KR102072085B1 - Apparatus for protecting overtemperature using doide leakage current and method thereof - Google Patents

Apparatus for protecting overtemperature using doide leakage current and method thereof Download PDF

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Abstract

일실시예는 고온시에, 다이오드의 열에 의한 누설전류에 따라 역방향 전압이 하강하여 전압강하된 전압을 감지하는 감지부 및, 상기 전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여, 상기 비교 결과 상기 전압이 상기 기준전압보다 이하인 경우 고온이 발생한 것으로 판별하고, 상기 전압이 상기 기준전압을 초과한 경우 고온이 발생하지 않은 것으로 판별하는 고온 판별부를 포함하고, 상기 고온 판별부는 고온 발생시에, 각 회로블록으로 알림하는 것을 특징으로 하는 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 고온에서 오동작 및 화재 발생위험을 방지하여 전자기기 및 사용자를 안전하게 보호한다.In one embodiment, the sensing unit for detecting a voltage dropped by the reverse voltage is lowered according to the leakage current by the heat of the diode at a high temperature, and comparing the voltage and a predetermined reference voltage, as a result of the comparison the voltage When the temperature is less than the reference voltage is determined that the high temperature has occurred, and when the voltage exceeds the reference voltage includes a high temperature determination unit for determining that no high temperature, wherein the high temperature determination unit to notify each circuit block when the high temperature occurs The present invention relates to an over-temperature protection device using a diode leakage current and a method thereof, which protects an electronic device and a user by preventing a risk of malfunction and fire at a high temperature.

Description

다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치 및 그 방법{Apparatus for protecting overtemperature using doide leakage current and method thereof}Apparatus for protecting overtemperature using doide leakage current and method

본 명세서에 개시된 내용은 고온에서 오동작 및 화재 발생 위험을 방지하여 전자기기 및 사용자를 보호하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.Disclosed herein is an apparatus and method for protecting electronic devices and users by preventing the risk of malfunction and fire at high temperatures.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
Unless otherwise indicated herein, the contents described in this section are not prior art to the claims of this application, and inclusion in this section is not admitted to be prior art.

일반적으로, 전자기기 등에는 고온에서 누설전류가 발생된다. 그런데, 이때 그로 인해 오동작 및 화재 등으로 인한 위험 요소를 없애기 위하여 예를 들어, 차량 등의 전자기기 및 사용자를 안전하게 보호할 수 있도록 그 차량 등에는 보호 장치를 설치한다.In general, leakage current is generated at high temperatures in electronic devices and the like. However, in this case, in order to eliminate risk factors due to malfunction and fire, for example, a protection device is installed in the vehicle and the like so as to safely protect the electronic device such as the vehicle and the user.

그래서, 이러한 보호 장치를 통해서 고온에서 누설전류가 발생될 경우, 그로 인한 오동작 및 화재를 방지한다.Thus, when a leakage current is generated at a high temperature through such a protection device, the resulting malfunction and fire are prevented.

이러한 기술의 종래 기술로는 누설전류에 따라 전력 파라미터를 산출하는 선행문헌이 알려져 있는 정도만이다. 그 선행문헌은 아래의 특허문헌이고, 국내에서에 한해 공개된 검색 결과이다.The prior art of such a technique is only the extent to which prior art documents for calculating power parameters in accordance with leakage current are known. The prior art documents are the following patent documents and are search results published only in Korea.

(특허문헌 1) KR10-0685704 Y1 (Patent Document 1) KR10-0685704 Y1

이때, 이러한 경우 그 보호 장치가 설치된 차량용 반도체 또는 배터리 보호회로에 있어서, 전자기기에 많은 부하를 가는 것을 방지하도록 회로적으로 간단히 그 고온에서의 오동작 발생위험을 방지할 수 있도록 개선 보호 장치를 개발한다.At this time, in such a case, in the vehicle semiconductor or battery protection circuit in which the protection device is installed, an improved protection device is developed so that the risk of malfunction at the high temperature can be simply prevented in a circuit to prevent a large load on the electronic device. .

개시된 내용은, 다이오드를 이용하여 고온에서의 오동작 및 화재 발생위험을 방지할 수 있도록 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.Disclosed is an apparatus and a method for overtemperature protection using a diode leakage current to prevent a malfunction at high temperature and a risk of fire using a diode.

실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치 및 그 방법은,An overtemperature protection device and method using a diode leakage current according to an embodiment,

고온에서 누설전류가 발생되어 플로팅 상태에서는 다이오드의 역방향 전압이 내려가는 것을 이용한다. 그래서, 먼저 이러한 다이오드의 캐소드를 플로팅 상태로 되도록 한다. 그래서, 이러한 다이오드의 플로팅 상태시의 고온에 따른 누설전류에 의한 역방향 전압이 내려가서 전압강하된 전압이 기준전압보다 이하로 하강하는 경우, 고온이 발생한 것으로 판별하는 것을 특징으로 한다.In the floating state, the leakage current is generated at high temperature, and the reverse voltage of the diode is lowered. Thus, the cathode of this diode is first brought into a floating state. Therefore, when the reverse voltage due to the leakage current according to the high temperature in the floating state of the diode is lowered and the voltage drop is lower than the reference voltage, it is characterized in that the high temperature is generated.

실시예들에 의하면, 고온에서의 오동작 및 화재 발생위험을 방지하여 전자기기 및 사용자를 안전하게 보호한다.According to embodiments, the electronic device and the user may be safely protected by preventing a risk of malfunction and fire at a high temperature.

이를 통해, 더 나아가 차량용 반도체 또는 배터리 보호회로의 열적 차단(thermal shutdown) 기능을 수행한다.In this way, a thermal shutdown function of the vehicle semiconductor or battery protection circuit is performed.

