KR20230153144A - Temperature-compensated current source and system for measuring current using the same - Google Patents

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KR20230153144A
KR20230153144A KR1020220052993A KR20220052993A KR20230153144A KR 20230153144 A KR20230153144 A KR 20230153144A KR 1020220052993 A KR1020220052993 A KR 1020220052993A KR 20220052993 A KR20220052993 A KR 20220052993A KR 20230153144 A KR20230153144 A KR 20230153144A
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조성환
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Abstract

소정의 전압을 공급하는 정전압원; 상기 정전압원의 정전압 출력단에 연결되며, 온도 보상된 전압인 보상전압을 생성하는 보상전압 생성기; 상기 보상전압 생성기의 보상전압 출력단에 제1 입력단이 연결되는 증폭기; 상기 증폭기의 출력단에 연결되는 트랜스컨덕터; 및 상기 트랜스컨덕터 및 상기 증폭기의 제2 입력단에 연결되는 저항을 포함하되, 상기 트랜스컨덕터를 통해 온도변화에 강인한 전류인 기준 전류를 출력하는 온도 보상 전류원 및 이를 이용한 전류 측정 시스템이 개시된다.A constant voltage source that supplies a predetermined voltage; a compensation voltage generator connected to the constant voltage output terminal of the constant voltage source and generating a compensation voltage that is a temperature compensated voltage; an amplifier whose first input terminal is connected to the compensation voltage output terminal of the compensation voltage generator; A transconductor connected to the output terminal of the amplifier; and a resistor connected to the transconductor and the second input terminal of the amplifier, and outputting a reference current that is resistant to temperature changes through the transconductor. A current measurement system using the same is disclosed.

Description

온도 보상 전류원 및 이를 이용한 전류 측정 시스템{TEMPERATURE-COMPENSATED CURRENT SOURCE AND SYSTEM FOR MEASURING CURRENT USING THE SAME}Temperature compensated current source and current measurement system using the same {TEMPERATURE-COMPENSATED CURRENT SOURCE AND SYSTEM FOR MEASURING CURRENT USING THE SAME}

본 발명은 온도 보상 전류원 및 이를 이용한 전류 측정 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 온도변화에 강인한 전류인 기준 전류를 출력하는 온도 보상 전류원 및 이를 이용한 전류 측정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature-compensated current source and a current measurement system using the same. More specifically, it relates to a temperature-compensated current source that outputs a reference current that is robust to temperature changes and a current measurement system using the same.

전류 측정 방식에는, 대표적으로 션트(shunt) 저항을 이용한 전류 측정 방식이 있으며, 이에 대해 간단히 설명하면, 측정하고자 하는 전류가 션트 저항을 통과함에 따라 션트 저항에서 전압 강하가 발생하게 되는데, 이때 션트 저항 양단의 전압을 센싱하여 전압 강하량 V를 획득하고, 옴의 법칙에 따라, 션트 저항값 R로 전압 강하량 V를 나눔으로써, 측정하고자 하는 전류 I의 값을 추정하는 방식이다.A representative current measurement method is a current measurement method using a shunt resistance. To briefly explain this, as the current to be measured passes through the shunt resistance, a voltage drop occurs in the shunt resistance. In this case, the shunt resistance This is a method of obtaining the voltage drop V by sensing the voltage at both ends and estimating the value of the current I to be measured by dividing the voltage drop V by the shunt resistance value R according to Ohm's law.

하지만, 션트 저항을 이용한 종래의 전류 측정 방식에 따르면 다음과 같은 문제점이 존재하였다.However, according to the conventional current measurement method using a shunt resistor, the following problems existed.

먼저, 실제 션트 저항값은 온도변화에 따라 크게 변함에도 불구하고, 종래의 전류 측정 방식에 따르면, 션트 저항값이 온도변화에 관계없이 고정된 값을 가진다는 가정 하에, 고정된 션트 저항값을 옴의 법칙에 대입하였으며, 따라서, 이로부터 도출되는 측정 전류의 값이 부정확해지는 문제점이 존재하였다.First, although the actual shunt resistance value changes greatly depending on temperature changes, according to the conventional current measurement method, a fixed shunt resistance value is assumed to have a fixed value regardless of temperature changes. was substituted for the law of , and therefore, there was a problem that the value of the measured current derived from this was inaccurate.

이에 대해, 도 1을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면 아래와 같다.This will be described in more detail with reference to FIG. 1 as follows.

도 1은 배터리 충방전 시스템에서 배터리팩으로부터 생성되는 배터리 전류 IBAT를 측정하기 위한 회로를 개략적으로 도시하고 있다.Figure 1 schematically shows a circuit for measuring the battery current I BAT generated from a battery pack in a battery charging and discharging system.

도 1을 참조하면, 배터리팩으로부터 부하로 공급되는 전류 IBAT를 측정하기 위해 션트 저항 RS가 삽입되어 있는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 1, it can be seen that a shunt resistor R S is inserted to measure the current I BAT supplied from the battery pack to the load.

참고로, 션트 저항 RS는 매우 작은 값(가령, 5mΩ 이하의 값)을 가지므로, 도 1에서 도시하는 바와 같이 증폭기를 이용하여 션트 저항 양단의 전압을 증폭할 수 있으며, 증폭된 전압 DOUT을 이용하여 전류 IBAT를 추정할 수 있다.For reference, since the shunt resistance R S has a very small value (e.g., a value of 5 mΩ or less), the voltage across the shunt resistor can be amplified using an amplifier as shown in Figure 1, and the amplified voltage D OUT The current I BAT can be estimated using .

이때, 증폭기에 의해 증폭된 전압 DOUT은 아래의 수식에 따라 계산될 수 있다.At this time, the voltage D OUT amplified by the amplifier can be calculated according to the formula below.

DOUT(T) = IBAT * RS(T) * A(T) * (2N / Vref(T))D OUT (T) = I BAT * R S (T) * A(T) * (2 N / V ref (T))

참고로, A(T)는 증폭기의 전압 이득, T는 온도, N은 ADC(Analog-to-digital converter)의 분해능, Vref는 ADC의 기준 전압이며, 아래에서는 설명의 편의상, 션트 저항의 값만 온도에 따라 변하고, 증폭기의 전압 이득 및 Vref의 값은 온도변화에 관계없이 고정된 값을 갖는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.For reference, A(T) is the voltage gain of the amplifier, T is the temperature, N is the resolution of the ADC (Analog-to-digital converter), and V ref is the reference voltage of the ADC. For convenience of explanation, only the shunt resistance value is shown below. It changes depending on the temperature, and the voltage gain and V ref of the amplifier will be explained assuming that they have a fixed value regardless of the temperature change.

먼저, 상온에서의 션트 저항 값은 RS이며, 상온보다 높은 특정 온도에서의 션트 저항 값은 1.1RS라고 할 때, 특정 온도에서의 증폭기의 실제 출력 전압 DOUT은 IBAT * 1.1RS * A * (2N / Vref) 의 값을 가지는 것으로 측정된다.First, the shunt resistance value at room temperature is R S , and given that the shunt resistance value at a specific temperature higher than room temperature is 1.1R S , the actual output voltage D OUT of the amplifier at a specific temperature is I BAT * 1.1R S * It is measured to have a value of A * (2 N / V ref ).

그리고, 측정 전류 IBAT^의 값은 아래의 수식에 따라 계산될 수 있다.And, the value of the measured current I BAT ^ can be calculated according to the formula below.

IBAT^ = (DOUT / (RS(T) * A(T))) * (Vref(T) / 2N)I BAT ^ = (D OUT / (R S (T) * A(T))) * (V ref (T) / 2 N )

이때, 특정 온도에서의 실제 션트 저항값이 반영되도록, 상기 IBAT^ 수식의 RS(T)에 1.1RS를 대입할 경우, 측정 전류 IBAT^는 아래의 수식At this time, when 1.1R S is substituted for R S (T) in the I BAT ^ formula above to reflect the actual shunt resistance value at a specific temperature, the measured current I BAT ^ is expressed in the formula below

IBAT^= (DOUT / (1.1RS * A)) * (Vref / 2N) = IBAT I BAT ^= (D OUT / (1.1R S * A)) * (V ref / 2 N ) = I BAT

에 따라 IBAT 가 되므로, 배터리팩으로부터 부하로 공급되는 실제 전류 IBAT 가 정상적으로 계산된 것을 확인할 수 있다.Since I BAT is determined according to , it can be confirmed that the actual current I BAT supplied from the battery pack to the load is calculated correctly.

반면, 종래의 측정 방식에 따라, 온도 변화에 따른 션트 저항값 변화를 고려하지 않고, 단순히 상온에서의 션트 저항 값 RS를 상기 IBAT^ 수식에 반영할 경우, 측정 전류 IBAT^는 아래의 수식On the other hand, according to the conventional measurement method, if the shunt resistance value R S at room temperature is simply reflected in the above I BAT ^ formula without considering the change in shunt resistance value due to temperature change, the measured current I BAT ^ is as follows. formula

IBAT^= (DOUT / (RS * A)) * (Vref / 2N) = 1.1IBAT I BAT ^= (D OUT / (R S * A)) * (V ref / 2 N ) = 1.1I BAT

에 따라 1.1IBAT 가 되므로, 배터리팩으로부터 부하로 공급되는 실제 전류 IBAT 가 정상적으로 계산되지 않은 것을 확인할 수 있다.Accordingly, it becomes 1.1I BAT , so it can be confirmed that the actual current I BAT supplied from the battery pack to the load was not calculated properly.

이처럼, 온도 변화에 따라 변화하는 값(가령, 션트 저항의 값, 전압 이득의 값 등)으로 인해 측정 전류가 잘못 계산되는 문제점을 해결하기 위해, 종래에는, 온도 변화에 따른 실제 저항 값 등에 대한 테이블, 즉 룩-업 테이블(look-up table)을 만들어 둔 상태에서, 실제 온도에 따른 실제 저항 값 등을 이용하여 전류의 값을 추정하였다.In order to solve the problem of the measured current being incorrectly calculated due to values that change according to temperature changes (e.g., shunt resistance value, voltage gain value, etc.), conventionally, a table of actual resistance values according to temperature change was used. That is, with a look-up table created, the current value was estimated using the actual resistance value according to the actual temperature.

하지만, 이처럼 룩-업 테이블을 이용하여 실제 온도에 따른 실제 저항값 등을 알기 위해서는, 실제 온도 값을 획득하기 위한 온도 센서가 필요하다는 문제점이 존재하였다.However, in order to know the actual resistance value according to the actual temperature using a look-up table like this, there was a problem that a temperature sensor was needed to obtain the actual temperature value.

또한, 앞서 설명했듯이, 션트 저항의 값이 매우 작기 때문에, 션트 저항에 연결된 전선의 저항이 측정 전압 값에 많은 영향을 끼치게 되고, 이에 따라 측정 전압 값으로부터 추정되는 전류의 값이 부정확하게 되는 문제점이 존재하였다.In addition, as explained earlier, because the value of the shunt resistance is very small, the resistance of the wire connected to the shunt resistance has a great influence on the measured voltage value, which causes the problem that the current value estimated from the measured voltage value is inaccurate. It existed.

따라서, 상기 문제점들을 해결하기 위한 개선 방안이 요구되는 실정이다.Therefore, improvement measures to solve the above problems are required.

본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to solve all of the above-mentioned problems.

또한, 본 발명은 온도 변화에 강인한 전류를 출력하는 온도 보상 전류원을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a temperature-compensated current source that outputs a current that is robust to temperature changes.

또한, 본 발명은 온도 보상 전류원을 이용하는 전류 측정 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a current measurement system using a temperature compensated current source.

또한, 본 발명은 온도 보상 전류원을 이용하여 온도 변화에 영향을 받지 않고 정확하게 전류를 측정하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another purpose of the present invention is to accurately measure current without being affected by temperature changes using a temperature compensated current source.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.In order to achieve the object of the present invention as described above and realize the characteristic effects of the present invention described later, the characteristic configuration of the present invention is as follows.

본 발명의 일 태양에 따르면, 온도 보상 전류원에 있어서, 소정의 전압을 공급하는 정전압원; 상기 정전압원의 정전압 출력단에 연결되며, 온도 보상된 전압인 보상전압을 생성하는 보상전압 생성기; 상기 보상전압 생성기의 보상전압 출력단에 제1 입력단이 연결되는 증폭기; 상기 증폭기의 출력단에 연결되는 트랜스컨덕터; 및 상기 트랜스컨덕터 및 상기 증폭기의 제2 입력단에 연결되는 저항을 포함하되, 상기 트랜스컨덕터를 통해 온도변화에 강인한 전류인 기준 전류를 출력하는 온도 보상 전류원이 개시된다.According to one aspect of the present invention, a temperature compensation current source includes: a constant voltage source supplying a predetermined voltage; a compensation voltage generator connected to the constant voltage output terminal of the constant voltage source and generating a compensation voltage that is a temperature compensated voltage; an amplifier whose first input terminal is connected to the compensation voltage output terminal of the compensation voltage generator; A transconductor connected to the output terminal of the amplifier; and a resistor connected to the transconductor and a second input terminal of the amplifier, and outputting a reference current that is resistant to temperature changes through the transconductor.

일례로서, 상기 트랜스컨덕터에 연결되며, 상기 기준 전류를 복사하여 제1 복사 전류를 생성하는 출력용 전류 미러인 제1 전류 미러;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원이 개시된다.As an example, a temperature compensated current source is disclosed, which is connected to the transconductor and further includes a first current mirror, which is an output current mirror that copies the reference current to generate a first radiation current.

일례로서, 상기 보상전압 생성기에 포함된 트랜지스터를 가변시키기 위한 비트 컨트롤러에 의해 상기 보상전압 출력단에서의 상기 보상전압의 온도계수를 변화시켜가면서, 상기 기준 전류를 복사하여 제2 복사 전류를 생성하는 측정용 전류 미러인 제2 전류 미러 - 상기 제2 전류 미러는 상기 트랜스컨덕터에 연결됨 - 를 통해 제1 온도에서 생성되는 제2_1 복사 전류 및 제2 온도에서 생성되는 제2_2 복사 전류의 차이를 모니터링한 결과, 상기 제2_1 복사 전류 및 상기 제2_2 복사 전류가 기설정된 임계 범위 이내로 근접한 경우의 상기 보상전압의 온도계수를 최적 온도계수로 결정하고 이에 대응되는 상기 비트 컨트롤러의 설정값을 유지한 상태에서, 상기 제1 전류 미러를 통해 상기 제1 복사 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원이 개시된다.As an example, a measurement in which a second radiation current is generated by copying the reference current while changing the temperature coefficient of the compensation voltage at the compensation voltage output terminal by a bit controller for varying the transistor included in the compensation voltage generator. As a result of monitoring the difference between the 2_1 radiated current generated at the first temperature and the 2_2 radiated current generated at the second temperature through a second current mirror, which is a current mirror, the second current mirror is connected to the transconductor. , in a state where the temperature coefficient of the compensation voltage when the 2_1 radiation current and the 2_2 radiation current are close to within a preset threshold range is determined as the optimal temperature coefficient and the corresponding setting value of the bit controller is maintained, A temperature compensated current source is disclosed, characterized in that the first radiation current is generated through a first current mirror.

