(57)【要約】【課題】より簡単な回路構成でグランド側に印加されるノイズの影響を排除できる温度検出回路を提供する。【解決手段】温度検出回路２１を、温度検出素子８の低電位側とグランドとの間に、温度検出素子８に定電流Ｉstを流すように動作する定電流回路２２を配置して構成することで、グランド側にノイズが印加されてグランド電位が変動した場合でも、温度検出素子８には定電流Ｉstが供給されるのでノイズの影響を排除することができ、検出電圧Ｖｔの変動を抑制して誤検出を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電された状態で被検出対象の温度に応じた検出電圧を発生する温度検出素子と、
所定温度における前記検出電圧を比較基準電圧として発生する基準電圧発生手段と、
前記検出電圧と前記比較基準電圧との大小関係に応じた電圧を出力する比較手段と、
前記温度検出素子の低電位側とグランドとの間に配置され、前記温度検出素子に定電流を流すように動作する定電流回路とを備えることを特徴とする温度検出回路。
【請求項２】
前記基準電圧発生手段は、一端が電源側に接続される抵抗素子を備えて構成され、
前記定電流回路は、カレントミラー回路で構成されると共に前記抵抗素子の低電位側に接続されるミラー対トランジスタを備え、前記抵抗素子にも定電流を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の温度検出回路。
【請求項３】
前記温度検出素子は、前記電流が流れる方向を順方向とするダイオードで構成され、前記検出電圧を、前記ダイオードによる順方向降下電圧に基づいて設定することを特徴とする請求項１または２記載の温度検出回路。
【請求項４】
前記温度検出素子は、２以上のダイオードを直列接続して構成されることを特徴とする請求項３記載の温度検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出温度に応じて温度検出素子が発生する検出電圧と所定温度における比較基準電圧とを比較して、両者の大小関係に応じた電圧を出力する温度検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度検出回路の一例として、特許文献１の図５に開示されている構成がある。図２は、特許文献１に開示されている温度検出回路と同様の構成を示す。バッテリ１より供給される１２Ｖ電源は、オペアンプ２に供給されていると共に、ＮＰＮトランジスタ３のコレクタにも与えられている。トランジスタ３のエミッタは、抵抗素子４，５の直列回路を介してグランドに接続されており、べースは、オペアンプ２の出力端子に接続されている。
抵抗素子４，５の共通接続点は、オペアンプ２の反転入力端子接続されており、非反転入力端子には、図示しないバンドギャップリファレンス（ＢＧＲ）電圧回路より、１．２ＶのＢＧＲ電圧が与えられている。これらは定電圧回路６を構成しており、オペアンプ２は、トランジスタ３のエミッタ電位が５Ｖの定電圧となるように、トランジスタ３を制御する。
【０００３】
５Ｖ電源とグランドとの間には、定電流源７，及び例えば４直列のダイオード８ａ〜８ｄよりなる温度検出素子８の直列回路と、抵抗素子９及び１０の直列回路とが並列に接続されている。定電流源７，温度検出素子８の共通接続点は、コンパレータ１１の反転入力端子に接続されており、抵抗素子９及び１０の共通接続点は、コンパレータ１１の非反転入力端子に接続されている。コンパレータ１１は、１２Ｖ電源で動作する。尚、特許文献１では、定電圧回路６に相当する構成は開示されていない。
【０００４】
以上のように構成される温度検出回路１２の動作について説明する。温度検出素子８は、ダイオードの順方向降下電圧Ｖｆとすると、検出温度に応じた端子電圧Ｖｔ（＝４Ｖｆ）を発生する。順方向降下電圧Ｖｆは、温度に応じて低下する負の温度特性を有しているので、温度の上昇に応じて端子電圧Ｖｔ，すなわちコンパレータ１１の反転入力端子の電位は低下する。
【０００５】
一方、コンパレータ１１の非反転入力端子には、抵抗素子９及び１０の分圧比によって、温度検出素子８が所定温度Ｔthを検出している場合の端子電圧Ｖｔに相当する比較基準電圧Ｖｓが与えられている。したがって、温度検出素子８の検出温度が所定温度Ｔth以下であれば（Ｖｓ≦Ｖｔ）であるから、コンパレータ１１の出力電圧はロウレベルであり、温度検出素子８の検出温度が所定温度Ｔthを超えると（Ｖｓ＞Ｖｔ）となり、コンパレータ１１の出力電圧はハイレベルに変化する。それにより、過熱検出のダイアグ出力がアクティブとなって、温度検出素子８が検出している温度が過熱状態となったことが認識される。
【０００６】