도 1은 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치의 구성을 도시한 회로도
도 2는 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치의 동작 파형도
도 3은 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 방법을 순서대로 도시한 플로우 챠트
도 4는 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치의 과도 응답 특성을 나타내는 파형도
도 5a는 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치의 다이오드의 캐소드에 대한 온도에 따른 지수비례함수관계의 역방향 전압 하강 상태를 도시한 도면
도 5b는 일실시예에 따른 도 6a의 온도에 따른 지수비례함수관계의 역방향 전압 하강 상태와 상이한 기존 온도에 따른 선형비례함수관계의 전압 하강 상태를 도시한 도면
도 6a는 일실시예에 따른 고온의 온도에 따른 캐소드 전압강하된 전압의 지수비례함수관계를 설명하기 위한 도면
도 6b는 일실시예에 따른 저온에서의 캐소드 전압강하된 전압에 대한 지수비례함수관계를 보여주는 도면
도 6c는 일실시예에 따른 고온에서의 캐소드 전압강하된 전압에 대한 지수비례함수관계를 보여주는 도면
도 7은 도 6c의 일실시예에 따른 고온에 따른 지수비례함수관계의 전압 하강에 의한 고온 판별 동작을 설명하기 위한 도면1 is a circuit diagram illustrating a configuration of an over temperature protection device using a diode leakage current according to an embodiment.
2 is an operation waveform diagram of an over temperature protection device using a diode leakage current according to an embodiment.
3 is a flowchart illustrating an overtemperature protection method using a diode leakage current according to an embodiment.
4 is a waveform diagram illustrating a transient response characteristic of an overtemperature protection device using a diode leakage current according to an embodiment.
5A is a diagram illustrating a reverse voltage drop state of an exponential proportional function relationship with temperature of a cathode of a diode of an overtemperature protection device using a diode leakage current according to an embodiment;
5B illustrates a voltage drop state of a linear proportional function relationship according to an existing temperature different from a reverse voltage drop state of an exponential proportional function relationship with temperature of FIG. 6A, according to an exemplary embodiment;
6A is an explanatory diagram illustrating an exponential proportional function relationship between a cathode voltage drop and a high temperature temperature according to an embodiment;
6B illustrates an exponential proportional function relationship with a cathode voltage drop at a low temperature according to an exemplary embodiment.
FIG. 6C illustrates an exponential proportional function relationship with a cathode voltage drop at a high temperature in accordance with an embodiment. FIG.
FIG. 7 is a view for explaining a high temperature discrimination operation due to a voltage drop in an exponential proportional function relationship with high temperature according to an embodiment of FIG. 6C;

도 1은 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치의 구성을 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a configuration of an over temperature protection device using a diode leakage current according to an embodiment.

도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예의 장치는 다이오드(101), 그 다이오드(101)를 플로팅이 되도록 하는 트랜지스터(102), 그 플로팅 상태시의 고온에 따른 다이오드 전압과 기준전압을 비교하는 비교기(103) 및 그 결과에 따른 펄스 검출부(104)를 포함한다.
As shown in FIG. 1, the device of one embodiment includes a diode 101, a transistor 102 for floating the diode 101, and a comparator for comparing the diode voltage and the reference voltage according to the high temperature in the floating state. 103 and a pulse detector 104 according to the result.

상기 다이오드(101)는 애노드가 접지에 연결되어, 고온 발생시에 이러한 고온에 따른 누설전류를 발생하는 것이다. 그래서, 이러한 누설전류에 의해 내려가는 역방향 전압을 이용하여 고온이 감지되도록 한다. 이러한 다이오드(101)는 예를 들어, 차량용 반도체 또는 배터리 보호회로 등을 구비한 전자기기에 모듈로 일실시예에 따른 장치에 구비되어 적용된다. 그러한 다이오드(101)는 포토 다이오드를 포함하여 적용하는 것이다.The diode 101 has an anode connected to the ground to generate a leakage current according to the high temperature when a high temperature occurs. Thus, the high temperature is sensed by using the reverse voltage lowered by the leakage current. Such a diode 101 is applied to the device according to an embodiment as a module to an electronic device having a vehicle semiconductor or a battery protection circuit, for example. Such a diode 101 is intended to include a photodiode.

상기 트랜지스터(102)는 상기 다이오드(101)의 캐소드에 게이트가 연결되어 미리 설정된 주기의 리셋 신호가 제공되어서, 상기 다이오드(101)의 애노드를 통한 접지와 연결되어 상기 다이오드(101)의 캐소드를 플로팅 상태가 되도록 한다. 그래서, 이러한 리셋 신호가 제공되고 다음번째의 리셋 신호가 제공되기 전에, 주기적으로 인터벌에 의한 것으로써 고온을 감지하는 동작을 실시간적으로 이루어지게 하는 것이다. 그리고, 이러한 주기적인 리셋에 의해 연속적으로 고온을 시시각각 감지하는 것이다. 이러한 트랜지스터(102)는 PMOS 트랜지스터이다. PMOS와 NMOS일때의 캐소드 전압인데 NMOS의 경우 PMOS보다 문턱전압만큼 떨어진다. 이 차이가 최종특성에 큰 영향을 끼치진 않지만 특성 변화(variation)에 영향을 끼치므로 PMOS로 된 것이다. 보다 상세하게, NMOS의 경우 VDD가 트랜지스터를 통과하면서 출력 전압이 Vout = VDD - VTH와 같이 되고, 이는 NMOS가 반도체 공정에 의한 문턱전압(VTH) 변화로 인해 PMOS 보다 보호 온도에 대한 특성 변화가 더욱 열화된다.The transistor 102 has a gate connected to the cathode of the diode 101 to be provided with a reset signal of a predetermined period, and is connected to ground through an anode of the diode 101 to float the cathode of the diode 101. To be in a state. Thus, before such a reset signal is provided and the next reset signal is provided, the operation of sensing the high temperature periodically by the interval is performed in real time. Then, by periodically resetting the continuous high temperature every time. This transistor 102 is a PMOS transistor. It is the cathode voltage in the case of PMOS and NMOS, but in the case of NMOS, the threshold voltage is lower than that of PMOS. This difference does not have a significant effect on the final characteristics, but because it affects the variation of the characteristics, it is PMOS. More specifically, for NMOS, the output voltage V out = V DD as VDD passes through the transistor. -V TH becomes the same, which is because the NMOS, the change in the threshold voltage (V TH ) caused by the semiconductor process is more deteriorated than the PMOS characteristics change over the protection temperature.