일례로서, 상기 보상전압 생성기는, 제1 트랜지스터 그룹 내지 제n 트랜지스터 그룹 - 상기 제1 트랜지스터 그룹 내지 상기 제n 트랜지스터 그룹은 직렬로 연결되며, 상기 n은 1이상의 정수임 - 을 포함하며, 상기 제1 트랜지스터 그룹 내지 상기 제n 트랜지스터 그룹 각각은 (i) 제1 보정용 트랜지스터 내지 제n 보정용 트랜지스터 각각, (ii) 상기 제1 보정용 트랜지스터 내지 상기 제n 보정용 트랜지스터 각각에 병렬로 연결되되 각각의 ON/OFF 를 제어하기 위한 각각의 스위치를 통해 연결된, 제1_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제1_m 비트설정용 트랜지스터, 내지 제n_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제n_m 비트설정용 트랜지스터 각각 및 (iii) 상기 제1 보정용 트랜지스터 내지 상기 제n 보정용 트랜지스터 각각에 직렬로 연결되는 제1 비보정용 트랜지스터 내지 제n 비보정용 트랜지스터 각각을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원이 개시된다.As an example, the compensation voltage generator includes a first transistor group to an n-th transistor group, wherein the first transistor group to the n-th transistor group are connected in series, and n is an integer of 1 or more. Each of the transistor group and the nth transistor group is connected in parallel to (i) each of the first correction transistor to the nth correction transistor, (ii) each of the first correction transistor to the nth correction transistor, and each turns ON/OFF. Each of the 1_1st bit setting transistor to the 1_m bit setting transistor, the n_1th bit setting transistor to the n_m bit setting transistor connected through each switch for control, and (iii) the first correction transistor to the above. A temperature compensation current source is disclosed, which includes each of a first non-compensation transistor to an n-th non-compensation transistor connected in series to each of the n-th compensation transistors.

일례로서, 상기 트랜스컨덕터에 연결되며, 상기 기준 전류를 복사하여 제1 복사 전류를 생성하는 출력용 전류 미러인 제1 전류 미러;를 추가로 포함하되, 상기 보상전압 생성기에 포함된 트랜지스터를 가변시키기 위한 비트 컨트롤러에 의해 상기 제1_1 비트설정용 트랜지스터 내지 상기 제1_m 비트설정용 트랜지스터, 내지 상기 제n_1 비트설정용 트랜지스터 내지 상기 제n_m 비트설정용 트랜지스터 각각에 연결된 스위치의 ON 또는 OFF 상태를 변화시켜가면서, 상기 기준 전류를 복사하여 제2 복사 전류를 생성하는 측정용 전류 미러인 제2 전류 미러 - 상기 제2 전류 미러는 상기 트랜스컨덕터에 연결됨 - 를 통해 제1 온도에서 생성되는 제2_1 복사 전류 및 제2 온도에서 생성되는 제2_2 복사 전류의 차이를 모니터링한 결과, 상기 제2_1 복사 전류 및 상기 제2_2 복사 전류가 기설정된 임계 범위 이내로 근접하는 경우의 상기 보상전압의 온도계수를 최적 온도계수로 결정하고 이에 대응되는 상기 비트 컨트롤러의 설정값을 유지한 상태에서, 상기 제1 전류 미러를 통해 상기 제1 복사 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원이 개시된다.As an example, a first current mirror connected to the transconductor, which is an output current mirror that copies the reference current and generates a first radiation current, further includes a first current mirror for varying the transistor included in the compensation voltage generator. By changing the ON or OFF state of the switch connected to each of the 1_1 bit setting transistor to the 1_m bit setting transistor, the n_1 bit setting transistor to the n_m bit setting transistor, by the bit controller, A 2_1 radiated current and a second 2_1 radiated current generated at a first temperature through a 2nd current mirror, which is a measuring current mirror that copies the reference current and generates a 2nd radiated current - the 2nd current mirror is connected to the transconductor As a result of monitoring the difference between the 2_2 radiated current generated at temperature, the temperature coefficient of the compensation voltage when the 2_1 radiated current and the 2_2 radiated current approach within a preset threshold range is determined as the optimal temperature coefficient, and A temperature compensated current source is disclosed, characterized in that the first radiation current is generated through the first current mirror while maintaining the corresponding setting value of the bit controller.

일례로서, 상기 저항은 스위치드 커패시터(Switched Capacitor) 및 오실레이터(Oscillator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원이 개시된다.As an example, a temperature compensated current source is disclosed wherein the resistor includes a switched capacitor and an oscillator.

일례로서, 상기 보상전압 생성기는, 제1 트랜지스터 그룹 내지 제n 트랜지스터 그룹 - 상기 제1 트랜지스터 그룹 내지 상기 제n 트랜지스터 그룹은 직렬로 연결되며, 상기 n은 1이상의 정수임 - 을 포함하고, 상기 제1 트랜지스터 그룹 내지 상기 제n 트랜지스터 그룹 각각은 (i) 제1 보정용 트랜지스터 내지 제n 보정용 트랜지스터 각각, (ii) 상기 제1 보정용 트랜지스터 내지 상기 제n 보정용 트랜지스터 각각에 병렬로 연결되되 각각의 ON/OFF 를 제어하기 위한 각각의 스위치를 통해 연결된, 제1_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제1_m 비트설정용 트랜지스터, 내지 제n_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제n_m 비트설정용 트랜지스터 각각 및 (iii) 상기 제1 보정용 트랜지스터 내지 상기 제n 보정용 트랜지스터 각각에 직렬로 연결되는 제1 비보정용 트랜지스터 내지 제n 비보정용 트랜지스터 각각을 포함하며, 상기 보상전압 출력단에서의 상기 보상전압의 온도계수를 αCOMP, 상기 스위치드 커패시터의 온도계수를 αC, 상기 오실레이터의 온도 계수를 αXO 라고 할 때, 상기 보상전압 생성기에 포함된 트랜지스터를 가변시키기 위한 비트 컨트롤러에 의해 상기 제1_1 비트설정용 트랜지스터 내지 상기 제1_m 비트설정용 트랜지스터, 내지 상기 제n_1 비트설정용 트랜지스터 내지 상기 제n_m 비트설정용 트랜지스터 각각에 연결된 스위치의 ON 또는 OFF 상태를 변화시켜가면서, 상기 기준 전류를 복사하여 제2 복사 전류를 생성하는 측정용 전류 미러인 제2 전류 미러 - 상기 제2 전류 미러는 상기 트랜스컨덕터에 연결됨 - 를 통해 제1 온도에서 생성되는 제2_1 복사 전류 및 제2 온도에서 생성되는 제2_2 복사 전류의 차이를 모니터링한 결과, 상기 제2_1 복사 전류 및 상기 제2_2 복사 전류가 기설정된 임계 범위 이내로 근접하면서 상기 보상전압의 온도계수가 아래 수식 αCOMP + αC + αXO = 0 을 만족하는 경우의 상기 보상전압의 온도계수를 최적 온도계수로 결정하고 이에 대응되는 상기 비트 컨트롤러의 설정값을 유지하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원이 개시된다.As an example, the compensation voltage generator includes a first transistor group to an n-th transistor group - the first transistor group to the n-th transistor group are connected in series, and n is an integer of 1 or more. Each of the transistor group and the nth transistor group is connected in parallel to (i) each of the first correction transistor to the nth correction transistor, (ii) each of the first correction transistor to the nth correction transistor, and each turns ON/OFF. Each of the 1_1st bit setting transistor to the 1_m bit setting transistor, the n_1th bit setting transistor to the n_m bit setting transistor connected through each switch for control, and (iii) the first correction transistor to the above. It includes a first non-compensation transistor to an n-th non-compensation transistor connected in series to each of the n-th compensation transistors, and the temperature coefficient of the compensation voltage at the compensation voltage output terminal is α COMP , and the temperature coefficient of the switched capacitor is α C, when the temperature coefficient of the oscillator is α A second current mirror, which is a measuring current mirror that copies the reference current and generates a second copy current while changing the ON or OFF state of the switch connected to each of the bit setting transistor or the n_m bit setting transistor - the above A second current mirror is connected to the transconductor. As a result of monitoring the difference between the 2_1 radiated current generated at the first temperature and the 2_2 radiated current generated at the second temperature, the 2_1 radiated current and the 2_2 When the radiation current approaches within a preset critical range and the temperature coefficient of the compensation voltage satisfies the formula below α COMP + α C + α A temperature compensated current source characterized by maintaining a set value of a bit controller is disclosed.

일례로서, 온도변화에 따라 상기 정전압원으로부터 공급되는 상기 소정의 전압의 값이 변화할 경우, 상기 정전압원의 온도계수를 αBGR 라고 할 때, 상기 제2_1 복사 전류 및 상기 제2_2 복사 전류가 상기 기설정된 임계 범위 이내로 근접하면서 상기 보상전압의 온도계수가 아래 수식 αCOMP + αC + αXO + αBGR = 0 을 만족하는 경우의 상기 보상전압의 온도계수를 상기 최적 온도계수로 결정하고 이에 대응되는 상기 비트 컨트롤러의 설정값을 유지하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원이 개시된다.As an example, when the value of the predetermined voltage supplied from the constant voltage source changes according to temperature change, and when the temperature coefficient of the constant voltage source is α BGR , the 2_1 radiation current and the 2_2 radiation current are When the temperature coefficient of the compensation voltage satisfies the equation below α COMP + α C + α A temperature compensated current source is disclosed, characterized in that maintaining the set value of the bit controller.

일례로서, 상기 정전압원은 밴드갭 레퍼런스(Bandgap Reference), 차지드 커패시터(Charged Capacitor) 및 제너 다이오드(Zener Diode) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원이 개시된다.As an example, a temperature compensated current source is disclosed wherein the constant voltage source includes one of a bandgap reference, a charged capacitor, and a Zener diode.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 소정의 전압을 공급하는 정전압원;상기 정전압원의 정전압 출력단에 연결되며, 온도 보상된 전압인 보상전압을 생성하는 보상전압 생성기;상기 보상전압 생성기의 보상전압 출력단에 제1 입력단이 연결되는 증폭기;상기 증폭기의 출력단에 연결되는 트랜스컨덕터; 및 상기 트랜스컨덕터 및 상기 증폭기의 제2 입력단에 연결되는 저항;을 포함하되, 상기 트랜스컨덕터를 통해 온도변화에 강인한 전류인 기준 전류를 출력하는 온도 보상 전류원을 포함하는 전류 측정 시스템에 있어서, 전원부와 부하 사이 또는 상기 전원부와 차징(charging)부 - 상기 차징부는 상기 전원부에 전력을 공급함 - 사이에 위치하는 션트 저항; 상기 션트 저항에 상기 기준 전류를 공급하는 상기 온도 보상 전류원; 및 상기 전원부로부터 공급되는 전원 전류 및 상기 온도 보상 전류원으로부터 공급되는 상기 기준 전류가 상기 션트 저항을 통과함에 따라 상기 션트 저항에서 강하하는 전압에 대응되는 측정 전압 값을 측정하는 전압 측정부;를 포함하되, 상기 기준 전류의 값 및 상기 전압 측정부를 통해 측정되는 상기 측정 전압 값을 참조하여 상기 전원부로부터 공급되는 상기 전원 전류를 식별하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 시스템이 개시된다.According to another aspect of the present invention, a constant voltage source that supplies a predetermined voltage; a compensation voltage generator connected to the constant voltage output terminal of the constant voltage source and generating a compensation voltage that is a temperature compensated voltage; and a compensation voltage output terminal of the compensation voltage generator. An amplifier connected to a first input terminal; A transconductor connected to the output terminal of the amplifier; and a resistor connected to the transconductor and the second input terminal of the amplifier; a current measurement system including a temperature compensated current source that outputs a reference current that is resistant to temperature changes through the transconductor, comprising: a power supply unit; A shunt resistor located between loads or between the power supply unit and a charging unit, the charging unit supplying power to the power supply unit; the temperature compensated current source supplying the reference current to the shunt resistor; And a voltage measurement unit that measures a measurement voltage value corresponding to the voltage that drops in the shunt resistor as the power current supplied from the power unit and the reference current supplied from the temperature compensation current source pass through the shunt resistor. , a current measurement system is disclosed, characterized in that the power current supplied from the power supply unit is identified by referring to the value of the reference current and the measured voltage value measured through the voltage measurement unit.

일례로서, 상기 전압 측정부를 통해 측정되는 상기 측정 전압 값은 상기 전원부로부터 공급되는 상기 전원 전류에 대응되는 전원 전압 값 및 상기 온도 보상 전류원으로부터 공급되는 상기 기준 전류에 대응되는 기준 전압 값의 합으로 결정되고, 멀티플렉싱 전류 - 상기 멀티플렉싱 전류는, 시분할 다중화(Time Division Multiplexing) 방식, 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing) 방식 및 코드 분할 다중화(Code Division Multiplexing) 방식 중 특정 다중화 방식을 이용하여 상기 전원 전류 및 상기 기준 전류를 멀티플렉싱한 전류임 - 가 상기 션트 저항을 통과함에 따라 상기 션트 저항에서 강하하는 전압에 대응되는 상기 전원 전압 값 및 상기 기준 전압 값을 상기 특정 다중화 방식을 이용하여 식별하고, 상기 기준 전류의 값, 상기 전원 전압 값 및 상기 기준 전압 값을 참조하여 상기 전원 전류를 식별하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 시스템이 개시된다.As an example, the measured voltage value measured through the voltage measurement unit is determined as the sum of the power supply voltage value corresponding to the power current supplied from the power supply unit and the reference voltage value corresponding to the reference current supplied from the temperature compensation current source. and the multiplexing current - the multiplexing current is generated using a specific multiplexing method among Time Division Multiplexing, Frequency Division Multiplexing, and Code Division Multiplexing, and the power current and the Is a current that multiplexes a reference current - identifies the power supply voltage value and the reference voltage value corresponding to the voltage that drops in the shunt resistor as it passes through the shunt resistor using the specific multiplexing method, and A current measurement system is disclosed, characterized in that the power current is identified by referring to the power supply voltage value, the power supply voltage value, and the reference voltage value.

본 발명은 온도 변화에 강인한 전류를 출력하는 온도 보상 전류원을 제공하는 효과가 있다.The present invention has the effect of providing a temperature compensated current source that outputs a current that is robust to temperature changes.

또한, 본 발명은 온도 보상 전류원을 이용하는 전류 측정 시스템을 제공하는 효과가 있다.Additionally, the present invention has the effect of providing a current measurement system using a temperature compensated current source.

또한, 본 발명은 온도 보상 전류원을 이용하여 온도 변화에 영향을 받지 않고 정확하게 전류를 측정하는 효과가 있다.Additionally, the present invention has the effect of accurately measuring current without being affected by temperature changes by using a temperature compensated current source.

