된다.
또한, 상기 온도 센서로는 검출된 온도에 따라 다른 출력을 나타내기 위하여 바람직하게는 BJT(Bipolar Junction Transistor)가 사용될 수 있다.
또한, 상기 온도 센서는 미리 설정된 온도 범위에 따라 각각 대응하는 서로 다른 신호값(디지털값)을 출력한다.
또한, 상기 온도 센서는 -40∼0℃의 온도 범위에서는 디지털값 "11"을 출력하고, 0∼40℃의 온도 범위에서는 디지털값 "10"을 출력하며, 40∼80℃의 온도 범위에서는 디지털값 "01"을 출력하고, 80∼120℃의 온도 범위에서는 디지털값 "00"을 출력하도록 설정될 수 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력방법은,
레귤레이터 회로부, 저항보상 회로부 및 온도 센서를 포함하는 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로를 이용하여 가변전원의 온도보상 전원전압을 출력하는 방법으로서,
a) 상기 레귤레이터 회로부가 채용된 전자회로 시스템에서의 주변의 온도 변화를 상기 온도 센서에 의해 감지하는 단계;
b) 상기 감지된 온도 변화에 따라 상기 온도 센서에 의해 미리 설정된 대응되는 신호를 출력하여 상기 저항보상 회로부에 공급해 주는 단계;
c) 상기 온도 센서로부터의 출력 신호를 상기 저항보상 회로부에 의해 입력받아, 상기 저항보상 회로부 내의 저항과 트랜지스터로 구성된 해당 단위 회로를 동작시키는 단계; 및
d) 상기 단위 회로 내의 저항을 통해 전류가 흐르도록 하여 전압 강하를 발생시킴으로써 온도변화에 따른 출력전압의 변화를 보상하여 전원전압을 출력하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 단계 b)에서 상기 온도 센서는 미리 설정된 온도 범위에 따라 각각 대응하는 서로 다른 신호(디지털값)를 출력한다.
이때, 상기 온도 센서는 -40∼0℃의 온도 범위에서는 디지털값 "11"을 출력하고, 0∼40℃의 온도 범위에서는 디지털값 "10"을 출력하며, 40∼80℃의 온도 범위에서는 디지털값 "01"을 출력하고, 80∼120℃의 온도 범위에서는 디지털값 "00"을 출력하도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 저항보상 회로부는 각각 서로 다른 저항값을 갖는 저항과 트랜지스터의 직렬 접속으로 이루어진 복수의 단위 회로가 상호 병렬로 접속된 회로로 구성될 수 있다.
이때, 상기 단위 회로는 4개로 구성될 수 있고, 기본저항값(Rbase)에 대한 일정 비율의 저항변화값을 △라 할 때, 각 단위 회로를 구성하는 전체 4개의 저항값은 "Rbase+2△", "Rbase+△", "Rbase-△", "Rbase-2△"로 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 전자회로 시스템의 온도 변화에 따른 온도(저항) 보상에 의해 전압이 일정하게 되므로, 큰 폭의 가변 전원전압을 갖는 회로에서 레귤레이터를 1단만 사용하여 온도변화에 의한 레귤레이터의 출력특성의 저하를 보상할 수 있다. 또한, 레귤레이터를 1단만 사용하므로 시스템의 구성을 단순화할 수 있다.
도 1은 일반적인 구조의 전원전압 및 전류원 발생회로를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 회로에서의 레귤레이터의 출력전압을 설명하는 도면.
도 3은 일반적인 구조의 공급 독립 전류원을 사용한 제1 레귤레이터(1st regulator)의 회로구성을 보여주는 도면.
도 4는 도 3에서의 전류원에 의한 기준전류(Iref)의 온도특성에 대한 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면.
도 5는 도 3에서의 저항 R4의 온도특성에 대한 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로의 구성을 개략적으로 보여주는 도면
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도.
도 8은 본 발명에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로에 채용되는 온도 센서의 동작을 개략적으로 설명하는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로에 채용되는온도 센서의 특성곡선을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력방법에 의한 출력전압의 온도변화 개선효과를 개념적으로 나타낸 도면.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
여기서, 본 발명의 실시예에 대한 설명을 본격적으로 하기에 앞서, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 일반적인 가변 전원의 온도보상 출력회로의 일 예에 대하여 먼저 설명해 보기로 한다.