상기 비교기(103)는 상기 다이오드(101)의 캐소드와 상기 트랜지스터(102)의 드레인 단자의 사이에 접합된 지점에 연결된다. 그래서, 상기 비교기(103)는 이러한 연결에 의해서, 상기 트랜지스터(102)에 의한 공급 전압에 따른 다이오드 캐소드에 대한 주기적인 플로팅 상태시의 고온에 따른 누설전류에 의한 다이오드의 전압강하된 전압을 입력받는다. 그런 다음, 상기 비교기(103)는 이러한 입력된 전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여, 고온 발생 여부를 결정하는 펄스 검출부로 제공한다. 그 비교기(103)의 기준전압은 플로팅 상태시의 고온에 따른 누설전류에 대응하여 비례지수함수적으로 역방향 전압이 내려가서 전압강하된 시점의 전압에 대응해서 정한다.The comparator 103 is connected to a point bonded between the cathode of the diode 101 and the drain terminal of the transistor 102. Thus, the comparator 103 receives the voltage drop voltage of the diode due to the leakage current according to the high temperature in the periodic floating state with respect to the diode cathode according to the supply voltage by the transistor 102 by such a connection. . Then, the comparator 103 compares the input voltage with a preset reference voltage and provides it to the pulse detector that determines whether a high temperature occurs. The reference voltage of the comparator 103 is determined in correspondence with the voltage at the point when the reverse voltage is lowered proportionally exponentially in response to the leakage current according to the high temperature in the floating state.

상기 펄스 검출부(104)는 상기 비교기(103)에 의한 전압 비교 결과, 상기 전압이 상기 기준전압보다 이하인 경우 펄스를 검출하여, 고온이 발생한 것을 판별해서 열 보호 신호가 떠서 각 회로블록으로 제공한다. 그래서, 이에 따라 고온 발생시에 파워 다운이 되도록 하는 것이다. 반면, 상기 비교기(103)에 의한 전압 비교 결과, 상기 전압이 상기 기준전압을 초과한 경우 펄스를 검출하지 않고, 고온이 발생하지 않은 정상 상황으로 판별하여 열 보호 신호가 뜨지 않도록 한다. 그래서, 보호 기능을 수행하지 않는 것이다.The pulse detector 104 detects a pulse when the voltage is less than the reference voltage as a result of the voltage comparison by the comparator 103, determines that a high temperature has occurred, and provides a thermal protection signal to each circuit block. Therefore, power down is made at the time of high temperature generation. On the other hand, as a result of the voltage comparison by the comparator 103, when the voltage exceeds the reference voltage, it does not detect a pulse, it is determined as a normal situation where the high temperature does not occur so that the thermal protection signal does not rise. So, no protection.

이러한 도 1의 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치의 동작은 아래의 도 3을 참조하여 후술해서 설명하기로 한다.
The operation of the over temperature protection device using the diode leakage current according to the embodiment of FIG. 1 will be described below with reference to FIG. 3.

도 2는 도 1의 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치에서 동작을 설명하기 위한 동작 파형도이다.FIG. 2 is an operation waveform diagram illustrating an operation of the overtemperature protection device using the diode leakage current according to the embodiment of FIG. 1.

도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치의 동작은 먼저 주기적으로 누설전류를 검출하는 다이오드에 연결된 트랜지스터의 게이트에 리셋 신호를 제공한다.As shown in FIG. 2, an operation of an overtemperature protection device using a diode leakage current according to an embodiment first provides a reset signal to a gate of a transistor connected to a diode periodically detecting a leakage current.

그러면, 그 주기적인 리셋 신호에 따라 그 시점에 동기화가 되어 플로팅이 되어서 누설전류가 발생될 경우 내려가는 역방향 전압에 따른 다이오드 캐소드의 전압강하를 검출한다.Then, in accordance with the periodic reset signal, it is synchronized at that time and floats to detect the voltage drop of the diode cathode according to the reverse voltage falling when a leakage current is generated.

그래서, 이러한 다이오드 캐소드의 플로팅 시의 고온에 따른 누설전류에 의한 전압강하된 전압과 미리 설정된 기준전압의 비교의 결과에 따라 펄스인 Vout을 검출하여, 고온의 발생을 판별한다.Therefore, a pulse Vout is detected in accordance with the result of comparing the voltage drop voltage due to the leakage current with the high temperature at the time of floating the diode cathode with the preset reference voltage, and discriminate the occurrence of the high temperature.

이에 따라, 이러한 펄스를 통해 고온에서의 누설전류에 따른 오동작 및 화재위험을 회로적으로 손쉽게 인식한다.
Accordingly, through such pulses, malfunctions and fire risks due to leakage current at high temperatures are easily recognized in a circuit.

도 3은 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 방법을 순서대로 도시한 플로우 챠트이다.3 is a flowchart illustrating an overtemperature protection method using a diode leakage current according to an embodiment.