본 발명의 실시예의 설명에 이용되기 위하여 첨부된 아래 도면들은 본 발명의 실시예들 중 단지 일부일 뿐이며, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 "통상의 기술자")에게 있어서는 발명적 작업이 이루어짐 없이 이 도면들에 기초하여 다른 도면들이 얻어질 수 있다.
도 1은 종래의 전류 측정 시스템을 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정 시스템을 개략적으로 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원을 개략적으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원의 보상전압 생성기의 보상전압 출력단에서의 보상전압의 최적의 온도계수가 결정되는 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원의 보상전압 생성기를 개략적으로 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 온도 보상 전류원을 포함하는 전류 측정 시스템을 개략적으로 도시한 것이고,
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 온도 보상 전류원을 포함하는 전류 측정 시스템을 이용하여 전류를 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 온도 보상 전류원을 포함하는 전류 측정 시스템에 의해 측정된 측정 전압값에 대응되는 전원 전압 값 DBAT(T) 및 기준 전압 값 DR(T)의 주파수 영역에서의 스펙트럼을 개략적으로 도시한 것이고,
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 다른 실시예에 따라 온도 보상 전류원을 포함하는 전류 측정 시스템에 있어서, 제1 전류 미러를 통해 제1 복사 전류 IR을 변조하는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
The following drawings attached for use in explaining embodiments of the present invention are only some of the embodiments of the present invention, and to those skilled in the art (hereinafter “those skilled in the art”), the invention Other drawings can be obtained based on these drawings without further work being done.
Figure 1 schematically shows a conventional current measurement system,
Figure 2 schematically shows a current measurement system according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 schematically shows a temperature compensation current source according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a diagram for explaining the process of determining the optimal temperature coefficient of the compensation voltage at the compensation voltage output terminal of the compensation voltage generator of the temperature compensation current source according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 schematically shows a compensation voltage generator of a temperature compensation current source according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 schematically shows a current measurement system including a temperature compensated current source according to another embodiment of the present invention;
Figure 7a schematically shows the process of measuring current using a current measurement system including a temperature compensated current source according to another embodiment of the present invention;
7B shows the frequency domain of the power supply voltage value D BAT (T) and the reference voltage value D R (T) corresponding to the measured voltage value measured by a current measurement system including a temperature compensated current source according to another embodiment of the present invention. It schematically shows the spectrum in
Figures 8a to 8c schematically show a process of modulating the first radiation current I R through the first current mirror in a current measurement system including a temperature compensated current source according to another embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명의 목적들, 기술적 해법들 및 장점들을 분명하게 하기 위하여 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 통상의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.The detailed description of the present invention described below refers to the accompanying drawings, which show by way of example specific embodiments in which the present invention may be practiced to make clear the objectives, technical solutions and advantages of the present invention. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention.

또한, 본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐, "포함하다"라는 단어 및 그것의 변형은 다른 기술적 특징들, 부가물들, 구성요소들 또는 단계들을 제외하는 것으로 의도된 것이 아니다. 통상의 기술자에게 본 발명의 다른 목적들, 장점들 및 특성들이 일부는 본 설명서로부터, 그리고 일부는 본 발명의 실시로부터 드러날 것이다. 아래의 예시 및 도면은 실례로서 제공되며, 본 발명을 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다.Additionally, throughout the description and claims, the word “comprise” and variations thereof are not intended to exclude other technical features, attachments, components or steps. Other objects, advantages and features of the invention will appear to those skilled in the art, partly from this description and partly from practice of the invention. The examples and drawings below are provided by way of example and are not intended to limit the invention.

더욱이 본 발명은 본 명세서에 표시된 실시예들의 모든 가능한 조합들을 망라한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Moreover, the present invention encompasses all possible combinations of the embodiments shown herein. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from one another but are not necessarily mutually exclusive. For example, specific shapes, structures and characteristics described herein with respect to one embodiment may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description that follows is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the invention is limited only by the appended claims, together with all equivalents to what those claims assert, if properly described. Similar reference numbers in the drawings refer to identical or similar functions across various aspects.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, in order to enable those skilled in the art to easily practice the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

먼저, 앞서 설명했던, 온도에 따라 변화하는 저항 값 및 전선 저항 등으로 인해 측정 전류가 부정확한 값을 가지게 되는 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명에서 제안하는 전류 측정 방식에 대해서, 도 2를 참조하여 간단히 설명하겠다.First, in order to overcome the problem of the measured current having an inaccurate value due to the resistance value and wire resistance that changes depending on the temperature, which was explained previously, the current measurement method proposed by the present invention is discussed with reference to FIG. 2. I will explain briefly.

도 2를 참조하면, 회로 내 전류 I를 측정하기 위해 션트 저항 R(200)을 회로에 삽입하되, 종래의 측정 방식과 달리, 전류원(100)이 추가된 점을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2, it can be seen that a shunt resistor R (200) is inserted into the circuit to measure the current I in the circuit, but unlike the conventional measurement method, a current source (100) is added.

참고로, 도 2에서는, 편의상, 전류원(100)이 션트 저항(200) 상단 및 하단 모두에 추가되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는, 전류원(100)이 션트 저항(200) 상단 및 하단 중 어느 쪽에 추가되더라도 동일한 결과를 얻을 수 있다는 점을 나타내기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정 시스템에 있어서 전류원(100)이 반드시 션트 저항(200) 상단 및 하단에 추가되어야 하는 것은 아니다.For reference, in FIG. 2, for convenience, the current source 100 is shown as being added to both the top and bottom of the shunt resistor 200. However, this means that the current source 100 is attached to either the top or bottom of the shunt resistor 200. Since it is only intended to indicate that the same result can be obtained even if added, the current source 100 does not necessarily have to be added to the top and bottom of the shunt resistor 200 in the current measurement system according to an embodiment of the present invention. .

도 2를 참조하면, 측정하고자 하는 전류 I^는, 옴의 법칙에 따라 아래의 수식과 같이 계산될 수 있다.Referring to FIG. 2, the current I^ to be measured can be calculated according to Ohm's law using the formula below.

I^ = VI / (R(T) + 2r(T))I^ = V I / (R(T) + 2r(T))

참고로, VI는 회로 내 전류 I가 저항 R(T)+2r(T)을 통과함에 따라 저항에서 강하하는 전압을 나타내며, R(T)은 션트 저항(200), r(T)은 션트 저항에 연결된 전선의 저항, T는 온도를 나타낸다.For reference, V I represents the voltage that drops across the resistance as the current I in the circuit passes through the resistance R(T)+2r(T), R(T) is the shunt resistance (200), and r(T) is the shunt resistance. The resistance of the wire connected to the resistor, T, represents the temperature.

이때, 실제 저항 R(T) + 2r(T)의 값은, 옴의 법칙에 따라 아래의 수식과 같이 계산될 수 있다.At this time, the value of the actual resistance R(T) + 2r(T) can be calculated as the formula below according to Ohm's law.

[R(T) + 2r(T)] = [R(T) + 2r(T)에서 강하하는 전압] / [R(T) + 2r(T)을 통과하는 전류] [R(T) + 2r(T)] = [Voltage drop across R(T) + 2r(T)] / [Current through R(T) + 2r(T)]

따라서, 본 발명이 제안하는 방식에 따라, 전류 IR을 공급하는 전류원(100)이 추가될 경우, R(T) + 2r(T)은, 아래의 수식과 같이 계산될 수 있다.Therefore, when the current source 100 supplying the current I R is added according to the method proposed by the present invention, R(T) + 2r(T) can be calculated as the formula below.

[R(T) + 2r(T)] = VR / IR [R(T) + 2r(T)] = V R / I R

참고로, VR는 전류원(100)으로부터의 전류 IR이 실제 저항 R(T) + 2r(T)을 통과함에 따라 실제 저항에서 강하하는 전압을 나타낸다.For reference, V R represents the voltage that drops across the actual resistance as the current I R from the current source 100 passes through the actual resistance R(T) + 2r(T).

이에 따라, 앞서 기재했던, 측정하고자 하는 전류 I^는, 아래의 수식과 같이 변형될 수 있다.Accordingly, the current I^ to be measured, described earlier, can be modified as shown in the formula below.

I^ = VI / [R(T) + 2r(T)]I^ = V I / [R(T) + 2r(T)]

= VI / (VR / IR)= V I / (V R / I R )

= (VI / VR) * IR = (V I / V R ) * I R

이때, VI는 회로 내 전류 I가 실제 저항 R(T)+2r(T)을 통과함에 따라 저항에서 강하하는 전압이므로, VI = [R(T) + 2r(T)] * I 로 나타낼 수 있으며, VR는 전류원(100)으로부터의 전류 IR이 실제 저항 R(T) + 2r(T)을 통과함에 따라 실제 저항에서 강하하는 전압이므로, VR = [R(T) + 2r(T)] * IR로 나타낼 수 있다.At this time, V I is the voltage that drops across the resistance as the current I in the circuit passes through the actual resistance R(T)+2r(T), so it can be expressed as V I = [R(T) + 2r(T)] * I. V R is the voltage that drops in the actual resistance as the current I R from the current source 100 passes through the actual resistance R(T) + 2r(T), so V R = [R(T) + 2r( T)] * I R It can be expressed as

따라서, 측정하고자 하는 전류 I^의 수식은 아래와 같이 정리될 수 있다.Therefore, the formula for the current I^ to be measured can be organized as follows.

I^ = (VI / VR) * IR I^ = (V I / V R ) * I R

= ((R(T) + 2r(T)) * I / ((R(T) + 2r(T)) * IR)) * IR = ((R(T) + 2r(T)) * I / ((R(T) + 2r(T)) * I R )) * I R

= I= I

상기 수식을 참조하면, 온도에 따라 저항 값이 변하더라도, 및/또는 기준 전류원으로부터의 기준 전류가 추가되더라도, 이에 관계없이, 측정 전류 I^의 값이 실제 회로 내 전류 I의 값을 갖는 것으로 정확하게 계산되는 것을 확인할 수 있다.Referring to the above formula, even if the resistance value changes depending on the temperature and/or the reference current from the reference current source is added, regardless of this, the value of the measured current I^ is accurately assumed to have the value of the actual current I in the circuit. You can check the calculation.

그런데, 상기에서처럼, (VI / VR) * IR 를 ((R(T) + 2r(T)) * I / ((R(T) + 2r(T)) * IR)) * IR 로 정리하기 위해서는, 전류원으로부터 생성되는 전류 IR이 온도변화에 관계없이 일정한 값을 가져야 한다는 전제 조건이 만족되어야 한다.However, as above, (V I / V R ) * I R is converted into ((R(T) + 2r(T)) * I / ((R(T) + 2r(T)) * I R )) * I In order to organize it into R , the prerequisite that the current I R generated from the current source must have a constant value regardless of temperature changes must be satisfied.

상기 전제 조건이 만족되어야 하는 이유에 대해 설명하기 위해, 측정 전류 I^의 수식을 다시 참조하면 아래와 같다.To explain why the above prerequisites must be satisfied, referring back to the formula for the measured current I^ is as follows.

I^ = (VI / VR) * IR I^ = (V I / V R ) * I R

만약, 온도변화에 따라 전류원으로부터 생성되는 전류 IR의 값이 달라진다면, 온도별로 달라지는 전류의 값을 알 수 없으므로, 상기 수식에서, IR에는 전류원에 표기된 고정된 전류 값을 단순 대입하게 된다.If the value of the current IR generated from the current source changes depending on the temperature change, the value of the current that changes depending on the temperature cannot be known, so in the above formula, the fixed current value indicated on the current source is simply substituted for IR .

반면에, VR은 특정 온도에서 전류원으로부터의 전류가 션트 저항을 통과함에 따라 션트 저항 양단에서 실제로 측정된 값이므로, 온도변화에 따라 달라지는 전류 값이 반영된 전압 값에 해당한다.On the other hand, V R is a value actually measured across the shunt resistor as the current from the current source passes through the shunt resistor at a specific temperature, so it corresponds to a voltage value reflecting the current value that varies depending on temperature changes.

그러므로, 전류원이, 상온에서는 IR의 전류를 출력하고, 상온보다 높은 특정 온도에서는 1.1IR의 전류를 출력한다고 할 때, 상온에서 측정된 VR은 (R(T) + 2r(T)) * IR의 값을 가지며, 특정 온도에서 측정된 VR은 (R(T) + 2r(T)) * 1.1IR의 값을 가지게 된다.Therefore, if the current source outputs a current of IR at room temperature and a current of 1.1I R at a specific temperature higher than room temperature, VR measured at room temperature is (R(T) + 2r(T)) * I R has a value, and VR measured at a specific temperature has a value of (R(T) + 2r(T)) * 1.1I R.

따라서, (i) 상온에서 측정된 VR을 측정 전류 I^에 관한 식에 대입하면, I^ = (VI / VR) * IR = (((R(T) + 2r(T)) * I) / ((R(T) + 2r(T)) * IR)) * IR = I이 되지만, (ii) 특정 온도에서 측정된 VR을 측정 전류 I^에 관한 식에 대입하면, I^ = (VI / VR) * IR = (((R(T) + 2r(T)) * I) / ((R(T) + 2r(T)) * 1.1IR)) * IR = I/1.1이 되므로, 온도변화에 따라 측정 전류 I^에 오차가 발생하는 점을 확인할 수 있다.Therefore, (i) substituting V R measured at room temperature into the equation for the measured current I^, I^ = (V I / V R ) * I R = (((R(T) + 2r(T)) * I) / ((R(T) + 2r(T)) * I R )) * I R = I, but (ii) if V R measured at a specific temperature is substituted into the equation for the measured current I^, , I^ = (V I / V R ) * I R = (((R(T) + 2r(T)) * I) / ((R(T) + 2r(T)) * 1.1I R )) * Since I R = I/1.1, it can be confirmed that errors occur in the measured current I^ due to temperature changes.

상기에서, 정확하게 전류의 값을 측정하기 위해서 온도변화에 강인한 기준 전류를 출력하는 전류원이 필요한 이유에 대해서 설명하였으므로, 아래에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도변화에 강인한 기준 전류를 출력하는 온도 보상 전류원에 대해서 도 3 내지 도 5를 참조하여 먼저 설명한 후, 본 발명의 다른 실시예에 따라 온도 보상 전류원을 포함하는 전류 측정 시스템에 대해 도 6 내지 도 8c를 참조하여 설명하기로 한다.In the above, the reason why a current source that outputs a reference current that is robust to temperature changes is necessary in order to accurately measure the value of current is explained. Therefore, below, the temperature that outputs a reference current that is robust to temperature changes according to an embodiment of the present invention will be described. The compensation current source will first be described with reference to FIGS. 3 to 5, and then the current measurement system including the temperature compensation current source according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8C.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도변화에 강인한 기준 전류를 출력하는 온도 보상 전류원(1000)을 개략적으로 도시하고 있다.Figure 3 schematically shows a temperature compensation current source 1000 that outputs a reference current that is robust to temperature changes according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)은, (i) 소정의 전압을 공급하는 정전압원(1100), (ii) 정전압원(1100)의 정전압 출력단에 연결되며, 온도 보상된 전압인 보상전압을 생성하는 보상전압 생성기(1200), (iii) 보상전압 생성기(1200)의 보상전압 출력단에 제1 입력단이 연결되는 증폭기(1300), (iv) 증폭기(1300)의 출력단에 연결되는 트랜스컨덕터(1400) 및 (v) 트랜스컨덕터(1400) 및 증폭기(1300)의 제2 입력단에 연결되는 저항(1500)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention is connected to (i) a constant voltage source 1100 that supplies a predetermined voltage, and (ii) a constant voltage output terminal of the constant voltage source 1100. , a compensation voltage generator 1200 that generates a compensation voltage that is a temperature-compensated voltage, (iii) an amplifier 1300 whose first input terminal is connected to the compensation voltage output terminal of the compensation voltage generator 1200, (iv) an amplifier 1300 ) may include a transconductor 1400 connected to the output terminal of (v) and a resistor 1500 connected to the second input terminal of the transconductor 1400 and the amplifier 1300.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)은, 트랜스컨덕터(1400)에 연결되며, 기준 전류를 복사하여 제1 복사 전류를 생성하는 출력용 전류 미러인 제1 전류 미러(1600)를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention is connected to the transconductor 1400 and includes a first current mirror 1600, which is an output current mirror that copies the reference current to generate the first radiation current. may additionally be included.