ここで、温度検出回路１２を、例えば車両に搭載される回路の一部として構成することを想定する。車両は極めてノイズが発生し易い環境であるため、ノイズ対策を十分に行う必要がある。この場合、コンパレータ１１の入力端子における電源側は、定電圧回路６により１２Ｖ電源が５Ｖに電源に変換されているため、バッテリ１の１２Ｖ電源にノイズが印加されたとしても、定電圧回路６における電圧変換動作により吸収されることが期待される。
【０００７】
一方、コンパレータ１１の入力端子におけるグランド側は、温度検出素子８を構成するダイオード８ｄのカソードがグランドに直結されているため、グランド側にノイズが印加されると、端子電圧Ｖｔが直接影響を受けてしまうという問題がある。尚、図中では、ノイズの影響を受ける可能性がある配線を太い線で示している。
【０００８】
そこで、本発明の発明者は、図３に示すように、ダイオード８ｄのカソードとグランドとの間に電圧バッファ回路１３を挿入する構成を考案した。電圧バッファ回路１３は、１２Ｖ電源で動作するオペアンプで構成され、反転入力端子は自身の出力端子に接続され、非反転入力端子には、オペアンプ２と同様に１．２ＶのＢＧＲ電圧が与えられる。温度検出回路１４をこのように構成することで、ダイオード８ｄのカソード電位はＢＧＲ電圧だけグランド電位より浮かすことができるので、グランド側に印加されたノイズの影響を受けにくくなる。
【特許文献１】特開平６−２４２１７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、温度検出回路１４では、電圧バッファ回路１３にオペアンプが必要となるため、回路規模が大きくなってしまうという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より簡単な回路構成でグランド側に印加されるノイズの影響を排除できる温度検出回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の温度検出回路によれば、温度検出素子の低電位側とグランドとの間に、温度検出素子に定電流を流すように動作する定電流回路を配置する。斯様に構成すれば、グランド側にノイズが印加されることでグランド電位が変動した場合でも、温度検出素子には定電流が供給されるのでノイズの影響を排除することができ、検出電圧の変動が抑制され、誤検出を防止できる。そして、定電流回路は、オペアンプに比較するときわめて少ない素子数で構成できるから、回路構成を簡単にして温度検出回路のサイズを小型化することができる。
【００１１】
請求項２記載の温度検出回路によれば、基準電圧発生手段を、一端が電源側に接続される抵抗素子で構成し、定電流回路は、ミラー対トランジスタによって前記抵抗素子にも定電流を供給する。したがって、抵抗素子の低電位側端子により比較基準電圧を付与することができ、基準電圧発生手段が比較基準電圧を発生するための定電流源を共通化して回路構成を一層簡単にできる。
【００１２】
請求項３記載の温度検出回路によれば、温度検出素子を、順方向に電流が流れるダイオードで構成し、検出電圧をダイオードの順方向降下電圧に基づいて設定するので、順方向降下電圧が有する負の温度特性を利用して温度検出を行うことができる。
【００１３】
請求項４記載の温度検出回路によれば、温度検出素子を、２以上のダイオードを直列接続して構成するので、検出電圧のレベルを、比較手段が比較し易い電圧とするようにダイオードの直列接続数により設定したり、検出温度の変動に応じた検出電圧の変動幅を適宜設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施例について図１を参照して説明する。尚、図２及び図３と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。本実施例の温度検出回路２１は、図３に示す電圧バッファ回路１３に替えて、定電流回路（基準電圧発生手段）２２を配置したものである。定電流回路２２は、３つのＮＰＮトランジスタ２２ａ，２２ｂ，２２ｃによりカレントミラー回路を構成しており、これらのエミッタは何れもグランドに接続され、ベースはトランジスタ２２ａのコレクタに共通に接続されている。
【００１５】
そして、トランジスタ２２ａのコレクタは定電流源７（基準電圧発生手段）に接続され、トランジスタ２２ｂのコレクタは、温度検出素子８を構成するダイオード８ｄ（最低電位側）のカソード（低電位側端子）に接続されていると共に、コンパレータ１１（比較手段）の非反転入力端子に接続されている。また、トランジスタ２２ｃのコレクタは、抵抗素子２３（基準電圧発生手段）を介して５Ｖ電源に接続されていると共に、コンパレータ１１の反転入力端子に接続されている。
【００１６】
ここで、温度検出回路２１は、例えば、車両搭載型のアクチュエータを駆動するパワートランジスタＴｒ（被検出対象）の発熱温度が、所定の温度を超えているか否かを検出するように構成されている。このため、温度検出回路２１は、上記パワートランジスタＴ