도 1은 일반적인 구조의 전원전압 및 전류원 발생회로를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 회로에서의 레귤레이터의 출력전압을 설명하는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전원 전압이 가변되는 시스템에 있어서 전원전압 및 전류원의 안정화를 위해 통상 도 1과 같은 구조의 시스템(회로)이 사용된다. 도 2에서와 같이, 가변 입력 전원전압이 7V∼30V까지라고 가정하기로 한다. 도 2의 경우에 최종적으로 원하는 전압레벨은 5V이다. 먼저, 제1 레귤레이터(1st regulator) (110)는 가변 전원전압을 입력받아 1차적으로 대략 6V∼8V 수준의 전압을 출력한다. 대개의 경우 온도변화 등의 영향으로 약 10% 이상의 출력전압 변동이 발생하는 것을 가정하였다. 다음에, 제2 레귤레이터(2nd regulator:LDO)(120), 즉 LDO를 통해서 최종적으로 안정적인 5V 출력전압을 얻어낼 수 있다. LDO(120)는 온도에 대한 변화폭이 매우 작다. 온도에 대해 안정적인 특성을 나타내는 BGR(Band Gap Reference)(130)의 출력전압을 체배하게 되므로 온도변화에도 불구하고 BGR(130)의 출력전압만 안정적이라면 그에 비례하는 안정적인 5V 출력전압을 얻을 수 있는 것이다. 그러나 성능적으로 조금 저하되더라도 회로의 복잡성, 전류소모, 사이즈를 줄여야 하는 문제가 있는 회로에서는 회로를 간략하게 구성해야 할 필요성이 있다. 도 1에서 참조번호 140은 일정한 전류원으로서의 전류발생기를 나타낸다.
도 3은 일반적인 구조의 공급 독립 전류원을 사용한 제1 레귤레이터(1st regulator)의 회로구성을 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 독립 전류원에 의한 기준전류(Iref)는 다음의 수식 1과 같이 결정되므로, 전원전압과는 독립적인 값을 갖게 됨을 알 수 있다.
Figure 112012038266833-pat00001
제1 레귤레이터의 최종 출력전압(Vregout)은 다음의 수식 2에 나타낸 바와 같이, 기준전류의 N체배 값인 Iout(N*Iref)과 R4의 곱으로 결정된다.
도 4는 상기 수식 1에서의 전류원에 의한 기준전류(Iref)의 온도특성에 대한 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전류는 -40∼85℃의 온도변화에도 불구하고 약 1%의 전류 변화만을 보이고 있음을 알 수 있다. 이것으로부터 전류원은 온도변화에 대해 거의 영향을 받지 않는다는 것을 알 수 있다.
도 5는 저항 R4의 온도특성에 대한 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 저항 R4는 -40∼85℃의 온도변화에 약 12%의 저항 변화를 보이고 있음을 알 수 있다. 따라서, 아래의 수식 2로 표현되는 제1 레귤레이터의 출력전압(Vregout)을 안정화시키기 위해서는 온도변화에 대응하여 일정한 저항값을 갖도록 하는 것이 필요함을 알 수 있다.
Figure 112012038266833-pat00002
본 발명은 이상과 같은 사항을 바탕으로, 큰 폭의 가변 전원전압을 갖는 회로에서 레귤레이터를 1단만 사용하여 온도변화에 의한 레귤레이터의 출력특성의 저하를 보상할 수 있는 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로를 제공하고자 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로는 레귤레이터 회로부(610), 저항보상 회로부(620) 및 온도 센서(630)를 포함하여 구성된다.
상기 레귤레이터 회로부(610)는 복수의 트랜지스터(예컨대, MOSFET)(M1∼M4)와 복수의 저항(R1∼R4)의 직병렬 조합회로로 구성되며, 가변전원을 시스템에서 원하는 특정 전압(예를 들면, DC 5V)으로 변환하여 공급한다.
상기 저항보상 회로부(620)는 상기 레귤레이터 회로부(610)의 출력단에 구성되며, 온도 변화에 따른 저항값 변화를 보상해 준다. 여기서, 이와 같은 저항보상 회로부(620)는 각각 서로 다른 저항값을 갖는 저항(R4∼R7)과 트랜지스터(M5∼M7)의 직렬 접속으로 이루어진 복수의 단위 회로가 상호 병렬로 접속된 회로로 구성될 수 있다.
이때, 상기 단위 회로는 4개로 구성될 수 있고, 기본저항값(Rbase)에 대한 일정 비율의 저항 변화값을 △라 할 때, 각 단위 회로를 구성하는 전체 4개의 저항값은 "Rbase+2△", "Rbase+△", "Rbase-△", "Rbase-2△"로 구성될 수 있다. 여기서, 이와 같은 단위 회로는 반드시 4개로 구성되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 그 이상의 개수로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 저항값도 본 예시에서와 같은, 4개의 값, 즉, "Rbase+2△", "Rbase+△", "Rbase-△", "Rbase-2△"로 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 저항값을 증대시키거나 줄일 수도 있다.