도 3에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 방법은 먼저 애노드가 접지에 연결된 다이오드의 플로팅 상태시의 내려가는 역방향 전압에 따른 전압강하된 전압을 검출한다(S301).As shown in FIG. 3, the method for overtemperature protection using a diode leakage current according to an embodiment first detects a voltage drop in response to a descending reverse voltage in a floating state of a diode whose anode is connected to ground (S301). .

보다 상세하게, 먼저 애노드가 접지에 연결된 다이오드로 트랜지스터를 통해 제공하는 공급 전압에 의해 상기 트랜지스터의 게이트에 주기적인 리셋을 하여 그 다이오드 캐소드를 플로팅 상태가 되도록 한다. 그래서, 이러한 다이오드 캐소드의 주기적인 플로팅 상태시로부터의 내려가는 역방향 전압에 따라 그 리셋에 따른 주기 내에서 전압강하된 전압을 검출한다.More specifically, first, the anode is periodically reset to the gate of the transistor by a supply voltage provided through the transistor to the diode connected to ground, so that the diode cathode is in a floating state. Thus, according to the descending reverse voltage from the periodic floating state of this diode cathode, the voltage drop in the period following the reset is detected.

이러한 동작 원리는 그 상태 하에서, 고온에서 누설전류가 발생되어 플로팅 상태에서는 다이오드의 역방향 전압이 내려가는 것을 이용한다.This principle of operation utilizes the leakage current generated at a high temperature under the condition and the reverse voltage of the diode lowers in the floating state.

이를 통해 이러한 상태에서, 이때 누설전류에 의해 전압강하가 일어나게 된다.As a result, in this state, a voltage drop is caused by the leakage current.

그리고, 이렇게 일어난 전압강하에 따른 역방향 전압을 검출하는 것이다.Then, the reverse voltage according to the voltage drop thus generated is detected.

그래서, 다이오드 예를 들어, 포토다이오드 등의 열에 의한 누설전류를 이용하여 고온시 열 보호 기능을 수행 할 수 있도록 한다.Thus, a thermal protection function at high temperature can be performed by using a leakage current caused by heat, such as a diode, for example, a photodiode.

다음, 상기 검출된 다이오드의 플로팅 상태시의 고온에 따른 누설전류에 의한 전압강하된 전압과 플로팅 상태시의 고온에 따른 누설전류에 대응하여 비례지수함수적으로 전압강하된 시점의 전압에 대응하여 정한 기준전압을 비교한다(S302).Next, the voltage drop due to the leakage current according to the high temperature in the floating state of the detected diode and the leakage current according to the high temperature in the floating state is determined in response to the voltage at the time when the voltage drop is performed by the proportional exponential function. The reference voltage is compared (S302).

구체적으로는, 리셋에 의한 주기 내에서, 고온에서 누설전류에 의한 다이오드의 캐소드에 대한 전압강하된 전압과 상기 기준전압을 비교하여서, 고온의 발생 여부를 판별한다. Specifically, within the period of reset, by comparing the voltage drop voltage with respect to the cathode of the diode due to the leakage current at a high temperature and the reference voltage, it is determined whether high temperature is generated.

그래서, 상기 비교 결과, 리셋에 의한 주기 내에서 상기 다이오드의 캐소드에 대한 전압강하된 전압이 기준전압보다 이하인 경우 고온으로 판별한다(S303). 보다 상세하게, 다이오드의 플로팅 상태시의 전압강하된 전압과 기준전압과의 비교 결과에 따라 그 전압강하된 전압이 기준전압보다 하강되어 낮을 경우 펄스를 검출함으로써, 열 보호 신호가 떠서 각 회로블록에 파워 다운이 되도록 한다.Thus, as a result of the comparison, when the voltage drop voltage for the cathode of the diode is less than the reference voltage within the period of the reset is determined as a high temperature (S303). More specifically, according to the result of comparing the voltage drop voltage and the reference voltage in the floating state of the diode, the thermal protection signal is floated to each circuit block by detecting a pulse when the voltage drop voltage is lower than the reference voltage. Allow power down.

반면, 상기 다이오드의 캐소드의 전압강하된 전압이 상기 기준전압을 초과한 경우, 오동작 또는 화재 위험이 발생하지 않는 저온인 것으로 판별하여서, 고온이 아닌 것으로 감지한다.On the other hand, when the voltage drop voltage of the cathode of the diode exceeds the reference voltage, it is determined that it is a low temperature that does not cause a malfunction or a fire risk, and detects that it is not a high temperature.

그래서, 고온에서의 오동작 및 화재 발생위험을 방지하여 전자기기 및 사용자를 안전하게 보호한다.
Thus, the electronic device and the user are safely protected by preventing a risk of malfunction and fire at a high temperature.

이상과 같이, 일실시예는 다이오드가 고온에서 누설전류가 발생되어 플로팅 상태에서는 다이오드의 역방향 전압이 내려가는 것을 이용한다. 그래서, 이러한 다이오드의 캐소드를 플로팅 상태로 되도록 하여서, 이러한 다이오드의 플로팅 상태시의 고온에 따른 누설전류에 의해 내려가는 역방향 전압에 의한 전압강하된 전압이 기준전압보다 이하인 경우, 고온이 발생한 것으로 감지한다.As described above, one embodiment uses a diode in which a leakage current is generated at a high temperature so that the reverse voltage of the diode decreases in the floating state. Therefore, the cathode of such a diode is made to be in a floating state, and when the voltage dropped by the reverse voltage descending by the leakage current according to the high temperature in the floating state of the diode is less than the reference voltage, it is detected that high temperature has occurred.

그래서, 고온시에 오동작 및 화재 발생위험을 방지하여 전자기기 및 사용자를 안전하게 보호한다.Therefore, it prevents the risk of malfunction and fire at high temperatures, thereby protecting electronic devices and users safely.

