KR101894865B1

KR101894865B1 - 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로

Info

Publication number: KR101894865B1
Application number: KR1020170019964A
Authority: KR
Inventors: 최병환
Original assignee: 주식회사 바스맨테크놀러지
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2018-09-04
Also published as: KR20180093617A

Abstract

본 발명은 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로에 있어서, 일단이 입력전압(Vcc)과 연결되고, 온도가 감소함에 따라 저항이 증가하여 현재 온도에 따라 제1 커패시터(C1)에 충전되는 시간을 지연시키는 온도센서(110)를 포함하는 제1 지연회로(100); 상기 온도센서(110)와 제1 커패시터(C1) 사이에 병렬로 연결되어 상기 제1 지연회로(100)의 출력전압이 제2 커패시터(C2)에 충전되는 시간을 지연시키는 제너다이오드(DZ1)를 포함하는 제2 지연회로(200); 및 일단이 상기 제너다이오드(DZ1)의 캐소드에 연결되어 상기 제2 지연회로(200)의 출력전압이 제3 커패시터(C3)에 충전되는 시간을 지연시키는 저항회로(310)를 포함하는 제3 지연회로(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, MPU에 입력되는 리셋 시간을 변화시키는 것으로, 상온에서 동작하는 반도체 부품을 낮은 온도에서 안정적으로 동작시키기 위하여 온도 변화에 따라 리셋 시간을 지연시켜 부품이 예열되는 시간을 길게 함으로써 저온에서도 안정적으로 동작하도록 하는 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로를 제공할 수 있다.

Description

온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로{RESET TIME DELAY CIRCUIT DEPENDING ON TEPERATURE CHANGE}

본 발명은 리셋 시간 지연회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 MPU에 입력되는 리셋 시간을 변화시키는 것으로, 상온에서 동작하는 반도체 부품을 낮은 온도에서 안정적으로 동작시키기 위하여 온도 변화에 따라 리셋 시간을 지연시켜 부품이 예열되는 시간을 길게 함으로써 저온에서도 안정적으로 동작하도록 하는 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로에 관한 것이다.

본 발명은 리셋 시간 지연회로에 관한 것이다.

대부분의 일반 반도체는 상온(0 ~ 70℃)에서 동작을 하고 CMOS등을 이용한 반도체나 산업용 반도체들은 저온(-30℃)에서도 동작을 지원하나 가격이 비싸서 일반적으로 사용을 하지 못하는 문제점이 있어 저온에서도 동작을 하게 하기 위해서는 제품 내부에 열원을 발생하는 부품을 넣어 사용하고 있다는 단점이 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0006218호 등에 개시되어 있으나, 상술한 문제점에 대한 근본적인 해결책은 제시되고 있지 못하는 실정이다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 온도가 감소함에 따라 저항이 증가하는 온도센서를 이용하여 제품에 전원 입력 시 바로 동작을 하게 하지 않고, 온도 변화에 따라 리셋 시간을 지연시켜서 반도체 부품에 입력된 전원에 의해 내부에서 발열이 되도록 지연한 후 리셋하여 동작하도록 함으로써, 저온에서도 리셋 신호 제어로 안정적으로 동작을 할 수 있도록 하는 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로를 제공하기 위함이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로에 있어서, 일단이 입력전압(Vcc)과 연결되고, 온도가 감소함에 따라 저항이 증가하여 현재 온도에 따라 제1 커패시터(C1)에 충전되는 시간을 지연시키는 온도센서(110)를 포함하는 제1 지연회로(100); 상기 온도센서(110)와 제1 커패시터(C1) 사이에 병렬로 연결되어 상기 제1 지연회로(100)의 출력전압이 제2 커패시터(C2)에 충전되는 시간을 지연시키는 제너다이오드(DZ1)를 포함하는 제2 지연회로(200); 및 일단이 상기 제너다이오드(DZ1)의 캐소드에 연결되어 상기 제2 지연회로(200)의 출력전압이 제3 커패시터(C3)에 충전되는 시간을 지연시키는 저항회로(310)를 포함하는 제3 지연회로(300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일단이 상기 저항회로(310)에 연결되고, 타단이 MPU(700)의 리셋 단자에 연결되어 상기 제3 지연회로(300)로부터 MPU(700)의 리셋 단자에 입력되는 전압을 일정 시간 후에 급상승시키는 슈미트 트리거(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 저항회로는, 상기 제너다이오드(DZ1)의 캐소드에 연결되어 제2 지연회로(200)의 출력전압을 분압하여 제3 커패시터(C3)에 충전되는 시간을 지연시키는 제2저항(R2); 및 제3저항(R3);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 온도가 감소함에 따라 저항이 증가하는 온도센서를 이용하여 제품에 전원 입력 시 바로 동작을 하게 하지 않고, 온도 변화에 따라 리셋 시간을 지연시켜서 반도체 부품에 입력된 전원에 의해 내부에서 발열이 되도록 지연한 후 리셋하여 동작하도록 함으로써, 저온에서도 리셋 신호 제어로 안정적으로 동작을 할 수 있도록 하는 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로를 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 리셋 신호 발생 회로도.
도 2는 도 1 회로도에서 발생하는 리셋 신호 회로의 신호 파형을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로.
도 4는 도 3에서 발생하는 온도 변화에 따른 지연 신호 파형을 예시한 예시도.
도 5는 도 3에 의한 리셋 지연 파형으로 MPU에 입력되는 지연된 리셋 신호 파형을 예시한 예시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리셋 지연 단계를 나타낸 예시도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 종래의 리셋 신호 발생 회로도이고, 도 2는 도 1 회로도에서 발생하는 리셋 신호 회로의 신호 파형을 나타낸 예시도이다.