이때 또한, 상기 단위 회로 내의 각 트랜지스터(M5∼M7)는 상기 온도 센서 (630)와 각각 전기적으로 연결되며, 상기 온도 센서(630)로부터의 출력값을 입력받아 온/오프(ON/OFF) 스위칭 동작함으로써 각 트랜지스터(M5∼M7)에 직렬로 접속된 해당 저항(R4∼R7)을 통해 전류가 통전 또는 차단되도록 하여 온도에 따른 저항값 변화를 보상하도록 한다.
또한, 상기 단위 회로 내의 각 트랜지스터(M5∼M7)로는 FET(Field Effect Transistor)가 사용될 수 있다.
또한, 상기 단위 회로 내의 각 트랜지스터(M5∼M7)로는 바람직하게는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)가 사용된다.
상기 온도 센서(630)는 상기 레귤레이터 회로부(610)가 채용된 전자회로 시스템에서의 주변의 온도 변화를 감지하여 대응되는 출력값을 상기 저항보상 회로부(620)에 공급해 줌으로써 상기 저항보상 회로부(620)에 의해 온도에 따른 저항값 변화를 보상해 주도록 한다.
여기서, 이상과 같은 온도 센서(630)는 미리 설정된 온도 범위에 따라 각각 대응하는 서로 다른 신호값(디지털값)을 출력한다.
예를 들면, 상기 온도 센서(630)는 -40∼0℃의 온도 범위에서는 디지털값 "11"을 출력하고, 0∼40℃의 온도 범위에서는 디지털값 "10"을 출력하며, 40∼80℃의 온도 범위에서는 디지털값 "01"을 출력하고, 80∼120℃의 온도 범위에서는 디지털값 "00"을 출력하도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 온도 센서(630)로는 검출된 온도에 따라 다른 출력을 나타내기 위하여 BJT(Bipolar Junction Transistor)가 사용될 수 있다.
여기서, 본 실시 예에서는 상기 온도 센서(630)로부터의 출력값(비트)을 2bit 값으로 출력하는 것으로 설명했는데, 반드시 이와 같이 2bit 값으로 출력하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 그 이상의 비트(예를 들면, 3bit나 4bit 등) 값으로 출력할 수도 있다. 그리고, 이렇게 디지털 비트수를 증대하여 출력할 경우 더 세밀한 온도 범위 설정 및 그에 따른 저항값 조절이 가능해 진다.
그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로의 동작 및 이를 이용한 가변전원의 온도보상 전원전압 출력방법에 대하여 설명해 보기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력방법은, 전술한 바와 같은 레귤레이터 회로부(610), 저항보상 회로부(620) 및 온도 센서(630)를 포함하는 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로를 이용하여 가변전원의 온도보상 전원전압을 출력하는 방법으로서, 먼저 상기 레귤레이터 회로부(610)가 채용된 전자회로 시스템에서의 주변의 온도 변화를 상기 온도 센서(630)에 의해 감지한다(단계 S701).
그런 후, 상기 감지된 온도 변화에 따라 상기 온도 센서(630)에 의해 미리 설정된 대응되는 신호를 출력하여 상기 저항보상 회로부(620)에 공급해 준다(단계 S702).
그리고, 상기 온도 센서(630)로부터의 출력 신호를 상기 저항보상 회로부 (620)에 의해 입력받아, 상기 저항보상 회로부(620) 내의 저항(R4∼R7)과 트랜지스터(M5∼M7)로 구성된 해당 단위 회로를 동작시킨다(단계 S703).
그런 다음, 상기 단위 회로 내의 저항(R4∼R7)을 통해 전류가 흐르도록 하여 전압 강하를 발생시킴으로써 온도변화에 따른 출력전압의 변화를 보상하여 전원전압을 출력한다(단계 S704).
이상과 같은 일련의 과정에 있어서, 상기 단계 S702에서 상기 온도 센서 (630)는 미리 설정된 온도 범위(예를 들면, -40∼0℃, 0∼40℃, 40∼80℃, 80∼120℃)에 따라 각각 대응하는 서로 다른 신호(디지털값)를 출력한다.