이를 통해, 차량용 반도체 또는 배터리 보호회로의 열적 차단(thermal shutdown) 기능을 수행한다.
Through this, a thermal shutdown function of the vehicle semiconductor or battery protection circuit is performed.

한편, 일실시예는 다이오드가 고온에서 누설전류가 발생되어 플로팅 상태에서 다이오드의 역방향 전압이 내려가는 것을 원활히 이용하여, 이러한 역방향 전압을 검출할 수 있도록 한다.On the other hand, an embodiment of the present invention makes it possible to detect such a reverse voltage by smoothly using a diode in which a leakage current is generated at a high temperature so that the reverse voltage of the diode decreases in a floating state.

보다 상세하게, 먼저 상기 애노드가 접지된 다이오드의 캐소드에 공급 전압을 제공하는 트랜지스터의 게이트가 연결되어, 상기 공급 전압에 의해 상기 트랜지스터의 게이트에 리셋을 하여 다이오드의 캐소드를 플로팅 상태가 되도록 한다.More specifically, first, a gate of a transistor that provides a supply voltage to the cathode of the diode to which the anode is grounded is connected to reset the gate of the transistor by the supply voltage so that the cathode of the diode is in a floating state.

보다 상세하게는, 먼저 애노드가 접지에 연결된 다이오드로 트랜지스터를 통해 제공하는 공급 전압에 의해 정상 상황시의 대기 상태를 하도록 한다. 다음, 이러한 상태에서 그 공급 전압에 의해 상기 트랜지스터의 게이트에 리셋을 하여서, 그 다이오드 캐소드를 플로팅이 되도록 한다.More specifically, first, the anode is a diode connected to ground so that the standby voltage in the normal situation is provided by the supply voltage provided through the transistor. Next, in this state, the gate of the transistor is reset by the supply voltage so that the diode cathode is floated.

그래서, 상기 다이오드의 캐소드에 대한 플로팅 상태시에, 고온에서 누설전류에 따라 역방향 전압이 하강하여서 전압강하가 일어나게 되는 전압을 검출한다.Thus, in the floating state with respect to the cathode of the diode, the voltage at which the voltage drop occurs due to the reverse voltage drops in accordance with the leakage current at a high temperature.

이를 통해, 고온에서의 누설전류에 따른 플로팅 상태에서의 다이오드의 캐소드에 대한 전압강하된 전압을 원활히 검출한다.
This smoothly detects the voltage drop of the cathode of the diode in the floating state according to the leakage current at high temperature.

다른 한편, 일실시예는 이러한 고온에서의 오동작 또는 화재위험 감지시에 원활히 회로적으로 고온 발생 판별이 신속히 이루어질 수 있도록 한다.On the other hand, in one embodiment, it is possible to quickly determine the occurrence of high temperature in a circuit smoothly when detecting a malfunction or fire risk at such a high temperature.

보다 상세하게, 상기 고온 발생 판별 시에, 그 다이오드의 플로팅 상태시의 고온에 따른 누설전류에 의해 내려가는 역방향 전압에 의한 전압강하된 전압이 그 기준전압보다 이하인 경우 펄스를 검출하여 고온이 발생한 것으로 판별한다.In more detail, in the determination of the occurrence of the high temperature, when the voltage dropped by the reverse voltage falling by the leakage current according to the high temperature in the floating state of the diode is less than the reference voltage, it is determined that the high temperature is generated by detecting the pulse. do.

반면, 그 다이오드의 플로팅 상태시의 고온에 따른 누설전류에 의해 내려가는 역방향 전압에 의한 전압강하된 전압이 그 기준전압을 초과한 경우 펄스를 검출하지 않고 고온이 발생하지 않은 것으로 판별한다.On the other hand, when the voltage drop by the reverse voltage falling by the leakage current according to the high temperature in the floating state of the diode exceeds the reference voltage, it is determined that no high temperature is generated without detecting the pulse.

그래서, 각 회로블록이 고온에 따라 오동작하지 않고 보호가 이루어질 수 있도록 한다.Thus, each circuit block can be protected without malfunctioning according to the high temperature.

이를 통하여, 그 고온에서의 오동작 또는 화재위험 감지시에 원활히 회로적으로 고온 발생 판별이 신속히 이루어진다.
Through this, it is possible to quickly determine the occurrence of high temperature in a circuit smoothly when detecting malfunction or fire risk at the high temperature.

도 4는 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치의 과도 응답 특성을 나타내는 파형도이다.4 is a waveform diagram illustrating a transient response characteristic of an over temperature protection device using a diode leakage current according to an exemplary embodiment.

도 4에 도시된 바와 같이, 일실시예의 열 보호 장치의 과도 응답 특성은 다이오드 캐소드를 리셋에 의해 플로팅하여서, 고온에 따른 누설전류가 발생될 경우, 역방향 전압이 내려가는 것을 통해 오동작 및 화재위험 여부를 방지한다.As shown in FIG. 4, the transient response characteristic of the thermal protection device of one embodiment may float the diode cathode by resetting, and thus, if leakage current occurs due to high temperature, the reverse voltage may be lowered to determine whether there is a malfunction or a fire risk. prevent.

예를 들어, 여기에서와 같이 초록색은 V캐소드, 녹색은 기준전압, 보라색은 Vout, 황토색은 리셋을 나타낸다. 이러한 경우, 여기에서 30도, 60도, 90도에서는 역방향 전압이 적게 내려가고, 120도, 130도의 고온에서는 상대적으로 역방향 전압이 많이 내려감으로, 이러한 고온에서 오동작 및 화재위험 여부를 방지한다.
For example, as shown here, green represents V cathode, green represents reference voltage, purple represents Vout, and yellow represents reset. In such a case, the reverse voltage decreases at 30 degrees, 60 degrees, and 90 degrees, and the reverse voltage decreases at a high temperature of 120 degrees or 130 degrees, thereby preventing a malfunction or a fire hazard at such a high temperature.

