TWI431258B - Temperature detection circuit - Google Patents

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Description

溫度檢測電路
本發明係關於一種利用半導體電路之溫度特性的溫度檢測電路。
圖5係表示一般溫度檢測電路之概略的圖(參照專利文獻1)。
該溫度檢測電路，係由溫度感測電路200、基準電壓電路300、比較器400、正之電源端子500、負之電源端子600、以及輸出端子700所構成。溫度感測電路200，係將一端連接於正之電源端子500，另一端連接於負之電源端子600，剩下之一端則作為溫度感測電路200之輸出端子連接於比較器400之正輸入端子，且具有隨著溫度之上升輸出電壓會降低的特性。基準電壓電路300，係將負極連接於負之電源端子600，正極連接於比較器400之負輸入端子，在既定溫度輸出與溫度感測電路200之輸出電壓相等的基準電壓。比較器400係將一端連接於正之電源端子500，另一端連接於負之電源端子600，輸出端子則連接於輸出端子700，且進行溫度感測電路200之輸出電壓與基準電壓電路300之基準電壓的比較，並輸出溫度檢測訊號(負電源電位)或溫度非檢測訊號(正電源電位)。
其次，針對圖5所示之溫度檢測電路的動作說明。
當溫度低於既定溫度時，由於溫度感測電路200之輸 出電壓係大於前述基準電壓，因此比較器400即輸出溫度非檢測訊號。當溫度高於既定溫度時，由於溫度感測電路200之輸出電壓係小於前述基準電壓，因此比較器400便輸出溫度檢測訊號。是以，根據是否在既定溫度以上來進行切換輸出邏輯之動作，而可檢測出既定溫度。
〔專利文獻1〕日本特開2001-165783號公報
然而，上述溫度檢測電路中，在電源剛起動後溫度感測電路200之輸出電壓或基準電壓電路300之基準電壓尚未充分輸出之狀態下，因溫度感測電路200之輸出電壓與基準電壓電路300之基準電壓之上升速度的關係，會有與溫度無關而輸出溫度檢測訊號之誤動作的問題。
本發明之目的在於防止電源起動時之溫度檢測電路的誤動作。
本發明提供一種根據是否在既定溫度以上來進行切換輸出邏輯之動作的溫度檢測電路，其特徵為，至少包含：1個以上溫度感測電路，其具有輸出電壓會隨著溫度上升而降低之特性；1個以上基準電壓電路，用以輸出基準電壓；1個以上比較器，用以比較前述溫度感測電路之輸出電壓與前述基準電壓，並輸出以既定溫度為界線而反轉的訊號 ；以及誤動作防止電路，其係以前述比較器之輸出端子電壓與正電源為輸入訊號來控制，特別是在前述溫度感測電路之輸出電壓或前述基準電壓尚未充分輸出之狀態下，使前述誤動作防止電路動作。
根據本發明極可防止電源剛起動後溫度檢測電路之誤動作。
以下，針對本發明之實施形態參照圖式作詳細說明。
〔實施形態1〕
首先，針對第1實施形態之溫度檢測電路作說明。圖1係第1實施形態之溫度檢測電路的電路圖。
第1實施形態之溫度檢測電路，係由誤動作防止電路100、溫度感測電路200、基準電壓電路300、比較器400、正之電源端子500、負之電源端子600、以及輸出端子700所構成。
溫度感測電路200，係將一端連接於正之電源端子500，另一端連接於負之電源端子600，剩下之一端則作為前述溫度感測電路之輸出端子，連接於比較器400之正輸入端子。溫度感測電路200，係藉由例如複數個電晶體構成之達林頓電路，及供電至前述達林頓電路之定電流電路 所構成，具有隨著溫度之上升輸出電壓會降低的特性。又，亦可藉由將具有電阻等溫度特性之元件加以組合來構成。
基準電壓電路300，係將負極連接於負之電源端子600，正極連接於比較器400之負輸入端子。基準電壓電路300之基準電壓，係藉由以熔線修整或EEPROM(電子可抹除可程式化唯讀記憶體)變更電阻或MOS電晶體等元件尺寸來調整，在既定溫度輸出與溫度感測電路200之輸出電壓相等之基準電壓。比較器400係將一端連接於正之電源端子500，另一端連接於負之電源端子600，輸出端子則連接於輸出端子700。比較器400，係進行溫度感測電路200之輸出電壓與基準電壓電路300之基準電壓的比較，以輸出溫度檢測訊號(負之電源電位)或溫度非檢測訊號(正之電源電位)。