참고로, (i) 출력용 전류 미러는, 트랜스컨턱터(1400)로부터의 출력 전류를 복사하여 복사 전류를 생성하여, 추후에 설명할 전류 측정 대상 회로 내부로 복사 전류를 공급하기 위한 전류 미러이며, (ii) 추후에 좀 더 자세히 설명할 측정용 전류 미러는, 보상전압 생성기의 최적의 보상전압 온도계수를 결정하기 위해, 보상전압 생성기(1200)의 다양한 설정값에 따라 트랜스컨턱터(1400)로부터 출력되는 다양한 출력 전류를 복사하여 복사 전류를 생성하기 위한 전류 미러를 의미할 수 있다.For reference, (i) the output current mirror is a current mirror for generating a radiation current by copying the output current from the transconductor 1400 and supplying the radiation current to the inside of the current measurement target circuit, which will be explained later, (ii) The current mirror for measurement, which will be described in more detail later, is used from the transconductor 1400 according to various settings of the compensation voltage generator 1200 in order to determine the optimal compensation voltage temperature coefficient of the compensation voltage generator. It may refer to a current mirror for generating radiation current by copying various output currents.

참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)의 트랜스컨덕터(1400)는, 소정의 전압이 입력되면, 이에 대응하여 소정의 전류를 출력하는 소자 또는 회로 장치로서, 아래에서는, 트랜지스터(가령, NMOS 트랜지스터)를 예로 들어 설명하겠으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.For reference, the transconductor 1400 of the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention is an element or circuit device that outputs a predetermined current in response to a predetermined voltage being input. Below, The description will be made using a transistor (eg, NMOS transistor) as an example, but this is only for convenience of explanation and the present invention is not limited thereto.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)의 정전압원(1100)은, 밴드갭 레퍼런스(Bandgap Reference), 차지드 커패시터(Charged Capacitor) 및 제너 다이오드(Zener Diode) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the constant voltage source 1100 of the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention includes one of a bandgap reference, a charged capacitor, and a Zener diode. can do.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원의 저항(1500)은, 고정된 값을 갖는 고정 저항 및 변동되는 값을 갖는 가변 저항 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Additionally, the resistor 1500 of the temperature compensation current source according to an embodiment of the present invention may include at least a portion of a fixed resistor with a fixed value and a variable resistor with a variable value.

일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)의 저항(1500)은, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 스위치드 커패시터(Switched Capacitor) 및 오실레이터(Oscillator)를 포함할 수 있다. 이때, 오실레이터는 크리스탈 오실레이터일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 참고로, 스위치드 커패시터에 대한 추가적인 설명이 없더라도, 통상의 기술자는, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)의 동작을 명확하게 이해할 수 있을 것이다.For example, the resistor 1500 of the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention may include a switched capacitor and an oscillator, as shown in FIG. 3. At this time, the oscillator may be a crystal oscillator, but the present invention is not limited thereto. For reference, even without additional explanation of the switched capacitor, a person skilled in the art will be able to clearly understand the operation of the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention.

다른 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)의 저항(1500)은, 고정 저항값을 가지는 고정 저항을 포함할 수도 있다. 참고로, 고정 저항값을 가지는 고정 저항은, 스위치드 커패시터 및 오실레이터를 포함하는 가변 저항보다 큰 온도 계수를 가지는 것이 보통이다.As another example, the resistor 1500 of the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention may include a fixed resistor having a fixed resistance value. For reference, a fixed resistor with a fixed resistance value usually has a larger temperature coefficient than a variable resistor including a switched capacitor and an oscillator.

위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)은 다양한 소자 및/또는 회로 장치를 포함할 수 있다. 그런데, 이러한 소자 및/또는 회로 장치들, 가령, 저항은 고유의 온도 계수를 가지며, 온도변화에 따라, 저항의 값이 변화할 수 있다.As above, the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention may include various elements and/or circuit devices. However, these elements and/or circuit devices, such as resistors, have a unique temperature coefficient, and the value of resistance may change depending on temperature changes.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)은, 온도변화에 따라 소자 및/또는 회로 장치들, 가령, 저항의 값이 변화하더라도, 일정한 값을 갖는 기준 전류를 출력하기 위해, 보상전압 생성기(1200)를 포함할 수 있다.Therefore, the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention is configured to output a reference current with a constant value even if the value of elements and/or circuit devices, such as resistance, changes according to temperature changes. It may include a compensation voltage generator 1200.

아래에서는, 온도변화에 무관하게 일정한 값의 전류를 출력하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)의 보상전압 생성기(1200)의 보상전압 출력단에서의 전압인 보상전압의 최적의 온도계수가 결정되는 과정에 대해 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.Below, in order to output a constant value of current regardless of temperature change, the optimal compensation voltage, which is the voltage at the compensation voltage output terminal of the compensation voltage generator 1200 of the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention, is described. The process by which the temperature coefficient is determined will be described with reference to FIG. 4.

도 4를 참조하면, 보상전압 생성기(1200)에 포함된 트랜지스터를 가변시키기 위한 비트 컨트롤러(400)에 의해 보상전압 출력단에서의 보상전압 VCOMP의 온도계수를 변화시켜가면서, 기준 전류를 복사하여 제2 복사 전류를 생성하는 측정용 전류 미러인 제2 전류 미러(300)를 통해 제1 온도에서 생성되는 제2_1 복사 전류 및 제2 온도에서 생성되는 제2_2 복사 전류의 차이를 모니터링할 수 있다. 참고로, 제2 전류 미러(300)는 트랜스컨덕터(1400)에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 4, the temperature coefficient of the compensation voltage V COMP at the compensation voltage output terminal is changed by the bit controller 400 for varying the transistor included in the compensation voltage generator 1200, and the reference current is copied. The difference between the 2_1 radiation current generated at the first temperature and the 2_2 radiation current generated at the second temperature can be monitored through the second current mirror 300, which is a current mirror for measurement that generates 2 radiation currents. For reference, the second current mirror 300 may be connected to the transconductor 1400.

이때, 제1 온도 및 제2 온도는, 전류 측정 시스템이 이용되는 환경에 따라 결정될 수 있으며, 비트 컨트롤러(400)의 비트 수는 설계 상의 필요에 따라 결정될 수 있다.At this time, the first temperature and the second temperature may be determined according to the environment in which the current measurement system is used, and the number of bits of the bit controller 400 may be determined according to design needs.

그리고, 모니터링 결과가 참조되어, 제2_1 복사 전류 및 제2_2 복사 전류가 기설정된 임계 범위 이내로 근접한 경우의 보상전압의 온도계수를 최적 온도계수로 결정하고, 이에 대응되는 비트 컨트롤러(400)의 설정값에 따라 상기 보상전압 출력단에서의 보상전압의 온도계수가 상기 최적 온도계수를 가지도록 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)은 온도 변화에 강인한 기준 전류를 출력할 수 있다.Then, the monitoring result is referred to, and the temperature coefficient of the compensation voltage when the 2_1st radiation current and the 2_2nd radiation current are close to within the preset threshold range is determined as the optimal temperature coefficient, and the setting value of the bit controller 400 corresponding thereto is determined. Accordingly, by ensuring that the temperature coefficient of the compensation voltage at the compensation voltage output terminal has the optimal temperature coefficient, the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention can output a reference current that is robust to temperature changes.

일례로, 제1 온도를 섭씨 -40도, 제2 온도를 섭씨 125도, 비트 컨트롤러(400)의 비트 수를 7로 결정하고, 기설정된 임계 범위는 0으로 설정된다고 할 때, 비트 컨트롤러(400)에 의해 제어 가능한 경우 각각에서의 제2_1 복사 전류 및 제2_2 복사 전류의 차이를 모니터링한 결과는 아래의 표와 같이 나타낼 수 있다. 참고로, 비트 수가 7이므로, 비트 컨트롤러(400)에 의해 설정되는 컨트롤 값은 0 내지 127의 값을 가질 수 있다. For example, assuming that the first temperature is -40 degrees Celsius, the second temperature is 125 degrees Celsius, the number of bits of the bit controller 400 is determined to be 7, and the preset threshold range is set to 0, the bit controller 400 ), the results of monitoring the difference between the 2_1st radiation current and the 2_2nd radiation current in each case can be expressed as in the table below. For reference, since the number of bits is 7, the control value set by the bit controller 400 may have a value from 0 to 127.

컨트롤 값control value 제1 온도(섭씨 -40도)에서의 제2_1 복사 전류2_1 radiated current at the first temperature (-40 degrees Celsius) 제2 온도(섭씨 125도)에서의 제2_2 복사 전류2_2 radiation current at the second temperature (125 degrees Celsius) 제2_1 복사 전류 및 제2_2 복사 전류의 차이Difference between 2_1 radiation current and 2_2 radiation current 00 I-40,0,mirrored I -40,0,mirrored I125,0,mirrored I 125,0,mirrored 0 0 1One I-40,1,mirrored I -40,1,mirrored I125,1,mirrored I 125,1,mirrored 1 1 ...... ...... ...... ...... 8080 I-40,80,mirrored I -40,80,mirrored I125,80,mirrored I 125,80,mirrored 80 80 ...... ...... ...... ...... 127127 I-40,127,mirrored I -40,127, mirrored I125,127,mirrored I 125,127, mirrored 127 127

상기 표에서, 비트 컨트롤러(400)에 의해 설정되는 컨트롤 값이 80일 때의 제2_1 복사 전류 및 제2_2 복사 전류의 차이가 0으로 모니터링될 경우, 제2_1 복사 전류 및 제2_2 복사 전류가 기설정된 임계 범위 이내로 근접하는 경우에 해당하므로, 비트 컨트롤러(400)에 의해 설정되는 컨트롤 값이 80일 때의 보상전압의 온도계수가 최적 온도계수인 것으로 결정될 수 있다.In the table above, when the control value set by the bit controller 400 is 80 and the difference between the 2_1 radiation current and the 2_2 radiation current is monitored as 0, the 2_1 radiation current and the 2_2 radiation current are preset. Since this corresponds to the case where it approaches within the critical range, the temperature coefficient of the compensation voltage when the control value set by the bit controller 400 is 80 can be determined to be the optimal temperature coefficient.

이에 따라, 비트 컨트롤러(400)에 의해 설정되는 컨트롤 값을 80으로 하여 상기 보상전압 출력단에서의 보상전압의 온도계수가 최적 온도계수를 가지도록 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)이 온도 변화에 강인한 기준 전류를 출력할 수 있다.Accordingly, the control value set by the bit controller 400 is set to 80 so that the temperature coefficient of the compensation voltage at the compensation voltage output terminal has an optimal temperature coefficient, so that the temperature compensation current source (1000) according to an embodiment of the present invention ) can output a reference current that is robust to temperature changes.

아래에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)의 보상전압 생성기(1200)에 대해 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.Below, the compensation voltage generator 1200 of the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)의 보상전압 생성기(1200)는, 제1 트랜지스터 그룹 내지 제n 트랜지스터 그룹을 포함할 수 있다.The compensation voltage generator 1200 of the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention may include a first to nth transistor group.

이때, 제1 트랜지스터 그룹 내지 제n 트랜지스터 그룹은 (만약에 n 이 2 이상인 경우에는) 직렬로 연결될 수 있으며, 제1 트랜지스터 그룹 내지 제n 트랜지스터 그룹 각각은 (i) 제1 보정용 트랜지스터 내지 제n 보정용 트랜지스터 각각, (ii) 제1 보정용 트랜지스터 내지 제n 보정용 트랜지스터 각각에 병렬로 연결되되 각각의 ON/OFF 를 제어하기 위한 각각의 스위치를 통해 연결된, 제1_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제1_m 비트설정용 트랜지스터, 내지 제n_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제n_m 비트설정용 트랜지스터 각각 및 (iii) 제1 보정용 트랜지스터 내지 제n 보정용 트랜지스터 각각에 직렬로 연결되는 제1 비보정용 트랜지스터 내지 제n 비보정용 트랜지스터 각각을 포함할 수 있다. 참고로, n은 1이상의 정수이다.At this time, the first transistor group to the n-th transistor group may be connected in series (if n is 2 or more), and each of the first transistor group to the n-th transistor group is (i) a first correction transistor to an n-th correction transistor. Each of the transistors, (ii) a 1_1 bit setting transistor to a 1_m bit setting transistor connected in parallel to each of the first correction transistor to the nth correction transistor, but connected through respective switches for controlling the ON/OFF of each. , to the n_1th bit setting transistor to the n_mth bit setting transistor, respectively, and (iii) each of the first non-correction transistor to the nth non-correction transistor connected in series to each of the first correction transistor to the nth correction transistor. You can. For reference, n is an integer greater than 1.

상기에서 보정용 트랜지스터는, 컨트롤 값을 변경하기 위해 스위치의 ON/OFF 상태가 제어되는 비트설정용 트랜지스터에 병렬로 연결되어 있는 트랜지스터이고, 비보정용 트랜지스터는 비트설정용 트랜지스터가 병렬로 연결되지 않은 트랜지스터이므로, 각각 '보정용' 및 '비보정용'이라는 명칭을 사용했을 뿐, 각각의 트랜지스터 그룹에 포함되는 보정용 트랜지스터, 비보정용 트랜지스터 및 비트설정용 트랜지스터에는 동일한 트랜지스터가 이용될 수 있다.In the above, the correction transistor is a transistor connected in parallel to the bit setting transistor that controls the ON/OFF state of the switch to change the control value, and the non-compensation transistor is a transistor in which the bit setting transistor is not connected in parallel. , the names 'compensation' and 'non-compensation' are used, respectively, and the same transistor can be used for the compensation transistor, non-compensation transistor, and bit setting transistor included in each transistor group.

가령, 동일한 사양의 피모스(PMOS) 트랜지스터가 보정용 트랜지스터, 비보정용 트랜지스터 및 비트설정용 트랜지스터에 이용될 수 있다.For example, a PMOS transistor with the same specifications can be used for a correction transistor, a non-compensation transistor, and a bit setting transistor.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 각각의 트랜지스터 그룹에 포함되는 보정용 트랜지스터, 비보정용 트랜지스터 및 비트설정용 트랜지스터에는, 서로 다른 종류의 복수의 트랜지스터가 이용될 수 있다.However, the present invention is not limited to this, and a plurality of different types of transistors may be used as the correction transistor, non-compensation transistor, and bit setting transistor included in each transistor group.

그리고, 앞서 도 4를 참조하여 설명한 것과 유사하게, 보상전압 생성기(1200)에 포함된 트랜지스터를 가변시키기 위한 비트 컨트롤러(400)에 의해 제1_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제1_m 비트설정용 트랜지스터, 내지 제n_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제n_m 비트설정용 트랜지스터 각각에 연결된 스위치의 ON 또는 OFF 상태를 변화시켜가면서, 기준 전류를 복사하여 제2 복사 전류를 생성하는 측정용 전류 미러인 제2 전류 미러를 통해 제1 온도에서 생성되는 제2_1 복사 전류 및 제2 온도에서 생성되는 제2_2 복사 전류의 차이를 모니터링한 결과, 제2_1 복사 전류 및 제2_2 복사 전류가 기설정된 임계 범위 이내로 근접하는 경우의 보상전압의 온도계수를 최적 온도계수로 결정하고 이에 대응되는 비트 컨트롤러의 설정값(즉 보상전압 생성기 내부의 비트설정용 트랜지스터 각각에 연결된 스위치의 특정 ON/OFF 상태)을 유지할 수 있다.And, similar to what was previously described with reference to FIG. 4, the 1_1 bit setting transistor to the 1_m bit setting transistor, through the bit controller 400 for varying the transistor included in the compensation voltage generator 1200. By changing the ON or OFF state of the switch connected to each of the n_1 bit setting transistor to the n_m bit setting transistor, the reference current is copied and the second copy current is generated through a second current mirror, which is a measurement current mirror. As a result of monitoring the difference between the 2_1 radiation current generated at temperature 1 and the 2_2 radiation current generated at the second temperature, a thermometer of the compensation voltage when the 2_1 radiation current and the 2_2 radiation current are close to within a preset threshold range The number can be determined as the optimal temperature coefficient and the corresponding set value of the bit controller (i.e., the specific ON/OFF state of the switch connected to each bit setting transistor inside the compensation voltage generator) can be maintained.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원의 보상전압 생성기(1200)를 보다 상세하게 도시하고 있다.Figure 5 shows the compensation voltage generator 1200 of the temperature compensation current source according to an embodiment of the present invention in more detail.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원의 보상전압 생성기(1200)는, 제1 트랜지스터 그룹(1210) 및 제2 트랜지스터 그룹(1220)을 포함하며, 제1 트랜지스터 그룹(1210) 및 제2 트랜지스터 그룹(1220)이 직렬로 연결된 점을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5, the compensation voltage generator 1200 of the temperature compensation current source according to an embodiment of the present invention includes a first transistor group 1210 and a second transistor group 1220, and the first transistor group ( It can be seen that 1210) and the second transistor group 1220 are connected in series.