도 5a는 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치의 다이오드의 캐소드에 대한 온도에 따른 지수비례함수관계의 역방향 전압 하강 상태를 도시한 도면이다. 그리고, 도 5b는 일실시예에 따른 도 6a의 온도에 따른 지수비례함수관계의 역방향 전압 하강 상태와 상이한 기존 온도에 따른 선형비례함수관계의 전압 하강 상태를 도시한 도면이다.5A is a diagram illustrating a reverse voltage drop state of an exponential proportional function relationship with temperature of a cathode of a diode of an overtemperature protection device using a diode leakage current according to an embodiment. FIG. 5B is a diagram illustrating a voltage drop state of a linear proportional function relationship according to an existing temperature different from a reverse voltage drop state of an exponential proportional function relationship according to temperature of FIG. 6A, according to an exemplary embodiment.

도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치는 다이오드 캐소드에 대한 플로팅 상태시에 고온에 따라 누설전류가 발생될 경우, 지수비례함수관계적으로 역방향 전압이 내려간다(도 5a 참조). 그래서, 이러한 플로팅 상태시의 온도에 따른 지수비례함수관계의 역방향 전압 하강 관계를 이용하여 고온을 안정적으로 용이하게 감지하는 것이다.As shown in FIGS. 5A and 5B, the overtemperature protection device using the diode leakage current according to an embodiment has an exponential proportional function when a leakage current is generated at a high temperature in a floating state with respect to the diode cathode. The reverse voltage goes down (see FIG. 5A). Therefore, by using the reverse voltage drop relationship of the exponential proportional function relationship with the temperature in the floating state it is to detect the high temperature easily and stably.

반면, 기존의 열 보호 장치는 센서를 사용해서 온도에 따라 전압이 선형적으로 하강하는 것을 이용한다. 그래서, 일실시예에 비해 온도에 따른 전압 변화 폭이 넓어서 고온시에, 온도에 따른 전압 감지가 쉽지 않다(도 5b 참조).Conventional thermal protection devices, on the other hand, use a sensor with a linear drop in voltage with temperature. Thus, the voltage change according to the temperature is wider than the one embodiment, so that at high temperatures, voltage sensing according to the temperature is not easy (see FIG. 5B).

이에 반해, 일실시예에 따른 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치는 일실시예의 다이오드 캐소드에 대한 플로팅 상태시의 온도에 따른 지수비례함수관계의 역방향 전압 하강 관계를 이용한다. 보다 상세하게, 일실시예에 따른 열 보호 장치는 다이오드가 플로팅 상태시에 역방향 전압이 온도에 따라 지수비례적으로 내려가는 것을 이용한다.On the contrary, the overtemperature protection device using the diode leakage current according to the embodiment uses the reverse voltage drop relation of the exponential proportional function relationship with the temperature in the floating state with respect to the diode cathode of the embodiment. More specifically, the thermal protection device according to one embodiment uses a reverse voltage that is exponentially lowered with temperature when the diode is in a floating state.

그래서, 이러한 지수비례적으로 내려가는 것이 특정 온도 이상이 된 경우 급격히 이루어지는데, 이러한 급격하게 된 상태를 고온이 발생한 것으로 안정적이면서도 용이하게 인식한다.Thus, such an exponential fall occurs rapidly when the temperature rises above a certain temperature, and this sudden state is stably and easily recognized as a high temperature.

그리고, 그 급격한 온도 상승시의 상태에 대응하여 기준전압을 설정하여, 이에 따라 그 기준전압보다 이하로 된 경우 대응하여 펄스를 검출하여 고온 발생이 된 것을 판별이 되도록 하는 것이다.
Then, the reference voltage is set in response to the sudden temperature rise, so that when the temperature is lower than the reference voltage, a pulse is detected correspondingly so that a high temperature is generated.

도 6a 내지 도 6c는 일실시예에 따른 고온 판별 동작을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 6a는 고온의 온도에 따른 캐소드 전압강하된 전압의 지수비례함수관계를 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 6b는 저온에서의 캐소드 전압강하된 전압에 대한 지수비례함수관계를 보여주는 도면이다. 또한, 도 6c는 고온에서의 캐소드 전압강하된 전압에 대한 지수비례함수관계를 보여주는 도면이다.6A to 6C are diagrams for describing the high temperature discrimination operation, according to an exemplary embodiment. Specifically, FIG. 6A is a diagram for describing an exponential proportional function relationship of a cathode voltage dropped with a high temperature. 6B is a diagram illustrating an exponential proportional function relationship with respect to the cathode voltage drop at low temperature. 6C is a diagram showing an exponential proportional function relationship with respect to the cathode voltage drop at high temperature.

도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 먼저 일실시예에 따른 고온 감지 동작은 고온에 따른 누설전류에 의한 플로팅 상태시의 캐소드 전압 변화량이 지수비례함수관계에 따라 내려가는 것을 이용한다. 이러한 경우, 30℃ 등의 저온에서는 캐소드 전압 변화량이 상대적으로 고온에 비하여 적고, 60℃ 등의 고온에서는 캐소드 전압 변화량이 저온에 비하여 상대적으로 많다.As shown in FIGS. 6A to 6C, first, the high temperature sensing operation according to the exemplary embodiment uses the cathode voltage change amount in the floating state caused by the leakage current according to the high temperature to fall in accordance with the exponential proportional function relationship. In this case, at low temperatures such as 30 ° C., the cathode voltage change is relatively small compared to high temperatures, and at high temperatures such as 60 ° C., the cathode voltage changes are relatively large compared to low temperatures.