이때, 상기 온도 센서(630)는 -40∼0℃의 온도 범위에서는 디지털값 "11"을 출력하고, 0∼40℃의 온도 범위에서는 디지털값 "10"을 출력하며, 40∼80℃의 온도 범위에서는 디지털값 "01"을 출력하고, 80∼120℃의 온도 범위에서는 디지털값 "00"을 출력하도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 저항보상 회로부(620)는 각각 서로 다른 저항값을 갖는 저항(R4∼R7)과 트랜지스터(M5∼M7)의 직렬 접속으로 이루어진 복수의 단위 회로가 상호 병렬로 접속된 회로로 구성될 수 있다.
이때, 상기 단위 회로는 4개로 구성될 수 있고, 기본저항값(Rbase)에 대한 일정 비율의 저항변화 값을 △라 할 때, 각 단위 회로를 구성하는 전체 4개의 저항값은 "Rbase+2△", "Rbase+△", "Rbase-△", "Rbase-2△"로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 단계 S702 및 S703에서의 온도 센서(630)에 의한 신호출력 및저항값 변화에 대한 보상과 관련하여 부연 설명을 해보기로 한다.
도 8은 본 발명에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로에 채용되는 온도 센서의 동작을 개략적으로 설명하는 도면이고, 도 9는 온도 센서의 특성곡선을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 전술한 바와 같이, 온도 센서(630)는 온도 변화를 검출하고, 검출된 온도에 따 대응되는 신호(디지털값)를 출력한다. 이때, 온도 센서(630)는 시스템의 동작 온도 범위인 -40∼120℃까지 온도에 대하여 선형적으로 감소하는 전압출력을 나타낸다(도 9 참조). 그리고, 온도 센서(630)는 -40∼0℃의 온도 범위에서는 "11"을 출력하고, 0∼40℃의 온도 범위에서는 "10"을 출력하며, 40∼80℃의 온도 범위에서는 "01"을 출력하고, 80∼120℃의 온도 범위에서는 "00"을 출력하도록 설정되어 있다. 예를 들면, 온도 센서(630)가 "11"을 출력했을 경우, 이는 온도 센서(630)가 -40∼0℃의 온도 범위에 있다는 것이고, 전술한 도 5에 나타난 바와 같이, 저항은 저온에서 높은 값을 나타내므로 출력전압(Vregout)이 온도에 따라 일정한 전압을 출력하기 위해서는 온도 센서(630)에서 "11"을 출력했을 때 저항을 줄여야 하는 것이다. 반대로 온도 센서(630)가 "00"을 출력했다고 가정하면, 온도가 80∼120℃의 온도 범위에 있음을 의미한다. 전술한 도 5에서와 같이,온도가 높으면 저항값이 작아지므로 출력전압(Vregout)의 온도변화를 최대한 작게 하고자 한다면 온도 센서(630)의 출력값 "00"에서는 저항값을 증가시켜서 일정한 출력전압이 나오도록 해야 하는 것이다. 이와 같은 방식에 입각하여 구성된 회로가 전술한 도 6의 본 발명의 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로이다.
한편, 도 10은 본 발명에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력방법에 의한 출력전압의 온도변화 개선효과를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 온도 변화에 대하여 온도 보상 전에는 온도가 상승함에 따라 부하 저항값이 떨어지고, 그에 따라 출력전압(Vregout)도 저하되는 특성을 보이나, 온도 보상 후에는 온도 보상에 의해 저항이 일정하게 되므로, 출력전압(Vregout) 또한 온도변화에 대해 일정한 값을 유지함을 확인할 수 있다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로 및 그 방법은 전자회로 시스템의 온도 변화에 따른 온도(저항) 보상에 의해 전압이 일정하게 되므로, 큰 폭의 가변 전원전압을 갖는 회로에서 레귤레이터를 1단만 사용하여 온도변화에 의한 레귤레이터의 출력특성의 저하를 보상할 수 있는 장점이 있다. 또한, 레귤레이터를 1단만 사용하므로, 시스템의 구성을 단순화할 수 있는 장점이 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110...제1 레귤레이터 120...제2 레귤레이터(LDO)
130...BGR(Band Gap Reference) 140...전류 발생기
610...레귤레이터 회로부 620...저항보상 회로부
630...온도 센서

Claims (14)

  1. 복수의 트랜지스터와 복수의 저항의 직병렬 조합회로로 구성되며, 가변전원을 시스템에서 원하는 특정 전압으로 변환하여 공급하는 레귤레이터 회로부;
    상기 레귤레이터 회로부의 출력단에 구성되며, 온도 변화에 따른 저항값 변화를 보상해주기 위한 저항보상 회로부; 및