이때, 제1 트랜지스터 그룹(1210)은 (i) 제1 보정용 트랜지스터(1211), (ii) 제1 보정용 트랜지스터에 병렬로 연결되되 각각의 ON/OFF 를 제어하기 위한 각각의 스위치를 통해 연결된, 제1_1 비트설정용 트랜지스터(1212_1) 내지 제1_4 비트설정용 트랜지스터(1212_4) 및 (iii) 제1 보정용 트랜지스터(1211)에 직렬로 연결되는 제1 비보정용 트랜지스터(1213)를 포함하는 것을 확인할 수 있다. At this time, the first transistor group 1210 is connected in parallel to (i) the first correction transistor 1211 and (ii) the first correction transistor through respective switches to control each ON/OFF. It can be confirmed that it includes the 1_1 bit setting transistor 1212_1 to the 1_4 bit setting transistor 1212_4, and (iii) the first non-compensation transistor 1213 connected in series to the first correction transistor 1211.

참고로, 제2 트랜지스터 그룹(1220)에 대한 설명은, 제1 트랜지스터 그룹(1210)에 대한 설명과 유사하므로, 중복되는 설명을 생략한다. For reference, the description of the second transistor group 1220 is similar to the description of the first transistor group 1210, so overlapping descriptions will be omitted.

그리고, 도 4를 참조하여 설명했던 것과 유사하게, 보상전압 생성기(1200)에 포함된 트랜지스터를 가변시키기 위한 비트 컨트롤러(400)에 의해 제1_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제1_4 비트설정용 트랜지스터, 내지 제2_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제2_4 비트설정용 트랜지스터 각각에 연결된 스위치의 ON 또는 OFF 상태를 변화시켜가면서, 제2 전류 미러를 통해 제1 온도에서 생성되는 제2_1 복사 전류 및 제2 온도에서 생성되는 제2_2 복사 전류의 차이를 모니터링할 수 있다.And, similar to what was explained with reference to FIG. 4, the 1_1 bit setting transistor to the 1_4 bit setting transistor, through the bit controller 400 for varying the transistor included in the compensation voltage generator 1200. While changing the ON or OFF state of the switch connected to each of the 2_1 bit setting transistor to the 2_4 bit setting transistor, the 2_1 radiation current generated at the first temperature and the 2_1 radiation current generated at the second temperature through the second current mirror 2_2 The difference in radiation current can be monitored.

도 5를 다시 참조하면, 각각의 트랜지스터 그룹(1210, 1220)마다 4개의 비트설정용 트랜지스터(즉, 비트 수가 4)를 포함하므로, 비트 컨트롤러(400)에 의해 설정될 수 있는 컨트롤 값의 범위가 0 내지 15인 상황에서, 만약 제2_1 복사 전류 및 제2_2 복사 전류의 차이가 임계 범위 내로 근접할 때의 컨트롤 값이 5인 경우, 컨트롤 값이 5인 경우의 보상전압의 온도계수를 최적 온도계수로 결정함으로써, (i) 제1_1 비트설정용 트랜지스터(1212_1), 제1_3 비트설정용 트랜지스터(1212_3), 제2_1 비트설정용 트랜지스터(1222_1), 제2_3 비트설정용 트랜지스터(1222_3)에 연결된 스위치가 닫힌 상태를 유지하도록 하고, (ii) 제1_2 비트설정용 트랜지스터(1212_2), 제1_4 비트설정용 트랜지스터(1212_4), 제2_2 비트설정용 트랜지스터(1222_2) 및 제2_4 비트설정용 트랜지스터(1222_4)에 연결된 스위치가 열린 상태를 유지하도록 할 수 있다.Referring again to FIG. 5, since each transistor group 1210 and 1220 includes four bit setting transistors (i.e., the number of bits is 4), the range of control values that can be set by the bit controller 400 is In a situation of 0 to 15, if the control value when the difference between the 2_1st radiation current and the 2_2nd radiation current approaches within the critical range is 5, the temperature coefficient of the compensation voltage when the control value is 5 is the optimal temperature coefficient. By determining, (i) the switch connected to the 1_1st bit setting transistor (1212_1), the 1_3th bit setting transistor (1212_3), the 2_1st bit setting transistor (1222_1), and the 2_3 bit setting transistor (1222_3) It is maintained in a closed state, and (ii) the 1_2 bit setting transistor (1212_2), the 1_4 bit setting transistor (1212_4), the 2_2 bit setting transistor (1222_2), and the 2_4 bit setting transistor (1222_4). Allows connected switches to remain open.

참고로, 도 5에서는, (i) 보상전압 생성기(1200)가 2개의 트랜지스터 그룹(1210, 1220)을 포함하고, (ii) 제1 보정용 트랜지스터(1211) 하단에 제1 비보정용 트랜지스터(1213)가 직렬로 연결되고, 제1 비보정용 트랜지스터(1213) 하단에 제2 보정용 트랜지스터(1221)가 직렬로 연결되며, 제2 보정용 트랜지스터(1221) 하단에 제2 비보정용 트랜지스터(1223)가 직렬로 연결되고, (iii) 제1 보정용 트랜지스터(1211) 및 제2 보정용 트랜지스터(1221) 각각에 대응되는 비트설정용 트랜지스터의 개수가 각각 4개인 것으로 도시하고 있으나, 이는 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.For reference, in FIG. 5, (i) the compensation voltage generator 1200 includes two transistor groups 1210 and 1220, and (ii) the first non-compensation transistor 1213 is located at the bottom of the first compensation transistor 1211. is connected in series, the second correction transistor 1221 is connected in series to the bottom of the first non-compensation transistor 1213, and the second non-compensation transistor 1223 is connected in series to the bottom of the second correction transistor 1221. and (iii) the number of bit setting transistors corresponding to each of the first correction transistor 1211 and the second correction transistor 1221 is shown as 4, but this is only an example to aid understanding, and the present invention This is not limited to this.

가령, (i) 보상전압 생성기는 단수의 트랜지스터 그룹 또는 3개 이상의 트랜지스터 그룹을 포함할 수 있고, (ii) 보정용 트랜지스터 및 비보정용 트랜지스터의 연결 순서가 달라질 수 있으며(가령, 제1 비보정용 트랜지스터 하단에 제1 보정용 트랜지스터가 직렬로 연결될 수 있고, 제1 보정용 트랜지스터 하단에 제2 보정용 트랜지스터가 직렬로 연결될 수 있으며, 제2 보정용 트랜지스터 하단에 제2 비보정용 트랜지스터가 직렬로 연결될 수 있음), (iii) 제1 보정용 트랜지스터 및 제2 보정용 트랜지스터 각각에 대응되는 비트설정용 트랜지스터의 개수는 각각 4개가 아닌 다른 값일 수 있다.For example, (i) the compensation voltage generator may include a single transistor group or a group of three or more transistors, (ii) the connection order of the compensation transistor and the non-compensation transistor may be different (e.g., at the bottom of the first non-compensation transistor) A first correction transistor may be connected in series, a second correction transistor may be connected in series to the bottom of the first correction transistor, and a second non-compensation transistor may be connected in series to the bottom of the second correction transistor), (iii ) The number of bit setting transistors corresponding to each of the first correction transistor and the second correction transistor may be a value other than four.

또한, 설명의 편의상, 상기에서는 제1 트랜지스터 그룹의 비트설정용 트랜지스터에 연결된 스위치의 ON/OFF 상태와 제2 트랜지스터 그룹의 비트설정용 트랜지스터에 연결된 스위치의 ON/OFF 상태가 서로 동일한 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, for convenience of explanation, the ON/OFF state of the switch connected to the bit setting transistor of the first transistor group and the ON/OFF state of the switch connected to the bit setting transistor of the second transistor group were described as being the same. The present invention is not limited to this.

일례로, 제1 트랜지스터 그룹의 비트설정용 트랜지스터에 연결된 스위치의 ON/OFF 상태와 제2 트랜지스터 그룹의 비트설정용 트랜지스터에 연결된 스위치의 ON/OFF 상태가 서로 다를 수 있다.For example, the ON/OFF state of the switch connected to the bit setting transistor of the first transistor group may be different from the ON/OFF state of the switch connected to the bit setting transistor of the second transistor group.

가령, 보상전압의 최적의 온도계수에 대응되도록, (i) 제1 트랜지스터 그룹의 제1_1 비트설정용 트랜지스터(1212_1) 및 제1_4 비트설정용 트랜지스터(1212_3)에 연결된 스위치는 닫힌 상태를 유지하고, (ii) 제1 트랜지스터 그룹의 제1_2 비트설정용 트랜지스터(1212_2) 및 제1_3 비트설정용 트랜지스터(1212_4)에 연결된 스위치는 열린 상태를 유지하며, (iii) 제2 트랜지스터 그룹의 제2_1 비트설정용 트랜지스터(1222_1), 제2_2 비트설정용 트랜지스터(1222_3)에 연결된 스위치는 열린 상태를 유지하도록 하고, (iv) 제2 트랜지스터 그룹의 제2_3 비트설정용 트랜지스터(1222_2) 및 제2_4 비트설정용 트랜지스터(1222_4)에 연결된 스위치는 닫힌 상태를 유지하도록 할 수 있다. 물론, 이러한 예와는 달리, 제1 트랜지스터 그룹의 비트설정용 트랜지스터의 ON/OFF 상태와 제2 트랜지스터 그룹의 비트설정용 트랜지스터의 ON/OFF 상태가 서로 동일 또는 반대의 관련성이 없는 경우도 상정할 수 있을 것이다.For example, to correspond to the optimal temperature coefficient of the compensation voltage, (i) the switch connected to the 1_1 bit setting transistor 1212_1 and the 1_4 bit setting transistor 1212_3 of the first transistor group is maintained in a closed state, (ii) the switch connected to the 1_2 bit setting transistor 1212_2 and the 1_3 bit setting transistor 1212_4 of the first transistor group remains open, and (iii) the 2_1 bit setting transistor of the second transistor group The switch connected to the transistor 1222_1 and the 2_2 bit setting transistor 1222_3 is kept open, and (iv) the 2_3 bit setting transistor 1222_2 and the 2_4 bit setting transistor ( The switch connected to 1222_4) can be kept closed. Of course, unlike this example, it can be assumed that the ON/OFF state of the bit setting transistor of the first transistor group and the ON/OFF state of the bit setting transistor of the second transistor group do not have the same or opposite relationship. You will be able to.

한편, 아래에서는, 보상전압의 최적 온도계수가 결정되는 과정에 대해 구체적인 수식을 통해 설명하기로 한다.Meanwhile, below, the process by which the optimal temperature coefficient of the compensation voltage is determined will be explained using a specific formula.

도 3을 다시 참조하면, 증폭기(1300)의 제2 입력단에서의 전압 VS에 관한 수식은 아래와 같다.Referring again to FIG. 3, the equation for the voltage V S at the second input terminal of the amplifier 1300 is as follows.

VS = VS0 * [1 + (αBGR + αCOMP(N)) * △T]V S = V S0 * [1 + (α BGR + α COMP (N)) * △T]

참고로, VS0 는 상온(가령, 섭씨 27도)에서의 제2 입력단에서의 전압이고, αBGR 은 정전압원의 온도계수이며, αCOMP(N)은 보상전압 생성기의 보상전압의 온도계수이고, △T는 현재 온도에서 상온을 뺀 결과값이다.For reference, V S0 is the voltage at the second input terminal at room temperature (e.g., 27 degrees Celsius), α BGR is the temperature coefficient of the constant voltage source, and α COMP (N) is the temperature coefficient of the compensation voltage of the compensation voltage generator. , △T is the result of subtracting room temperature from the current temperature.

그리고, 저항이 스위치드 커패시터 및 크리스탈 오실레이터를 포함할 때, 저항 Ravg,SWCAP 에 관한 수식은 아래와 같다.And, when the resistance includes a switched capacitor and a crystal oscillator, the formula for the resistance R avg,SWCAP is as follows.

Ravg,SWCAP = 1/ [fXO * (1 + αXO * △T) * C0 * (1 + αC * △T)]R avg ,SWCAP = 1 / [ f

참고로, fXO 는 크리스탈 오실레이터의 클락 주파수이고, αXO 는 크리스탈 오실레이터의 온도계수이며, C0는 스위치드 커패시터의 상온에서의 커패시터 정전 용량이고, αC 는 스위치드 커패시터의 온도계수이다. For reference, f XO is the clock frequency of the crystal oscillator, α

그리고, 트랜스컨덕터(가령, NMOS 트랜지스터)의 특성상, 온도 보상 전류원이 출력하는 전류 I0에 관한 수식은 아래와 같다.And, due to the characteristics of a transconductor (eg, NMOS transistor), the formula for the current I 0 output by the temperature compensation current source is as follows.

I0 = VS / Ravg,SWCAP I 0 = V S / R avg,SWCAP

= VS0 * fXO * C0 * (1 + αXO * △T) * (1 + αC * △T) * (1 + (αBGR + αCOMP(N)) * △T) = V S0 * f XO * C 0 * (1 + α

그리고, (1 + αXO * △T) << 1, (1 + αC * △T) << 1, (1 + (αBGR + αCOMP(N)) * △T << 1이므로, 전류 I0에 관한 수식은 아래와 같이 근사화 시킬 수 있다. And , ( 1 + α The formula for I 0 can be approximated as follows.

I0

Figure pat00001
VS0 * fXO * C0 * (1 + αXO + αC + αBGR + αCOMP(N)) * △TI 0
Figure pat00001
V S0 * f XO * C 0 * (1 + α

여기서, αXO + αC + αBGR + αCOMP(N)가 0이 되도록 하면(즉, αCOMP(N) = -αXO - αC - αBGR이 성립하도록 N값을 조절하면) 온도 변화에 무관한 기준 전류를 출력할 수 있게 된다. Here , if α _ _ _ _ It is possible to output a reference current that is independent of .