誤動作防止電路100，係將一端連接於正之電源端子500，另一端則連接於輸出端子700。誤動作防止電路100具有使正之電源端子500與輸出端子700之連接開閉的功能，在電源剛起動後溫度感測電路200之輸出電壓或基準電壓電路300之基準電壓尚未充分輸出之狀態下，使輸出端子700與正之電源端子500呈短路狀態，在溫度感測電路200之輸出電壓或基準電壓電路300之基準電壓已充分輸出之狀態下，使輸出端子700與正之電源端子500呈開路狀態。
其次，說明該溫度檢測電路之動作。
首先，在電源剛起動後，溫度感測電路200之輸出電壓及基準電壓電路300之基準電壓，即從0V緩緩開始上升。如此，在溫度感測電路200之輸出電壓與基準電壓電路300之基準電壓尚未充分輸出之狀態下，由於誤動作防止電路100係使輸出端子700與正電源端子500短路，因此輸出端子700便強制輸出溫度非檢測訊號。其次，在從電源起動充分經過一段時間後，在溫度感測電路200之輸出電壓與基準電壓電路300之基準電壓已充分輸出之狀態下，誤動作防止電路100便使輸出端子700與正之電源端子500開路。是以，在溫度低於既定溫度時，由於溫度感測電路200之輸出電壓係大於前述基準電壓，因此輸出端子700便輸出溫度非檢測訊號。在溫度高於既定溫度時，由於溫度感測電路200之輸出電壓係小於前述基準電壓，因此輸出端子700便輸出溫度檢測訊號。
以此方式，即可根據是否在既定溫度以上進行切換輸出邏輯之動作，以檢測出既定溫度。
根據此種溫度檢測電路，在電源起動時溫度感測電路200之輸出電壓與基準電壓電路300之基準電壓尚未充分輸出之狀態下，因溫度感測電路200之輸出電壓的開始上升時間比基準電壓電路300之基準電壓的開始上升時間慢等原因，而產生雖然未達既定溫度但溫度感測電路200之輸出電壓卻低於基準電壓電路300之基準電壓之狀態的情況下，即可防止比較器輸出溫度檢測訊號。亦即，可防止溫度檢測電路之誤動作。
其他，雖亦考慮使比較器400之正輸入端子與正電源端子500短路、或使比較器400之負輸入端子與負之電源端子600短路，但為了更確實使輸出端子700輸出溫度非檢測訊號，係以使輸出端子700與正之電源端子500短路較佳。
〔實施形態2〕
其次，針對第2實施形態之溫度檢測電路作說明。圖2係第2實施形態之溫度檢測電路的電路圖。
第2實施形態之溫度檢測電路，與第1實施形態之溫度檢測電路相比較，在誤動作防止電路係在以電容器101構成之點不相同。電容器101係將一端連接於正之電源端子500，另一端則連接於輸出端子700。
其次，說明該溫度檢測電路之動作。
首先，在電源剛起動後，由於從正之電源端子500預估輸出端子700之系統，係以電容器101與比較器400之輸出阻抗構成HPF(高通濾波器)，因此輸出端子700僅對電源之瞬時變動而追隨改變。因此，藉由電容器101輸出端子700即與正之電源端子500短路，使輸出端子700強制輸出溫度非檢測訊號。其次，在自電源起動充分經過一段時間後，由於電容器101僅作為比較器400之負載而被驅動，因此正之電源端子500之影響不會及於輸出端子700。因此，在溫度低於既定溫度時，由於溫度感測電路200之輸出電壓係大於前述基準電壓，因此輸出端子700 即輸出溫度非檢測訊號。當溫度高於既定溫度時，由於溫度感測電路200之輸出電壓係小於前述基準電壓，因此輸出端子700便輸出溫度檢測。
以此方式，即可根據是否在既定溫度以上進行切換輸出邏輯之動作，以檢測出既定溫度。
根據此種溫度檢測電路，即可在電源起動時溫度感測電路200之輸出電壓與基準電壓電路300之基準電壓尚未充分輸出之狀態下防止誤動作。
〔實施形態3〕
其次，針對第3實施形態之溫度檢測電路作說明。圖3係第3實施形態之溫度檢測電路的電路圖。
第3實施形態之溫度檢測電路，與第1實施形態之溫度檢測電路相比較時，在誤動作防止電路係以MOS電晶體111、定電流電路121、及電容器102構成之點不相同。MOS電晶體111，係將源極端子連接於正之電源端子500，汲極端子連接於輸出端子700，閘極端子則連接於定電流電路121與電容器102。定電流電路121之另一端係與正之電源端子500連接。電容器102之另一端係與負之電源端子600連接。
其次，說明該溫度檢測電路之動作。