그래서, 이러한 저온에서 시간에 따른 캐소드 전압 변화량이 작다면, 그 캐소드 전압 변화량에 따른 실제 캐소드 전압은 기준전압 이하로 하강되지 않아서 고온이 아닌 것으로 판별한다(도 6b 참조).Thus, if the amount of change in cathode voltage with time at such a low temperature is small, it is determined that the actual cathode voltage according to the amount of change in cathode voltage does not fall below the reference voltage and is not high temperature (see Fig. 6B).

반면, 그러한 고온에서의 캐소드 전압 변화량은 많음으로써, 그 캐소드 전압 변화량에 따른 실제 캐소드 전압은 기준전압 이하로 하강되어서 고온이 발생한 것으로 판별한다(도 6c 참조). 그래서, 오동작 및 화재위험을 발생하는 상황으로 인식한다.
On the other hand, since the amount of change in the cathode voltage at such a high temperature is large, the actual cathode voltage according to the amount of change in the cathode voltage is lowered below the reference voltage to determine that a high temperature has occurred (see Fig. 6C). Therefore, it is recognized as a situation that causes malfunction and fire risk.

도 7은 도 6c의 일실시예에 따른 고온에 따른 지수비례함수관계의 전압 하강에 의한 고온 판별 동작을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for describing a high temperature discrimination operation by a voltage drop of an exponential proportional function relationship according to high temperature according to an embodiment of FIG. 6C in more detail.

도 7에 도시된 바와 같이, 일실시예의 고온에 따른 지수비례함수관계의 전압 하강에 의한 고온 판별 동작은 30℃ 또는 60℃로 온도가 증가하다가 120℃ 정도 등으로 급격히 상승할 경우, 캐소드 전압이 대응하여 급격히 내려간다.As shown in FIG. 7, in the high temperature determination operation due to the voltage drop of the exponential proportional function relationship according to the high temperature of the embodiment, when the temperature increases to 30 ° C. or 60 ° C. and rapidly rises to about 120 ° C., the cathode voltage is increased. In response, it descends sharply.

그래서, 이러한 급격히 내려가는 캐소드 전압을 감지함으로써 고온을 감지하는 것이다.Thus, by detecting such a rapidly falling cathode voltage it is to detect the high temperature.

이러한 경우, 그 급격히 내려가는 캐소드 전압이 고온에 따른 오동작시의 전압인 것을 알 수 있도록 플로팅 상태시의 고온에 따른 누설전류에 대응하여 비례지수함수적으로 전압강하된 시점의 전압을 기준전압으로 정하여 판별하도록 한다.In this case, the voltage at the time when the voltage drop is proportionally exponentially determined as the reference voltage is determined in response to the leakage current due to the high temperature in the floating state so that the rapidly decreasing cathode voltage is the voltage during the malfunction due to the high temperature. Do it.

보다 상세하게, 그러한 급격히 내려가는 캐소드 전압이 이러한 기준전압보다 이하로 떨어진 경우 펄스를 검출하여서 고온 발생을 감지하는 것이다.More specifically, when such a rapidly falling cathode voltage falls below this reference voltage, a high temperature is detected by detecting a pulse.

여기서는, a가 30℃, b가 60℃, c가 120℃, d가 130℃를 나타낸다. 간단하게 a, b, c, d의 크기는 a＜b＜c＜d 순서로 된다. 그래서, c 이하부터 펄스를 검출하여서 고온이 발생됨을 판별한다.Here, a shows 30 degreeC, b shows 60 degreeC, c shows 120 degreeC, and d shows 130 degreeC. Simply, the magnitudes of a, b, c and d are in the order a <b <c <d. Therefore, a pulse is detected from c or less to determine that high temperature is generated.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 다이오드 102 : 트랜지스터
103 : 비교기 104 : 펄스 검출부Explanation of symbols on the main parts of the drawings
101: diode 102: transistor
103: comparator 104: pulse detector

Claims (10)