이때, αBGR 및 αCOMP(N)에 대해, 도 5에 도시된 보상전압 생성기(1200)를 다시 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 제1 트랜지스터 그룹(1210)의 (i) 제1 비보정용 트랜지스터(1213)를 M1 트랜지스터라고 하고, (ii) 제1 보정용 트랜지스터(1211), 제1_1 비트설정용 트랜지스터(1212_1) 내지 제1_4 비트설정용 트랜지스터(1212_4)를 M2 트랜지스터라고 할 때, M1 트랜지스터 및 M2 트랜지스터 각각에 흐르는 드레인 전류 IM1 및 IM2는 아래와 같이 표현할 수 있다.At this time, α BGR and α COMP (N) will be described in more detail with reference to the compensation voltage generator 1200 shown in FIG. 5. (i) first non-compensation use of the first transistor group 1210 When the transistor 1213 is called an M1 transistor, and (ii) the first correction transistor 1211 and the 1_1 bit setting transistors 1212_1 to 1_4 bit setting transistors 1212_4 are called M2 transistors, the M1 transistor and The drain currents I M1 and I M2 flowing through each of the M2 transistors can be expressed as follows.

IM1 = μ * COX * (W/L) * VT 2 * exp((VCOMP - Vmid - VTH1)/mVT)I M1 = μ * C OX * (W/L) * V T 2 * exp((V COMP - V mid - V TH1 )/mV T )

IM2 = μ * COX * N * (W/L) * VT 2 * exp((VBGR - VCOMP - VTH2)/mVT)I M2 = μ * C OX * N * (W/L) * V T 2 * exp((V BGR - V COMP - V TH2 )/mV T )

참고로, μ는 전하 모빌리티, COX는 게이트-옥사이드 커패시턴스, W는 트랜지스터(가령, MOSFET)의 채널 폭, L은 트랜지스터(가령, MOSFET)의 채널 길이, N은 M1과 M2의 채널 폭의 비율, VT는 열전압(kT/q), m은 부역치 경사 계수(subthreshold slope factor), VTH1 및 VTH2는 M1과 M2의 문턱전압, VBGR은 정전압원(가령, 밴드갭 레퍼런스)의 출력 전압이다.For reference, μ is the charge mobility, C OX is the gate-oxide capacitance, W is the channel width of the transistor (e.g. MOSFET), L is the channel length of the transistor (e.g. MOSFET), and N is the ratio of the channel widths of M1 and M2. , V T is the thermal voltage (kT/q), m is the subthreshold slope factor, V TH1 and V TH2 are the threshold voltages of M1 and M2, and V BGR is the constant voltage source (e.g., bandgap reference). is the output voltage.

이때, M1과 M2가 직렬로 연결되어 있기 때문에, IM1 = IM2가 성립하므로, 보상전압 VCOMP는 아래와 같이 표현할 수 있다.At this time, since M1 and M2 are connected in series, I M1 = I M2 is established, and the compensation voltage V COMP can be expressed as follows.

VCOMP = (1/2) * [(3/2) * VBGR + mVT * lnN + △VTH]V COMP = (1/2) * [(3/2) * V BGR + mV T * lnN + △V TH ]

참고로, △VTH 는 VTH1에서 VTH2를 뺀 값이다.For reference, △V TH is the value obtained by subtracting V TH2 from V TH1 .

이때, VBGR, VT, △VTH의 온도변화에 의한 영향을 식으로 나타내면 아래와 같다.At this time, the effect of temperature change on V BGR , V T , and △V TH is expressed in the equation as follows.

VBGR = VBGR0 * (1 + αBGR * △T)V BGR = V BGR0 * (1 + α BGR * △T)

VT = (k/q) * (T0 + △T)V T = (k/q) * (T 0 + △T)

△VTH = △VTH0 * (1 + α△VTH * △T)△V TH = △V TH0 * (1 + α △VTH * △T)

참고로, VBGR0는 상온에서의 전압원(가령, 밴드갭 레퍼런스)의 출력전압, △VTH0는 상온에서의 M1 및 M2의 문턱전압의 차이, αBGR 은 전압원(가령, 밴드갭 레퍼런스)의 온도계수, α△VTH 은 M1 및 M2 문턱전압 차의 온도계수, k는 볼츠만 상수, q는 전자의 전하량이다.For reference, V BGR0 is the output voltage of the voltage source (e.g., bandgap reference) at room temperature, △V TH0 is the difference between the threshold voltages of M1 and M2 at room temperature, and α BGR is the thermometer of the voltage source (e.g., bandgap reference). Number, α △VTH is the temperature coefficient of the threshold voltage difference between M1 and M2, k is the Boltzmann constant, and q is the charge of the electron.

위 값들을 보상전압 VCOMP의 식에 대입하여 정리하면 아래와 같다.Substituting the above values into the equation for compensation voltage V COMP is as follows.

VCOMP = (1/2) * [(3/2) * VBGR0 + (mkT0/q) * lnN + △VTH] + (1/2) * [(3/2) * VBGR0BGR + (mk/q) * lnN + △VTH△VTH] * △TV COMP = (1/2) * [(3/2) * V BGR0 + (mkT 0 /q) * lnN + △V TH ] + (1/2) * [(3/2) * V BGR0BGR + (mk/q) * lnN + △V TH△VTH ] * △T

이때, (1/2) * [(3/2) * VBGR0 + (mkT0/q) * lnN + △VTH]을 VCOMP0(N)으로 치환할 경우, 상기 식은 아래와 같이 정리될 수 있다.At this time, when (1/2) * [(3/2) * V BGR0 + (mkT 0 /q) * lnN + △V TH ] is replaced with V COMP0 (N), the above equation can be organized as follows. .

VCOMP = VCOMP0(N) * [1 + (1/2) * ((3/2) * VBGR0BGR + (mk/q) * lnN + △VTH△VTH) / ((1/2) * ((3/2) * VBGR0 + (mkT0/q) * lnN + △VTH)) * △T]V COMP = V COMP0 (N) * [1 + (1/2) * ((3/2) * V BGR0BGR + (mk/q) * lnN + △V TH△VTH ) / (( 1/2) * ((3/2) * V BGR0 + (mkT 0 /q) * lnN + △V TH )) * △T]

이때, [(1/2) * [(3/2) * VBGR0BGR + (mk/q) * lnN + △VTH△VTH]] / [(1/2) * [(3/2) * VBGR0 + (mkT0/q) * lnN + △VTH)에서, 분모의 항들 중 N값과 무관한 (3/2) * VBGR0항이 지배적(dominant)이고, 분자의 항들 중 N값과 관계있는 (mk/q) * lnN항이 지배적이므로, N값을 증가시킬수록 보상전압의 온도계수가 커질 수 있다.At this time, [(1/2) * [(3/2) * V BGR0BGR + (mk/q) * lnN + △V TH△VTH ]] / [(1/2) * [(3 /2) * V BGR0 + (mkT 0 /q) * lnN + △V TH ), among the terms in the denominator, the (3/2) * V BGR0 term that is unrelated to the N value is dominant, and among the terms in the numerator, Since the (mk/q) * lnN term related to the N value is dominant, the temperature coefficient of the compensation voltage can increase as the N value increases.

참고로, [(1/2) * [(3/2) * VBGR0BGR + (mk/q) * lnN + △VTH△VTH]] / [(1/2) * [(3/2) * VBGR0 + (mkT0/q) * lnN + △VTH)을 보상전압의 온도계수 αCOMP(N)로 치환할 경우, 보상전압 VCOMP의 식은 아래와 같이 정리될 수 있다.For reference, [(1/2) * [(3/2) * V BGR0BGR + (mk/q) * lnN + △V TH△VTH ]] / [(1/2) * [( 3/2) When * V BGR0 + (mkT 0 /q) * lnN + △V TH ) is replaced with the temperature coefficient of compensation voltage α COMP (N), the equation for compensation voltage V COMP can be organized as follows.

VCOMP = VCOMP0(N) * (1 + αCOMP(N) * △T)V COMP = V COMP0 (N) * (1 + α COMP (N) * △T)

일례로, 보상전압 출력단에서의 보상전압 VCOMP의 온도계수를 αCOMP, 스위치드 커패시터의 온도계수를 αC, 오실레이터의 온도 계수를 αXO 라고 할 때, 보상전압 생성기에 포함된 트랜지스터를 가변시키기 위한 비트 컨트롤러에 의해 제1_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제1_m 비트설정용 트랜지스터, 내지 제n_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제n_m 비트설정용 트랜지스터 각각에 연결된 스위치의 ON 또는 OFF 상태를 변화시켜가면서, 제2 전류 미러를 통해 제1 온도에서 생성되는 제2_1 복사 전류 및 제2 온도에서 생성되는 제2_2 복사 전류의 차이를 모니터링한 결과, 제2_1 복사 전류 및 제2_2 복사 전류가 기설정된 임계 범위 이내로 근접하면서 보상전압의 온도계수가 아래 수식For example, when the temperature coefficient of the compensation voltage V COMP at the compensation voltage output terminal is α COMP , the temperature coefficient of the switched capacitor is α C , and the temperature coefficient of the oscillator is α By changing the ON or OFF state of the switch connected to each of the 1_1th bit setting transistor to the 1_m bit setting transistor, and the n_1 to n_1 bit setting transistor to the n_m bit setting transistor, the second current mirror is changed by the bit controller. As a result of monitoring the difference between the 2_1 radiation current generated at the first temperature and the 2_2 radiation current generated at the second temperature, the compensation voltage The temperature coefficient is given in the formula below:

αCOMP + αC + αXO = 0α COMP + α C + α XO = 0

을 만족하는 경우의 보상전압의 온도계수를 최적 온도계수로 결정하고 이에 대응되는 비트 컨트롤러의 설정값(즉 보상전압 생성기 내부의 비트설정용 트랜지스터 각각에 연결된 스위치의 특정 ON/OFF 상태)을 유지할 수 있다.The temperature coefficient of the compensation voltage when satisfying is determined as the optimal temperature coefficient and the corresponding set value of the bit controller (i.e., the specific ON/OFF state of the switch connected to each bit setting transistor inside the compensation voltage generator) can be maintained. there is.

가령, 도 3의 온도 보상 전류원(1000)을 다시 참조하여 설명하면, 스위치드 커패시터 및 오실레이터를 포함하는 저항(1500)의 온도계수가 20ppm/°C라고 할 때, 저항 Ravg,SWCAP 의 전체 저항 값은 아래 수식For example, referring back to the temperature compensated current source 1000 of FIG. 3, when the temperature coefficient of the resistor 1500 including the switched capacitor and the oscillator is 20ppm/°C, the total resistance value of the resistors R avg and SWCAP is formula below

Ravg,SWCAP = 1/ [fXO * (1 + αXO * △T) * C0 * (1 + αC * △T)]R avg ,SWCAP = 1 / [ f

을 따르므로, αCXO = -20ppm/°C 가 될 수 있다.Therefore, α C + α XO = -20ppm/°C.

그리고, 4비트의 컨트롤 값이 0000일 때의 보상전압 생성기(1200)의 보상전압의 온도계수가 16ppm/°C이며, 비트 컨트롤러의 LSB(least significant bit)가 1ppm/°C이라고 할 때, 컨트롤 값을 0100으로 설정할 경우, 보상전압 생성기의 보상전압의 온도계수가 4ppm/°C 증가하여 20ppm/°C이 되므로, 수식αCOMP + αC + αXO = 0 을 만족하게 되며, 이에 따라, 온도변화에 강인한 기준 전류가 생성될 수 있다.In addition, when the control value of 4 bits is 0000, the temperature coefficient of the compensation voltage of the compensation voltage generator 1200 is 16ppm/°C, and the LSB (least significant bit) of the bit controller is 1ppm/°C, the control value When set to 0100, the temperature coefficient of the compensation voltage of the compensation voltage generator increases by 4ppm/°C to 20ppm/°C, so the formula α COMP + α C + α A robust reference current can be generated.

다른 예로, 온도변화에 따라 정전압원으로부터 공급되는 소정의 전압의 값이 변화하지 않는 상기의 경우와는 달리, 온도변화에 따라 정전압원으로부터 공급되는 소정의 전압의 값이 변화할 경우, 정전압원의 온도계수를 αBGR 라고 할 때, 제2_1 복사 전류 및 제2_2 복사 전류가 기설정된 임계 범위 이내로 근접하면서 보상전압의 온도계수가 아래 수식As another example, unlike the above case where the value of the predetermined voltage supplied from the constant voltage source does not change according to the temperature change, when the value of the predetermined voltage supplied from the constant voltage source changes according to the temperature change, the constant voltage source When the temperature coefficient is α BGR , as the 2_1st radiation current and the 2_2nd radiation current approach within the preset threshold range, the temperature coefficient of the compensation voltage is expressed in the formula below:

αCOMP + αC + αXO + αBGR = 0α COMP + α C + α XO + α BGR = 0

을 만족하는 경우의 보상전압의 온도계수를 최적 온도계수로 결정하고 이에 대응되는 비트 컨트롤러의 설정값(즉 보상전압 생성기 내부의 비트설정용 트랜지스터 각각에 연결된 스위치의 특정 ON/OFF 상태)을 유지할 수 있다.The temperature coefficient of the compensation voltage when satisfying is determined as the optimal temperature coefficient and the corresponding set value of the bit controller (i.e., the specific ON/OFF state of the switch connected to each bit setting transistor inside the compensation voltage generator) can be maintained. there is.

지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)에 대해 설명하였으며, 아래에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)을 포함하는 전류 측정 시스템에 대해 설명하기로 한다.So far, the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention has been described, and below, a current measurement system including the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 온도 보상 전류원(1000)을 포함하는 전류 측정 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.Figure 6 schematically shows a current measurement system including a temperature compensated current source 1000 according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따라 온도 보상 전류원(1000)을 포함하는 전류 측정 시스템은, (i) 전원부(3000)와 부하(5000) 사이 또는 전원부(3000)와 차징(charging)부(4000) 사이에 위치하는 션트 저항(2000), (ii) 션트 저항(2000)에 기준 전류를 공급하는 온도 보상 전류원(1000) 및 (iii) 전원부로부터 공급되는 전원 전류 및 온도 보상 전류원(1000)으로부터 공급되는 기준 전류가 션트 저항(2000)을 통과함에 따라 션트 저항(2000)에서 강하하는 전압에 대응되는 전압 값 DOUT을 측정하는 전압 측정부(미도시)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, a current measurement system including a temperature compensated current source 1000 according to another embodiment of the present invention, (i) between the power supply unit 3000 and the load 5000 or between the power supply unit 3000 and charging (i) ) a shunt resistor 2000 located between the unit 4000, (ii) a temperature compensation current source 1000 that supplies a reference current to the shunt resistor 2000, and (iii) a power current and temperature compensation current source supplied from the power supply unit ( As the reference current supplied from (1000) passes through the shunt resistor (2000), it may include a voltage measuring unit (not shown) that measures a voltage value D OUT corresponding to the voltage that drops in the shunt resistor (2000).

참고로, 도 6에서는, 차징부(4000)와 부하(5000)가 함께 도시되어 있으나, 본 발명의 다른 실시예에 따라 온도 보상 전류원(1000)을 포함하는 전류 측정 시스템이 이러한 구성에 한정되어 적용되는 것은 아니다. 또한, 도 6에서는, 편의상 전원부(3000)가 배터리팩인 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.For reference, in FIG. 6, the charging unit 4000 and the load 5000 are shown together, but the current measurement system including the temperature compensation current source 1000 according to another embodiment of the present invention is limited to this configuration. It doesn't work. In addition, in FIG. 6, the power supply unit 3000 is shown as a battery pack for convenience, but the present invention is not limited thereto.

일례로, 전원부(3000)가 배터리팩이 아닌 경우에는, 전원부(3000)를 충전하기 위한 별도의 차징부(4000)가 필요하지 않을 수 있으므로, 전류 측정 대상 회로에는 차징부(4000)가 포함되지 않고, 부하(5000)만 포함될 수 있다.For example, if the power unit 3000 is not a battery pack, a separate charging unit 4000 for charging the power unit 3000 may not be necessary, and therefore the charging unit 4000 is not included in the current measurement target circuit. Instead, only the load (5000) can be included.