도 1과 같은 기존의 리셋 회로는 입력전압(Vcc)에 저항 R과 커패시터 C를 이용하여 신호를 지연시키고, 도 2와 같이 리셋 신호를 입력전압(Vcc) 보다 t1 시간만큼 지연시켜 MPU(700)에 입력하도록 작동한다.

이러한 기존의 리셋 회로는 단순하게 저항(R)과 커패시터(C)를 이용하기 때문에 주위 온도 변화와 상관없이 고정된 시간만큼 지연된 리셋 신호를 발생하기 때문에 저온에서 오작동이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로이다.

도 3을 참조하면, 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로는 제1 지연회로(100), 제2 지연회로(200), 제3 지연회로(300)를 포함한다.

제1 지연회로(100)는 일단이 입력전압(Vcc)과 연결되고, 제1 커패시터(C1)에 충전되는 시간을 지연시키는 온도센서(110, TH)를 포함한다.

온도센서(110, TH)는 온도가 감소함에 따라 저항이 증가한다.

예컨대, NTC(Negative Temperature Coefficient of Thermistor) 온도센서(110, TH)는 영하의 저온에서 10도가 감소할 때마다 약 1.7배로 저항이 증가한다. 이러한 특징을 이용하여 온도 변화에 따라 리셋 지연 회로를 구성하여 사용하여 저온 동작 온도를 0도 까지만 보장하는 제품에 적용하면 영하의 저온에서도 안정적으로 동작을 할 수 있는 기능을 제공하여 다양한 산업분야의 기기나 차량에 장착된 여러 기기나 외부에 노출된 기기들이 겨울철 저온에서도 안정적으로 동작할 수 있는 효과가 있다.

제2 지연회로(200)는 온도센서(110, TH)와 제1 커패시터(C1) 사이에 병렬로 연결되어 제1 지연회로(100)의 출력전압이 제2 커패시터(C2)에 충전되는 시간을 지연시키는 제너다이오드(DZ1)를 포함한다.

제3 지연회로(300)는 일단이 제너다이오드(DZ1)의 캐소드에 연결되어 제2 지연회로(200)의 출력전압이 제3 커패시터(C3)에 충전되는 시간을 지연시키는 저항회로(310)를 포함한다.

이때 저항회로(310)는 제너다이오드(DZ1)의 캐소드에 연결되어 제2 지연회로(200)의 출력전압을 분압하여 제3 커패시터(C3)에 충전되는 시간을 지연시키는 제2 저항(R2) 및 제3 저항(R3)을 포함한다.

또한, 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로는 슈미트 트리거(400)를 더 포함한다.

슈미트 트리거(400)는 일단이 저항회로(310)에 연결되고, 타단이 MPU(700)의 리셋 단자에 연결되어 제3 지연회로(300)로부터 MPU(700)의 리셋 단자에 입력되는 전압을 일정 시간 후에 급상승시킨다.

도 4는 도 3에서 발생하는 온도 변화에 따른 지연 신호 파형을 예시한 예시도이다.

도 4를 참조하면, 도 3의 회로에서 온도가 0°C일 경우 Vreset 전압이 t2에서 발생하고, 온도가 -10℃일 경우 Vreset 전압이 온도센서(110, TH)의 저항값 증가로 t3 시간만큼 지연되며, 온도가 -30℃일 경우에는 t4 시간만큼 지연되는 것을 알 수 있다.

예컨대, NTC 온도센서(110, TH)는 온도에 따른 저항값 변화가 0℃에서 33k, -10℃에서 56k, -20℃에서 101k ohm으로 증가하여 제1 커패시터(C1)에 충전되는 시간을 지연시키는 것을 의미한다.