首先，在電源剛起動後，定電流121幾乎無電流，產生在電容器102兩端之電壓為0V，MOS電晶體111之閘極係與負之電源端子600短路。由於MOS電晶體111係 ON(導通)，因此輸出端子700係與正之電源端子500短路，輸出端子700便強制輸出溫度非檢測訊號。其次，在從電源起動充分經過一段時間後，電容器102以定電流電路121充電，藉此MOS電晶體111之閘極便緩緩上升。在MOS電晶體閘極/源極間電壓變成小於MOS電晶體111之閾值電壓Vth時，電晶體111即OFF(斷開)。在MOS電晶體111呈OFF之狀態下，輸出端子700即與電源端子500斷路。因此，在溫度低於既定溫度時，由於溫度感測電路200之輸出電壓係大於前述基準電壓，因此輸出端子700即輸出溫度非檢測訊號。當溫度高於既定溫度時，由於溫度感測電路200之輸出電壓係小於前述基準電壓，因此輸出端子700便輸出溫度檢測。
以此方式，即可根據是否在既定溫度以上進行切換輸出邏輯之動作，以檢測出既定溫度。
根據此種溫度檢測電路，即可在電源起動時溫度感測電路200之輸出電壓與基準電壓電路300之基準電壓尚未充分輸出之狀態下防止誤動作。
此處，MOS電晶體111雖藉由定電流電路121與電容器102來控制，但亦可藉由電源電壓、溫度感測電路200之輸出電壓、或檢測基準電壓電路300之基準電壓已充分輸出的訊號，以控制使MOS電晶體111 OFF，或亦可使用同一晶片內其他區塊之訊號來控制。
〔實施形態4〕
其次，針對第4實施形態之溫度檢測電路作說明。圖4係第4實施形態之溫度檢測電路的電路圖。
第4實施形態之溫度檢測電路，與第1實施形態之溫度檢測電路相比較時，在誤動作防止電路係以MOS電晶體112、及控制端子800構成之點不相同。MOS電晶體112係將源極端子連接於正之電源端子500，汲極端子連接於輸出端子700，閘極端子則連接於控制端子800。控制端子800，係輸入來自微電腦等晶片外之元件的訊號。
其次，說明該溫度檢測電路之動作。
首先，在電源剛起動後，若將來自外部之負的電源電位施加於控制端子時，由於MOS電晶體112即ON(導通)，因此輸出端子700便與正之電源端子500短路，輸出端子700即強制輸出溫度非檢測訊號。又，在從電源起動充分經過一段時間後，若將來自外部之正的電源電位施加於控制端子時，由於MOS電晶體112即OFF(斷開)，因此輸出端子700便與正之電源端子500斷路。因此，在溫度低於既定溫度時，由於溫度感測電路200之輸出電壓係大於前述基準電壓，因此輸出端子700即輸出溫度非檢測訊號。當溫度高於既定溫度時，由於溫度感測電路200之輸出電壓係小於前述基準電壓，因此輸出端子700便輸出溫度檢測訊號。
以此方式，即可根據是否在既定溫度以上來進行切換輸出邏輯之動作，以檢測出既定溫度。
根據此種溫度檢測電路，即可在電源起動時溫度感測 電路200之輸出電壓與基準電壓電路300之基準電壓尚未充分輸出之狀態下防止誤動作。
100‧‧‧誤動作防止電路
101,102‧‧‧電容器
111,112‧‧‧MOS電晶體
121‧‧‧定電流電路
200‧‧‧溫度感測電路
300‧‧‧基準電壓電路
400‧‧‧比較器
500‧‧‧正之電源端子
600‧‧‧負之電源端子
700‧‧‧輸出端子
800‧‧‧控制端子
〔圖1〕係表示第1實施形態之溫度檢測電路的圖。
〔圖2〕係表示第2實施形態之溫度檢測電路的圖。
〔圖3〕係表示第3實施形態之溫度檢測電路的圖。
〔圖4〕係表示第4實施形態之溫度檢測電路的圖。
〔圖5〕係表示一般之溫度檢測電路的圖。
100‧‧‧誤動作防止電路
200‧‧‧溫度感測電路
300‧‧‧基準電壓電路
400‧‧‧比較器
500‧‧‧正之電源端子
600‧‧‧負之電源端子
700‧‧‧輸出端子

Claims (1)

  1. 一種溫度檢測電路，其特徵為具備：溫度感測電路，其輸出電壓依照溫度而變化；基準電壓電路，其係用以輸出基準電壓；比較器，其係用以比較前述溫度感測電路之輸出電壓與前述基準電壓，並輸出以既定溫度為界線而反轉的訊號；以及誤動作防止電路，其係連接於前述比較器之輸出端子，前述誤動作防止電路係由連接於電源端子和前述比較器之輸出端子之間的MOS電晶體，和在前述電源端子和接地端子之間串聯連接的定電流電路和電容器所構成，前述定電流電路和前述電容器在電源剛起動後立即控制前述MOS電晶體之閘極，使前述比較器之輸出端子成為既定電壓。
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