다른 예로, 전원부(3000)가 배터리팩인 경우에는, 전원부(3000)를 충전하기 위한 별도의 차징부(4000)가 필요할 수 있으므로, 전류 측정 대상 회로에는 차징부(4000)만 포함되거나, 차징부(4000) 및 부하(5000)가 포함될 수 있다.As another example, if the power supply unit 3000 is a battery pack, a separate charging unit 4000 may be needed to charge the power supply unit 3000, so the current measurement target circuit may include only the charging unit 4000 or the charging unit (4000) and load (5000) may be included.

참고로, 앞서 설명한 바와 같이, 션트 저항 RS(2000)는 매우 작은 값(가령, 5mΩ 이하의 값)을 가지므로, 도 6에서 도시하는 바와 같이 증폭기를 이용하여 션트 저항 양단의 전압을 증폭할 수도 있다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따라 온도 보상 전류원(1000)을 포함하는 전류 측정 시스템을 이용하여 전류를 측정하기 위해서, 반드시 증폭기를 통한 전압 증폭이 필요한 것은 아니며, 션트 저항 양단에서 측정된 전압을 이용하여 션트 저항(2000)에 흐르는 전류를 측정할 수도 있다.For reference, as previously explained, the shunt resistance R S (2000) has a very small value (e.g., a value of 5 mΩ or less), so the voltage across the shunt resistor can be amplified using an amplifier as shown in FIG. 6. It may be possible. However, in order to measure the current using a current measurement system including the temperature compensated current source 1000 according to another embodiment of the present invention, voltage amplification through an amplifier is not necessarily necessary, and the voltage measured across the shunt resistor is It is also possible to measure the current flowing through the shunt resistor 2000.

한편, 도 2에서의 측정 전류 I^에 관한 아래의 수식 Meanwhile, the formula below regarding the measured current I^ in FIG. 2

I^ = (VI / VR) * IR I^ = (V I / V R ) * I R

을 응용하여 도 6의 측정 전류 IBAT^에 관한 수식은 정리하면 아래와 같다.By applying , the formula for the measured current I BAT ^ in FIG. 6 is summarized as follows.

IBAT^ = (DBAT(T) / DR(T)) * IR I BAT ^ = (D BAT (T) / D R (T)) * I R

참고로, (i) DBAT(T)은, 전원부(가령, 배터리팩)(3000)으로부터의 전원 전류가 션트 저항(2000)을 통과함에 따라 상기 션트 저항(2000)에서 강하하는 전압이 증폭기를 통해 증폭된 후, ADC를 거쳐 전압 측정부에 의해 측정된 전압이고, (ii) DR(T)는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)으로부터의 기준 전류가 션트 저항(2000)을 통과함에 따라 상기 션트 저항(2000)에서 강하하는 전압이 증폭기를 통해 증폭된 후, ADC를 거쳐 전압 측정부에 의해 측정된 전압이며, (iii) IR은 온도 보상 전류원(1000)으로부터의 기준 전류의 값이다.For reference, (i) D BAT (T) means that as the power current from the power supply unit (e.g., battery pack) 3000 passes through the shunt resistor 2000, the voltage that drops in the shunt resistor 2000 drives the amplifier. After being amplified through, it is a voltage measured by the voltage measurement unit through the ADC, and (ii) D R (T) is the reference current from the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention through the shunt resistance (2000). ), the voltage that drops in the shunt resistor (2000) is amplified by an amplifier and then passed through an ADC and measured by a voltage measuring unit, (iii) I R is the voltage from the temperature compensated current source (1000). This is the value of the reference current.

그리고, DBAT(T) 및 DR(T)는 각각 아래의 수식에 따라 계산될 수 있다.And, D BAT (T) and D R (T) can each be calculated according to the formulas below.

DBAT(T) = IBAT * RS(T) * A(T) * (2N / Vref(T))D BAT (T) = I BAT * R S (T) * A(T) * (2 N / V ref (T))

DR(T) = IR * RS(T) * A(T) * (2N / Vref(T))D R (T) = I R * R S (T) * A(T) * (2 N / V ref (T))

따라서, 측정하고자 하는 전류 IBAT^의 수식은 아래와 같이 정리될 수 있다.Therefore, the formula for the current I BAT ^ to be measured can be organized as follows.

IBAT^ = [DBAT(T) / DR(T)] * IR I BAT ^ = [D BAT (T) / D R (T)] * I R

= [(IBAT * RS(T) * A(T) * (2N / Vref(T))) / (IR * RS(T) * A(T) * (2N / Vref(T)))] * IR = [(I BAT * R S (T) * A(T) * (2 N / V ref (T))) / (I R * R S (T) * A(T) * (2 N / V ref (T)))] * I R

= IBAT = I BAT

상기 수식을 참조하면, 온도에 따라 저항 등의 값이 변하더라도, 이에 관계없이, 측정 전류 IBAT^의 값이 실제 회로 내 전류 IBAT의 값으로 정확하게 계산되는 것을 확인할 수 있다.Referring to the above formula, it can be confirmed that even if the value of resistance, etc. changes depending on the temperature, regardless of this, the value of the measured current I BAT ^ is accurately calculated as the value of the actual current in the circuit I BAT .

한편, 측정하고자 하는 전류 IBAT^의 수식을 다시 참조하면 아래와 같다.Meanwhile, referring back to the formula for the current I BAT ^ to be measured, it is as follows.

IBAT^ = [DBAT(T) / DR(T)] * IR I BAT ^ = [D BAT (T) / D R (T)] * I R

상기 수식에서, DBAT(T) 및 DR(T)에는 실제 측정되는 값을 대입하고, IR에는 온도 보상 전류원(1000)의 기준 전류 값을 대입하게 된다.In the above formula, actual measured values are substituted for D BAT (T) and D R (T), and the reference current value of the temperature compensation current source 1000 is substituted for IR .

그런데, 본 발명의 다른 실시예에 따라 온도 보상 전류원(1000)을 포함하는 전류 측정 시스템에 따르면, 전압 측정부를 통해 측정되는 측정 전압 값은 전원부(3000)로부터 공급되는 전원 전류 IBAT에 대응되는 전원 전압 값 DBAT(T) 및 온도 보상 전류원으로부터 공급되는 기준 전류 IR에 대응되는 기준 전압 값 DR(T)의 합으로 결정된다.However, according to a current measurement system including a temperature compensated current source 1000 according to another embodiment of the present invention, the measured voltage value measured through the voltage measurement unit is the power supply corresponding to the power current I BAT supplied from the power supply unit 3000. It is determined as the sum of the voltage value D BAT (T) and the reference voltage value D R (T) corresponding to the reference current I R supplied from the temperature compensated current source.

따라서, 측정 전류값 IBAT^를 추정하기 위해서는 전원 전압 값 DBAT(T)과 기준 전압 값 DR(T)을 구별하는 것이 필요할 수 있다.Therefore, in order to estimate the measured current value I BAT ^, it may be necessary to distinguish between the power supply voltage value D BAT (T) and the reference voltage value D R (T).

이를 위해, 본 발명의 다른 실시예에 따라 온도 보상 전류원(1000)을 포함하는 전류 측정 시스템은, 시분할 다중화(Time Division Multiplexing) 방식, 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing) 방식 및 코드 분할 다중화(Code Division Multiplexing) 방식 중 특정 다중화 방식을 이용하여 전원 전류 및 기준 전류를 멀티플렉싱한 멀티플렉싱 전류가 션트 저항을 통과함에 따라 션트 저항에서 강하하는 전압에 대응되는 전원 전압 값 DBAT(T) 및 기준 전압 값 DR(T)을 특정 다중화 방식을 이용하여 식별하고, 기준 전류의 값 IR, 전원 전압 값 DBAT(T) 및 기준 전압 값 DR(T)을 참조하여 전원 전류를 식별할 수 있다.To this end, a current measurement system including a temperature compensated current source 1000 according to another embodiment of the present invention includes a time division multiplexing method, a frequency division multiplexing method, and a code division multiplexing method. Power supply voltage value D BAT (T) and reference voltage value D R corresponding to the voltage that drops across the shunt resistor as the multiplexing current, which multiplexes the power current and reference current using a specific multiplexing method, passes through the shunt resistor. (T) can be identified using a specific multiplexing method, and the power supply current can be identified by referring to the reference current value I R , the power supply voltage value D BAT (T), and the reference voltage value D R (T).

아래에서는, 상기 다중화 방식 중 주파수 분할 다중화 방식을 예로 들어 설명할 것이나, 이는 이해의 편의를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 통상의 기술자는, 시분할 다중화 방식 또는 코드 분할 다중화 방식에 대한 추가적인 설명이 없더라도, 시분할 다중화 방식 또는 코드 분할 다중화 방식에 의하여 전원 전압 값 DBAT(T) 및 기준 전압 값 DR(T)을 식별하는 방식에 대해서도 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Below, the frequency division multiplexing method will be described as an example among the multiplexing methods. However, this is only for convenience of understanding, and the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art will use the time division multiplexing method or the code division multiplexing method. Even without additional explanation, it will be possible to clearly understand the method of identifying the power supply voltage value D BAT (T) and the reference voltage value D R (T) by the time division multiplexing method or the code division multiplexing method.

도 7a를 참조하면, (i) 측정 전압 값 DOUT에 로우 패스 필터링(LPF1)을 적용하여 전원 전압 값 DBAT를 획득하고, (ii) 측정 전압 값 DOUT에서 전원 전압 값 DBAT을 뺀 값에 하이 패스 필터링(HPF)을 적용한 후, 기준 전류의 주파수 fIR을 곱해서 복조 과정을 거친 값에 로우 패스 필터링(LPF2)을 적용하여 기준 전압 값 DR(T)을 획득하고, (iii) 전원 전압 값 DBAT(T)을 기준 전압 값 DR(T)으로 나눈 값에 기준 전류 값 IR을 곱함으로써, 전원 전류 IBAT에 대응되는 측정 전류값 IBAT^이 계산되는 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 7a, (i) apply low-pass filtering (LPF1) to the measured voltage value D OUT to obtain the power supply voltage value D BAT , and (ii) the power supply voltage value D BAT is subtracted from the measured voltage value D OUT . After applying high-pass filtering (HPF) to the frequency f IR of the reference current, apply low-pass filtering (LPF2) to the demodulated value to obtain the reference voltage value D R (T), (iii) the power supply By dividing the voltage value D BAT (T) by the reference voltage value D R (T) and multiplying it by the reference current value I R , it can be confirmed that the measured current value I BAT ^ corresponding to the power supply current I BAT is calculated.

그리고, 도 7b를 참조하면, 주파수 분할 다중화에 따른 전원 전압 값 DBAT(T) 및 기준 전압 값 DR(T) 각각의 스펙트럼을 확인할 수 있다.And, referring to FIG. 7b, the spectrum of the power supply voltage value D BAT (T) and the reference voltage value D R (T) according to frequency division multiplexing can be confirmed.

참고로, 전류 측정 시스템의 주파수 대역을 충분히 넓게 함으로써, 멀티플렉싱한 신호들에 대하여 시스템의 전달 함수에 변화가 없도록 설계할 수 있다.For reference, by making the frequency band of the current measurement system sufficiently wide, it can be designed so that there is no change in the transfer function of the system for multiplexed signals.

한편, 상기와 같은 주파수 분할 다중화 방식을 이용하기 위해서는, 주파수 변조 과정이 선행될 수 있으며, 이에 대해서는 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 설명하기로 한다.Meanwhile, in order to use the frequency division multiplexing method as described above, a frequency modulation process may be conducted first, which will be described with reference to FIGS. 8A to 8C.

도 8a 내지 도 8c는, 도 3에 도시된 제1 전류 미러(1600)를 개략적으로 도시한 것이다.FIGS. 8A to 8C schematically show the first current mirror 1600 shown in FIG. 3.

도 8a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 전류원(1000)으로부터 출력되는 기준 전류에 대응되는 제1 복사 전류 IR을 변조하기 위해, 각각의 동작 주기에 따라 ON/OFF 되는 스위치 P1 및 P2를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8A, in order to modulate the first radiation current I R corresponding to the reference current output from the temperature compensation current source 1000 according to an embodiment of the present invention, a switch is turned on/off according to each operation cycle. You can check P1 and P2.

구체적으로, 도 8b를 참조하면, 왼쪽의 트랜지스터(가령, PMOS 트랜지스터)는 I0에 대응되는 전압을 X 노드에 생성하게 되는데, 스위치 동작 주기에 따라 P1이 닫히고, P2가 열림에 따라, X 노드의 전압이 오른쪽 트랜지스터(가령, PMOS 트랜지스터)의 게이트에 인가되므로, 왼쪽 트랜지스터 및 오른쪽 트랜지스터의 사이즈가 서로 동일할 경우, 오른쪽 트랜지스터로 I0가 복사된다(즉, IR = IO).Specifically, referring to FIG. 8b, the transistor on the left (e.g., PMOS transistor) generates a voltage corresponding to I 0 at the X node. As P1 closes and P2 opens according to the switch operation cycle, the X node Since a voltage of is applied to the gate of the right transistor (e.g., PMOS transistor), if the sizes of the left and right transistors are the same, I 0 is copied to the right transistor (i.e., I R = I O ).

한편, 도 8c를 참조하면, 스위치 동작 주기에 따라 P1이 열리고, P2가 닫힘에 따라, X 노드의 전압이 오른쪽 트랜지스터의 게이트에 인가되지 않고, 오른쪽 트랜지스터의 게이트에 서플라이 전압이 인가되므로, 오른쪽 트랜지스터가 꺼져서 I0가 복사되지 않게 된다(즉, IR = 0).Meanwhile, referring to Figure 8c, as P1 opens and P2 closes according to the switch operation cycle, the voltage of the is turned off so that I 0 is not copied (i.e., I R = 0).

따라서, 스위치 P1 및 P2의 동작 주기를 다양하게 설정함에 따라, 제1 복사 전류의 주파수를 다양하게 변조할 수 있다.Accordingly, by variously setting the operation cycles of the switches P1 and P2, the frequency of the first radiation current can be variously modulated.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.In the above, the present invention has been described with specific details such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is only provided to facilitate a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , a person skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications and variations from this description.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and the scope of the patent claims described below as well as all modifications equivalent to or equivalent to the scope of the claims fall within the scope of the spirit of the present invention. They will say they do it.