고온시에, 다이오드의 열에 의한 누설전류에 따라 역방향 전압이 하강하여 전압강하된 전압을 감지하는 감지부; 및
상기 전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여, 상기 비교 결과 상기 전압이 상기 기준전압보다 이하인 경우 고온이 발생한 것으로 판별하고, 상기 전압이 상기 기준전압을 초과한 경우 고온이 발생하지 않은 것으로 판별하는 고온 판별부; 를 포함하고,
상기 고온 판별부는 고온 발생시에, 각 회로블록으로 알림하며,
상기 감지부는,
에노드가 접지에 연결된 다이오드; 및
상기 다이오드의 캐소드에 게이트가 연결되어 공급 전압에 의한 미리 설정된 주기의 리셋에 따라 상기 다이오드의 캐소드에 대한 플로팅 상태가 되도록 하는 PMOS 트랜지스터; 를 포함하고,
상기 다이오드의 캐소드에 대한 플로팅 상태시의 고온에 따른 다이오드의 누설전류에 의한 역방향 전압이 하강하여 전압강하된 전압을 미리 설정된 주기 내에서 감지하며,
상기 고온 판별부는,
상기 다이오드의 캐소드와 상기 트랜지스터의 드레인 단자의 사이에 접합된 지점에서 상기 플로팅 상태시의 고온에 따른 누설전류에 의한 역방향 전압이 하강하여 전압강하된 전압을 입력받아 미리 설정된 기준전압과 비교하는 비교기; 및
미리 설정된 주기 이내에 상기 전압이 상기 기준전압을 초과한 상태로 미리 설정된 주기를 지나는 경우 펄스를 검출하지 않고, 미리 설정된 주기 이내에 상기 전압이 상기 기준전압보다 이하로 내려가는 경우에만 펄스를 검출하여 고온의 발생 여부를 판별하는 펄스 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치.
A sensing unit which senses a voltage drop at a high temperature by decreasing a reverse voltage according to a leakage current caused by heat of a diode; And
The high temperature determination is performed by comparing the voltage with a preset reference voltage and determining that a high temperature is generated when the voltage is less than the reference voltage as a result of the comparison, and determining that no high temperature is generated when the voltage exceeds the reference voltage. part; Including,
The high temperature determination unit notifies each circuit block when a high temperature occurs,
The detection unit,
A diode whose anode is connected to ground; And
A PMOS transistor having a gate connected to the cathode of the diode to be in a floating state with respect to the cathode of the diode according to a reset of a predetermined period by a supply voltage; Including,
The reverse voltage due to the leakage current of the diode in response to the high temperature in the floating state with respect to the cathode of the diode falls and detects the voltage drop within a predetermined period,
The high temperature determination unit,
A comparator that receives a voltage drop voltage at a point bonded between the cathode of the diode and the drain terminal of the transistor and receives a voltage drop due to a reverse voltage due to a leakage current according to a high temperature in the floating state, and compares the voltage with a preset reference voltage; And
The pulse is not detected when the voltage passes the preset period while the voltage exceeds the reference voltage within a preset period, and the pulse is detected only when the voltage falls below the reference voltage within the preset period to generate a high temperature. Pulse detection unit for determining whether or not; over temperature protection device using a diode leakage current comprising a.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 비교기는,
상기 플로팅 상태시 고온에 따른 누설전류에 의해 비례지수함수적으로 전압강하된 다이오드의 캐소드 전압과 기준전압을 비교하는 것을 특징으로 하는 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 장치.
The method of claim 1,
The comparator,
The over-temperature protection device using a diode leakage current, characterized in that for comparing the cathode voltage and the reference voltage of the diode which is proportionally exponentially dropped by the leakage current according to the high temperature in the floating state.
고온시에, 다이오드의 열에 의한 누설전류에 따라 역방향 전압이 하강하여 전압강하된 전압을 감지하는 제 1 단계; 및
상기 전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여, 상기 비교 결과 상기 전압이 상기 기준전압보다 이하인 경우 고온이 발생한 것으로 판별하고, 상기 전압이 상기 기준전압을 초과한 경우 고온이 발생하지 않은 것으로 판별하는 제 2 단계; 를 포함하고,
상기 제 2 단계는 고온 발생시에, 각 회로블록으로 알림하며,
상기 제 1 단계는
상기 다이오드의 캐소드에 대한 플로팅 상태시의 고온에 따른 다이오드의 누설전류에 의한 역방향 전압이 하강하여 전압강하된 전압을 감지하되,
상기 다이오드의 애노드가 접지에 연결되고, 상기 다이오드의 캐소드에 PMOS 트랜지스터의 게이트가 연결되어 공급 전압에 의한 미리 설정된 주기의 리셋에 따라 상기 다이오드의 캐소드에 대한 플로팅 상태가 되도록 하여, 상기 플로팅 상태시의 고온에 따른 상기 다이오드의 누설전류에 의한 역방향 전압이 하강하여 전압강하된 전압을 미리 설정된 주기 내에서 감지하고,
상기 제 2 단계는
상기 다이오드의 캐소드와 상기 PMOS 트랜지스터의 드레인 단자의 사이에 접합된 지점에서 상기 플로팅 상태시의 고온에 따른 누설전류에 의한 역방향 전압이 하강하여 전압강하된 전압을 입력받아 미리 설정된 기준전압과 비교하는 제 2-1 단계; 및
미리 설정된 주기 이내에 상기 전압이 상기 기준전압을 초과한 상태로 미리 설정된 주기를 지나는 경우 펄스를 검출하지 않고, 미리 설정된 주기 이내에 상기 전압이 상기 기준전압보다 이하인 경우에만 펄스를 검출하여 고온의 발생 여부를 판별하는 제 2-2 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 방법.
A first step of detecting a voltage drop due to a reverse voltage drop according to a leakage current due to heat of a diode at a high temperature; And
Comparing the voltage with a predetermined reference voltage and determining that a high temperature has occurred when the voltage is less than the reference voltage as a result of the comparison; and determining that no high temperature has occurred when the voltage exceeds the reference voltage. step; Including,
The second step is to notify each circuit block when a high temperature occurs,
The first step is
The reverse voltage due to the leakage current of the diode in response to the high temperature in the floating state of the diode of the diode is lowered to detect the voltage drop,
The anode of the diode is connected to ground, and the gate of the PMOS transistor is connected to the cathode of the diode such that the diode is in a floating state with respect to the cathode of the diode according to a reset of a predetermined period by a supply voltage. The reverse voltage due to the leakage current of the diode according to the high temperature drops to detect the voltage drop within a predetermined period,
The second step is
A second voltage at which the reverse voltage due to the leakage current according to the high temperature in the floating state is lowered at the junction between the cathode of the diode and the drain terminal of the PMOS transistor to receive the voltage drop and compare it with a preset reference voltage; Step 2-1; And
The pulse is not detected when the voltage passes the preset period in a state in which the voltage exceeds the reference voltage within a preset period, and the pulse is detected only when the voltage is less than the reference voltage within the preset period to determine whether high temperature is generated. Determining step 2-2; Overtemperature protection method using a diode leakage current, characterized in that it comprises a.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 6 항에 있어서,
상기 제 2-1 단계는
상기 플로팅 상태시의 고온에 따른 누설전류에 의해 비례지수함수적으로 전압강하된 다이오드의 캐소드 전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하는 것을 특징으로 하는 다이오드 누설전류를 이용한 과온도 보호 방법.
The method of claim 6,
Step 2-1
And comparing the cathode voltage of the diode which is proportionally exponentially dropped by the leakage current according to the high temperature in the floating state with a predetermined reference voltage.
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