    상기 레귤레이터 회로부가 채용된 전자회로 시스템에서의 주변의 온도 변화를 감지하여 대응되는 출력값을 상기 저항보상 회로부에 공급해 줌으로써 상기 저항보상 회로부에 의해 온도에 따른 저항값 변화를 보상해 주도록 하는 온도 센서를 포함하는 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저항보상 회로부는 각각 서로 다른 저항값을 갖는 저항과 트랜지스터의 직렬 접속으로 이루어진 복수의 단위 회로가 상호 병렬로 접속된 회로로 구성된, 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단위 회로는 4개로 구성되고, 기본저항값(Rbase)에 대한 일정 비율의 저항변화 값을 △라 할 때, 각 단위 회로를 구성하는 전체 4개의 저항값은 "Rbase+2△", "Rbase+△", "Rbase-△", "Rbase-2△"로 구성되는, 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 단위 회로 내의 각 트랜지스터는 상기 온도 센서와 각각 전기적으로 연결되며, 상기 온도 센서로부터의 출력값을 입력받아 온/오프 스위칭 동작함으로써 각 트랜지스터에 직렬로 접속된 해당 저항을 통해 전류가 통전 또는 차단되도록 하여 온도에 따른 저항값 변화를 보상하도록 하는, 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 단위 회로 내의 각 트랜지스터는 FET(Field Effect Transistor)인 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단위 회로 내의 각 트랜지스터는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)인 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 온도 센서는 검출된 온도에 따라 다른 출력을 나타내기 위하여 BJT (Bipolar Junction Transistor)로 구성된, 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 온도 센서는 미리 설정된 온도 범위에 따라 각각 대응하는 서로 다른 신호값(디지털값)을 출력하는 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 온도 센서는 -40∼0℃의 온도 범위에서는 디지털값 "11"을 출력하고, 0∼40℃의 온도 범위에서는 디지털값 "10"을 출력하며, 40∼80℃의 온도 범위에서는 디지털값 "01"을 출력하고, 80∼120℃의 온도 범위에서는 디지털값 "00"을 출력하도록 설정된, 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로.
  10. 레귤레이터 회로부, 저항보상 회로부 및 온도 센서를 포함하는 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로를 이용하여 가변전원의 온도보상 전원전압을 출력하는 방법으로서,
    a) 상기 레귤레이터 회로부가 채용된 전자회로 시스템에서의 주변의 온도 변화를 상기 온도 센서에 의해 감지하는 단계;
    b) 상기 감지된 온도 변화에 따라 상기 온도 센서에 의해 미리 설정된 대응되는 신호를 출력하여 상기 저항보상 회로부에 공급해 주는 단계;
    c) 상기 온도 센서로부터의 출력 신호를 상기 저항보상 회로부에 의해 입력받아, 상기 저항보상 회로부 내의 저항과 트랜지스터로 구성된 해당 단위 회로를 동작시키는 단계; 및
    d) 상기 단위 회로 내의 저항을 통해 전류가 흐르도록 하여 전압 강하를 발생시킴으로써 온도변화에 따른 출력전압의 변화를 보상하여 전원전압을 출력하는 단계를 포함하는 가변전원의 온도보상 전원전압 출력방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 단계 b)에서 상기 온도 센서는 미리 설정된 온도 범위에 따라 각각 대응하는 서로 다른 신호(디지털값)를 출력하는 가변전원의 온도보상 전원전압 출력방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 온도 센서는 -40∼0℃의 온도 범위에서는 디지털값 "11"을 출력하고, 0∼40℃의 온도 범위에서는 디지털값 "10"을 출력하며, 40∼80℃의 온도 범위에서는 디지털값 "01"을 출력하고, 80∼120℃의 온도 범위에서는 디지털값 "00"을 출력하도록 설정된, 가변전원의 온도보상 전원전압 출력방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 단계 b)에서 상기 저항보상 회로부는 각각 서로 다른 저항값을 갖는 저항과 트랜지스터의 직렬 접속으로 이루어진 복수의 단위 회로가 상호 병렬로 접속된 회로로 구성된, 가변전원의 온도보상 전원전압 출력방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 단위 회로는 4개로 구성되고, 기본저항값(Rbase)에 대한 일정 비율의 저항변화 값을 △라 할 때, 각 단위 회로를 구성하는 전체 4개의 저항값은 "Rbase+2△", "Rbase+△", "Rbase-△", "Rbase-2△"로 구성되는 가변전원의 온도보상 전원전압 출력방법.
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