Claims (11)

온도 보상 전류원에 있어서,
소정의 전압을 공급하는 정전압원;
상기 정전압원의 정전압 출력단에 연결되며, 온도 보상된 전압인 보상전압을 생성하는 보상전압 생성기;
상기 보상전압 생성기의 보상전압 출력단에 제1 입력단이 연결되는 증폭기;
상기 증폭기의 출력단에 연결되는 트랜스컨덕터; 및
상기 트랜스컨덕터 및 상기 증폭기의 제2 입력단에 연결되는 저항;
을 포함하되,
상기 트랜스컨덕터를 통해 온도변화에 강인한 전류인 기준 전류를 출력하는 온도 보상 전류원.
In a temperature compensated current source,
A constant voltage source that supplies a predetermined voltage;
a compensation voltage generator connected to the constant voltage output terminal of the constant voltage source and generating a compensation voltage that is a temperature compensated voltage;
an amplifier whose first input terminal is connected to the compensation voltage output terminal of the compensation voltage generator;
A transconductor connected to the output terminal of the amplifier; and
a resistor connected to the transconductor and a second input terminal of the amplifier;
Including,
A temperature compensated current source that outputs a reference current that is resistant to temperature changes through the transconductor.
제1항에 있어서,
상기 트랜스컨덕터에 연결되며, 상기 기준 전류를 복사하여 제1 복사 전류를 생성하는 출력용 전류 미러인 제1 전류 미러;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원.
According to paragraph 1,
a first current mirror connected to the transconductor, which is an output current mirror that copies the reference current to generate a first radiation current;
A temperature compensated current source further comprising:
제2항에 있어서,
상기 보상전압 생성기에 포함된 트랜지스터를 가변시키기 위한 비트 컨트롤러에 의해 상기 보상전압 출력단에서의 상기 보상전압의 온도계수를 변화시켜가면서, 상기 기준 전류를 복사하여 제2 복사 전류를 생성하는 측정용 전류 미러인 제2 전류 미러 - 상기 제2 전류 미러는 상기 트랜스컨덕터에 연결됨 - 를 통해 제1 온도에서 생성되는 제2_1 복사 전류 및 제2 온도에서 생성되는 제2_2 복사 전류의 차이를 모니터링한 결과, 상기 제2_1 복사 전류 및 상기 제2_2 복사 전류가 기설정된 임계 범위 이내로 근접한 경우의 상기 보상전압의 온도계수를 최적 온도계수로 결정하고 이에 대응되는 상기 비트 컨트롤러의 설정값을 유지한 상태에서, 상기 제1 전류 미러를 통해 상기 제1 복사 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원.
According to paragraph 2,
A current mirror for measurement that copies the reference current and generates a second radiation current while changing the temperature coefficient of the compensation voltage at the compensation voltage output terminal by a bit controller for varying the transistor included in the compensation voltage generator. As a result of monitoring the difference between the 2_1 radiated current generated at the first temperature and the 2_2 radiated current generated at the second temperature through the second current mirror, the second current mirror connected to the transconductor, the When the 2_1 radiation current and the 2_2 radiation current are close to within a preset threshold range, the temperature coefficient of the compensation voltage is determined as the optimal temperature coefficient and the corresponding set value of the bit controller is maintained, and the first current A temperature compensated current source characterized in that the first radiation current is generated through a mirror.
제1항에 있어서,
상기 보상전압 생성기는, 제1 트랜지스터 그룹 내지 제n 트랜지스터 그룹 - 상기 제1 트랜지스터 그룹 내지 상기 제n 트랜지스터 그룹은 직렬로 연결되며, 상기 n은 1이상의 정수임 - 을 포함하며,
상기 제1 트랜지스터 그룹 내지 상기 제n 트랜지스터 그룹 각각은 (i) 제1 보정용 트랜지스터 내지 제n 보정용 트랜지스터 각각, (ii) 상기 제1 보정용 트랜지스터 내지 상기 제n 보정용 트랜지스터 각각에 병렬로 연결되되 각각의 ON/OFF 를 제어하기 위한 각각의 스위치를 통해 연결된, 제1_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제1_m 비트설정용 트랜지스터, 내지 제n_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제n_m 비트설정용 트랜지스터 각각 및 (iii) 상기 제1 보정용 트랜지스터 내지 상기 제n 보정용 트랜지스터 각각에 직렬로 연결되는 제1 비보정용 트랜지스터 내지 제n 비보정용 트랜지스터 각각을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원.
According to paragraph 1,
The compensation voltage generator includes a first transistor group to an n-th transistor group, wherein the first transistor group to the n-th transistor group are connected in series, and n is an integer of 1 or more,
Each of the first transistor group to the n-th transistor group is connected in parallel to (i) each of the first to the n-th correction transistors, and (ii) each of the first to the n-th correction transistors, but each is ON. 1_1st bit setting transistor to 1_m bit setting transistor, n_1th bit setting transistor to n_m bit setting transistor, respectively, connected through respective switches for controlling /OFF, and (iii) the first correction A temperature compensation current source comprising a first non-compensation transistor to an n-th non-compensation transistor connected in series to each of the n-th compensation transistors.
제4항에 있어서,
상기 트랜스컨덕터에 연결되며, 상기 기준 전류를 복사하여 제1 복사 전류를 생성하는 출력용 전류 미러인 제1 전류 미러;
를 추가로 포함하되,
상기 보상전압 생성기에 포함된 트랜지스터를 가변시키기 위한 비트 컨트롤러에 의해 상기 제1_1 비트설정용 트랜지스터 내지 상기 제1_m 비트설정용 트랜지스터, 내지 상기 제n_1 비트설정용 트랜지스터 내지 상기 제n_m 비트설정용 트랜지스터 각각에 연결된 스위치의 ON 또는 OFF 상태를 변화시켜가면서, 상기 기준 전류를 복사하여 제2 복사 전류를 생성하는 측정용 전류 미러인 제2 전류 미러 - 상기 제2 전류 미러는 상기 트랜스컨덕터에 연결됨 - 를 통해 제1 온도에서 생성되는 제2_1 복사 전류 및 제2 온도에서 생성되는 제2_2 복사 전류의 차이를 모니터링한 결과, 상기 제2_1 복사 전류 및 상기 제2_2 복사 전류가 기설정된 임계 범위 이내로 근접하는 경우의 상기 보상전압의 온도계수를 최적 온도계수로 결정하고 이에 대응되는 상기 비트 컨트롤러의 설정값을 유지한 상태에서, 상기 제1 전류 미러를 통해 상기 제1 복사 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원.
According to paragraph 4,
a first current mirror connected to the transconductor, which is an output current mirror that copies the reference current to generate a first radiation current;
Additionally including,
Each of the 1_1 bit setting transistor to the 1_m bit setting transistor, the n_1 bit setting transistor to the n_m bit setting transistor is operated by a bit controller for varying the transistor included in the compensation voltage generator. A second current mirror, which is a current mirror for measurement that copies the reference current and generates a second radiation current while changing the ON or OFF state of the connected switch - the second current mirror is connected to the transconductor - As a result of monitoring the difference between the 2_1 radiant current generated at a temperature of 1 and the 2_2 radiated current generated at a second temperature, the compensation when the 2_1 radiated current and the 2_2 radiated current are close to within a preset threshold range. A temperature compensated current source characterized in that the temperature coefficient of the voltage is determined as the optimal temperature coefficient and the corresponding setting value of the bit controller is maintained, and the first radiation current is generated through the first current mirror.
제1항에 있어서,
상기 저항은 스위치드 커패시터(Switched Capacitor) 및 오실레이터(Oscillator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원.
According to paragraph 1,
A temperature compensated current source wherein the resistor includes a switched capacitor and an oscillator.
제6항에 있어서,
상기 보상전압 생성기는, 제1 트랜지스터 그룹 내지 제n 트랜지스터 그룹 - 상기 제1 트랜지스터 그룹 내지 상기 제n 트랜지스터 그룹은 직렬로 연결되며, 상기 n은 1이상의 정수임 - 을 포함하고,
상기 제1 트랜지스터 그룹 내지 상기 제n 트랜지스터 그룹 각각은 (i) 제1 보정용 트랜지스터 내지 제n 보정용 트랜지스터 각각, (ii) 상기 제1 보정용 트랜지스터 내지 상기 제n 보정용 트랜지스터 각각에 병렬로 연결되되 각각의 ON/OFF 를 제어하기 위한 각각의 스위치를 통해 연결된, 제1_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제1_m 비트설정용 트랜지스터, 내지 제n_1 비트설정용 트랜지스터 내지 제n_m 비트설정용 트랜지스터 각각 및 (iii) 상기 제1 보정용 트랜지스터 내지 상기 제n 보정용 트랜지스터 각각에 직렬로 연결되는 제1 비보정용 트랜지스터 내지 제n 비보정용 트랜지스터 각각을 포함하며,
상기 보상전압 출력단에서의 상기 보상전압의 온도계수를 αCOMP, 상기 스위치드 커패시터의 온도계수를 αC, 상기 오실레이터의 온도 계수를 αXO 라고 할 때, 상기 보상전압 생성기에 포함된 트랜지스터를 가변시키기 위한 비트 컨트롤러에 의해 상기 제1_1 비트설정용 트랜지스터 내지 상기 제1_m 비트설정용 트랜지스터, 내지 상기 제n_1 비트설정용 트랜지스터 내지 상기 제n_m 비트설정용 트랜지스터 각각에 연결된 스위치의 ON 또는 OFF 상태를 변화시켜가면서, 상기 기준 전류를 복사하여 제2 복사 전류를 생성하는 측정용 전류 미러인 제2 전류 미러 - 상기 제2 전류 미러는 상기 트랜스컨덕터에 연결됨 - 를 통해 제1 온도에서 생성되는 제2_1 복사 전류 및 제2 온도에서 생성되는 제2_2 복사 전류의 차이를 모니터링한 결과, 상기 제2_1 복사 전류 및 상기 제2_2 복사 전류가 기설정된 임계 범위 이내로 근접하면서 상기 보상전압의 온도계수가 아래 수식
αCOMP + αC + αXO = 0
을 만족하는 경우의 상기 보상전압의 온도계수를 최적 온도계수로 결정하고 이에 대응되는 상기 비트 컨트롤러의 설정값을 유지하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원.
According to clause 6,
The compensation voltage generator includes a first transistor group to an n-th transistor group, wherein the first transistor group to the n-th transistor group are connected in series, and n is an integer of 1 or more,
Each of the first transistor group to the n-th transistor group is connected in parallel to (i) each of the first to the n-th correction transistors, and (ii) each of the first to the n-th correction transistors, but each is ON. 1_1st bit setting transistor to 1_m bit setting transistor, n_1th bit setting transistor to n_m bit setting transistor, respectively, connected through respective switches for controlling /OFF, and (iii) the first correction It includes a first non-compensation transistor to an n-th non-compensation transistor connected in series to each of the n-th correction transistors,
When the temperature coefficient of the compensation voltage at the compensation voltage output terminal is α COMP , the temperature coefficient of the switched capacitor is α C, and the temperature coefficient of the oscillator is α By changing the ON or OFF state of the switch connected to each of the 1_1 bit setting transistor to the 1_m bit setting transistor, the n_1 bit setting transistor to the n_m bit setting transistor, by the bit controller, A 2_1 radiated current and a second 2_1 radiated current generated at a first temperature through a 2nd current mirror, which is a measuring current mirror that copies the reference current and generates a 2nd radiated current - the 2nd current mirror is connected to the transconductor As a result of monitoring the difference between the 2_2 radiated current generated at temperature, the 2_1 radiated current and the 2_2 radiated current approach within a preset threshold range, and the temperature coefficient of the compensation voltage is expressed by the formula below:
α COMP + α C + α XO = 0
A temperature compensated current source characterized in that, when satisfying, the temperature coefficient of the compensation voltage is determined as the optimal temperature coefficient and the corresponding set value of the bit controller is maintained.
제7항에 있어서,
온도변화에 따라 상기 정전압원으로부터 공급되는 상기 소정의 전압의 값이 변화할 경우, 상기 정전압원의 온도계수를 αBGR 라고 할 때, 상기 제2_1 복사 전류 및 상기 제2_2 복사 전류가 상기 기설정된 임계 범위 이내로 근접하면서 상기 보상전압의 온도계수가 아래 수식
αCOMP + αC + αXO + αBGR = 0
을 만족하는 경우의 상기 보상전압의 온도계수를 상기 최적 온도계수로 결정하고 이에 대응되는 상기 비트 컨트롤러의 설정값을 유지하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원.
In clause 7,
When the value of the predetermined voltage supplied from the constant voltage source changes according to a temperature change, when the temperature coefficient of the constant voltage source is α BGR , the 2_1 radiation current and the 2_2 radiation current are at the preset threshold. As it approaches within the range, the temperature coefficient of the compensation voltage is calculated using the formula below:
α COMP + α C + α XO + α BGR = 0
A temperature compensated current source characterized in that, when satisfying, the temperature coefficient of the compensation voltage is determined as the optimal temperature coefficient and the corresponding set value of the bit controller is maintained.
제1항에 있어서,
상기 정전압원은 밴드갭 레퍼런스(Bandgap Reference), 차지드 커패시터(Charged Capacitor) 및 제너 다이오드(Zener Diode) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 전류원.
According to paragraph 1,
The constant voltage source is a temperature compensated current source comprising any one of a bandgap reference, a charged capacitor, and a Zener diode.
제1항의 온도 보상 전류원을 포함하는 전류 측정 시스템에 있어서,
전원부와 부하 사이 또는 상기 전원부와 차징(charging)부 - 상기 차징부는 상기 전원부에 전력을 공급함 - 사이에 위치하는 션트 저항;
상기 션트 저항에 상기 기준 전류를 공급하는 상기 온도 보상 전류원; 및
상기 전원부로부터 공급되는 전원 전류 및 상기 온도 보상 전류원으로부터 공급되는 상기 기준 전류가 상기 션트 저항을 통과함에 따라 상기 션트 저항에서 강하하는 전압에 대응되는 측정 전압 값을 측정하는 전압 측정부;
를 포함하되,
상기 기준 전류의 값 및 상기 전압 측정부를 통해 측정되는 상기 측정 전압 값을 참조하여 상기 전원부로부터 공급되는 상기 전원 전류를 식별하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 시스템.
A current measurement system comprising the temperature compensated current source of claim 1, comprising:
A shunt resistor located between the power supply unit and the load or between the power supply unit and the charging unit, wherein the charging unit supplies power to the power supply unit;
the temperature compensated current source supplying the reference current to the shunt resistor; and
a voltage measuring unit that measures a measurement voltage value corresponding to a voltage that drops in the shunt resistor as the power current supplied from the power unit and the reference current supplied from the temperature compensation current source pass through the shunt resistor;
Including,
A current measurement system characterized in that the power current supplied from the power supply unit is identified by referring to the value of the reference current and the measured voltage value measured through the voltage measurement unit.
제10항에 있어서,
상기 전압 측정부를 통해 측정되는 상기 측정 전압 값은 상기 전원부로부터 공급되는 상기 전원 전류에 대응되는 전원 전압 값 및 상기 온도 보상 전류원으로부터 공급되는 상기 기준 전류에 대응되는 기준 전압 값의 합으로 결정되고,
멀티플렉싱 전류 - 상기 멀티플렉싱 전류는, 시분할 다중화(Time Division Multiplexing) 방식, 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing) 방식 및 코드 분할 다중화(Code Division Multiplexing) 방식 중 특정 다중화 방식을 이용하여 상기 전원 전류 및 상기 기준 전류를 멀티플렉싱한 전류임 - 가 상기 션트 저항을 통과함에 따라 상기 션트 저항에서 강하하는 전압에 대응되는 상기 전원 전압 값 및 상기 기준 전압 값을 상기 특정 다중화 방식을 이용하여 식별하고, 상기 기준 전류의 값, 상기 전원 전압 값 및 상기 기준 전압 값을 참조하여 상기 전원 전류를 식별하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 시스템.
According to clause 10,
The measured voltage value measured through the voltage measurement unit is determined as the sum of the power supply voltage value corresponding to the power current supplied from the power supply unit and the reference voltage value corresponding to the reference current supplied from the temperature compensation current source,
Multiplexing current - The multiplexing current is generated by using a specific multiplexing method among the time division multiplexing method, frequency division multiplexing method, and code division multiplexing method, and the power current and the reference current. is a multiplexed current - the power voltage value and the reference voltage value corresponding to the voltage that drops in the shunt resistor as it passes through the shunt resistor are identified using the specific multiplexing method, and the value of the reference current is, A current measurement system characterized in that the power current is identified by referring to the power supply voltage value and the reference voltage value.
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