이렇게 제1 지연회로(100)의 온도센서(110, TH)에 의해 1차 지연이 되고, 제2 지연회로(200)에 의해 2차 지연, 제3 지연회로(300)에 의해 3차 지연이 이루어지게 된다.

도 5는 도 3에 의한 리셋 지연 파형으로 MPU에 입력되는 지연된 리셋 신호 파형을 예시한 예시도이다.

도 4를 참조하면, 제1 지연회로(100)의 온도센서(110, TH)에 의해 지연된 V1 전압이 제너다이오드(DZ1)의 항복전압(Vz)에 도달한 t5 시간에 V2 전압이 지연되어 출력되고, 저항회로(310)의 제1 저항(R1), 제2 저항(R2)에 의해 분압되어 V2 전압은 V3와 같이 추가로 지연이 된다.

그리고, MPU(700)의 리셋 단자에 입력되는 리셋 신호는 라이징 엣지 시간이 짧아야 하기 때문에 슈미트 트리거(400) 특징을 갖는 TTL(Transistor-Transistor Logic)을 사용하여 V3이 0.8v가 될 때 V4와 같이 급격히 상승하는 파형을 발생시켜 MPU(700)의 리셋 단자에 입력되어 안정적인 동작을 하도록 한다.

이때, 바람직하게는 슈미트 트리거(400)는 74HC132를 사용하도록 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리셋 지연 단계를 나타낸 예시도이다.

도 6을 참조하면, 입력전압을 제1 지연회로(100)가 1차로 지연하고, 제2 지연회로(200)가 추가로 2차 지연한 후 제3 지연회로(300)가 추가로 3차로 지연하게 된다.

또한, 슈미트 트리거(400)가 급속히 상승하는 파형을 발생시켜 MPU(700)의 리셋 단자에 입력하여 안정적으로 동작하도록 한다.

도 3 내지 도 6을 통하여 설명한 본 회로의 특징은 온도 변화에 따른 리셋 신호의 지연시간을 최대한 길게 하기 위해 제1 지연회로(100), 제2 지연회로(200), 제3 지연회로(300)를 사용하였고, 특히 저온으로 내려갈수록 온도센서(110, TH)의 저항값이 증가하는 특성을 이용하여 리셋 시간을 길게 함으로써, MPU(700)의 내부 전원 공급 시간을 충분히 길게하여 내부 발열에 의해 저온에서도 제품이 안정적으로 동작하도록 하는 효과가 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로
100: 제1 지연회로
110: 온도센서
200: 제2 지연회로
300: 제3 지연회로
310: 저항회로
400: 슈미트 트리거
700: MPU

Claims

온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로에 있어서,
일단이 입력전압(Vcc)과 연결되고, 타단이 제1 커패시터(C1)의 일단에 연결되어, 온도가 감소함에 따라 저항이 증가하여 현재 온도에 따라 제1 커패시터(C1)에 충전되는 시간을 지연시키는 온도센서(110) 및 상기 제1 커패시터(C1)를 포함하는 제1 지연회로(100);
일단이 상기 제1 커패시터(C1)의 일단에 연결되고, 캐소드가 제2 커패시터(C2)의 일단에 연결되어, 상기 제1 커패시터(C1)의 일단으로부터 출력되는 제1 지연회로(100)의 출력전압이 상기 제2 커패시터(C2)에 충전되는 시간을 지연시키는 제너다이오드(DZ1) 및 상기 제2 커패시터(C2)를 포함하는 제2 지연회로(200); 및
일단이 상기 제너다이오드(DZ1)의 캐소드에 연결되고, 타단이 제3 커패시터(C3)의 일단에 연결되어, 상기 제2 커패시터(C2)의 일단으로부터 출력되는 제2 지연회로(200)의 출력전압이 상기 제3 커패시터(C3)에 충전되는 시간을 지연시키는 저항회로(310) 및 상기 제3 커패시터(C3)를 포함하는 제3 지연회로(300);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로.
제1항에 있어서,
일단이 상기 저항회로(310)에 연결되고, 타단이 MPU(700)의 리셋 단자에 연결되어 상기 제3 지연회로(300)로부터 MPU(700)의 리셋 단자에 입력되는 전압을 일정 시간 후에 급상승시키는 슈미트 트리거(400);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로.
제1항에 있어서,
상기 저항회로는,
일단이 상기 제너다이오드(DZ1)의 캐소드에 연결되고, 타단이 상기 제3 커패시터(C3)의 일단 및 제3저항(R3)의 일단에 연결되어, 제2 지연회로(200)의 출력전압을 분압하여 상기 제3 커패시터(C3)에 충전되는 시간을 지연시키는 제2저항(R2); 및 상기 제3저항(R3);을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 변화에 따른 리셋 시간 지연회로.