ｒと共に駆動ＩＣ（何れも図示せず）に内蔵されて車両に搭載されており、バッテリ１ から供給される１２Ｖの電源電圧が供給されて動作する。そして、温度検出素子８を構成するダイオード８ａ〜８ｄは、半導体基板上において、パワートランジスタＴｒが形成されている領域の近傍に配置形成されている。
また、駆動ＩＣは、図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit ）を構成するマイクロコンピュータと電気的に接続されており、マイクロコンピュータは、温度検出回路２１から出力される検出情報（過熱検出ダイアグ出力）を取得し得るように構成されている。
【００１７】
次に、本実施例の作用について説明する。定電流回路２２のミラートランジスタ２２ｂ，２２ｃは、定電流源７により供給される定電流Ｉstをミラーするようになっており、温度検出素子８と抵抗素子２３とにミラー電流Ｉstを流す。したがって、ダイオード８ａ〜８ｄには順方向に電流が流れ、コンパレータ１１の非反転入力端子に与えられる検出電圧Ｖｔは、
Ｖｔ＝５Ｖ−４Ｖｆ  …（１）
となり、温度検出素子８が検出する温度に応じて上昇する。また、グランド側にノイズが印加されることでグランド電位が変動しても、温度検出素子８に流れる定電流Ｉstは変動しないから、ノイズの影響は排除される。
【００１８】
一方、コンパレータ１１の反転入力端子に与えられる比較基準電圧Ｖｓは、抵抗素子２３の抵抗値をＲvtとすると、
Ｖｓ＝５Ｖ−Ｒvt・Ｉst  …（２）
となる。よって、定電流Ｉstに応じて抵抗値Ｒvtを調整することで、比較基準電圧Ｖｓを、温度検出素子８が過熱検出の閾値となる所定温度（例えば１５０℃）を検出した場合の電圧Ｖｔに相当するように設定しておく。そして、検出温度が上昇して（Ｖｓ＜Ｖｔ）になると、コンパレータ１１の出力電圧はロウレベルからハイレベルに変化して、過熱検出のダイアグ出力がアクティブとなる。
【００１９】
以上のように本実施例によれば、温度検出回路２１を、温度検出素子８の低電位側とグランドとの間に、温度検出素子８に定電流Ｉstを流すように動作する定電流回路２２を配置して構成した。したがって、グランド側にノイズが印加されることでグランド電位が変動した場合でも、温度検出素子８には定電流Ｉstが供給されるのでノイズの影響を排除することができ、検出電圧Ｖｔの変動が抑制され、誤検出を防止できる。そして、定電流回路２２は、オペアンプに比較するときわめて少ない素子数で構成できるから、回路構成を簡単にして温度検出回路２１のサイズを小型化することができる。
【００２０】
また、基準電圧発生手段を、一端が５Ｖ電源に接続される抵抗素子２３で構成し、定電流回路２２は、ミラー対トランジスタ２２ｃにより抵抗素子２３にも定電流Ｉstを供給するので、抵抗素子２３の低電位側端子により比較基準電圧Ｖｓを付与することができ、基準電圧発生手段が比較基準電圧Ｖｓを発生するための定電流源を共通化して回路構成を一層簡単にできる。
【００２１】
更に、温度検出素子８をダイオード８ａ〜８ｄで構成し、検出電圧Ｖｓをダイオードの順方向降下電圧に基づいて設定するので、順方向降下電圧が有する負の温度特性を利用して温度検出を行うことができる。そして、検出電圧Ｖｓのレベルを、コンパレータ１１が比較し易い電圧とするようダイオードの直列接続数により設定したり、検出温度の変動に応じた検出電圧Ｖｔの変動幅を適宜設定できる。
加えて、検出電圧Ｖｔを、温度検出素子８を構成するダイオード８ｄのアノード基準で（１）式により検出するので、例えば、Ｖｆ＝０．６Ｖの場合の検出電圧Ｖｔは、
５−４×０．６＝２．６Ｖとなる。したがって、グランド側に印加されるノイズに対するマージンを、従来のＢＧＲ電圧１．２Ｖよりも高くとることができる。
【００２２】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
各電源電圧は、個別の設計に応じて変更すれば良い。
また、温度検出素子を構成するダイオードの直列接続数も、個別の設計に応じて変更すれば良い。
温度検出素子は、サーミスタを用いて構成しても良い。ただし、サーミスタは正の温度特性を有するので、コンパレータ１１の反転入力端子，非反転入力端子の接続を逆にする必要がある。
比較手段はコンパレータ１１に限ることなく、例えば差動増幅回路で構成し、検出電圧Ｖｔと比較基準電圧Ｖｓとの差に応じた電圧を、過熱検出ダイアグ出力としても良い。
車両に搭載されるものに限ることなく、また、温度の検出対象はパワートランジスタに限ることはない。  
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例であり、温度検出回路の構成を示す図
【図２】従来技術を示す図１相当図（その１）
【図３】従来技術を示す図１相当図（その２）
【符号の説明】
【００２４】
図面中、７は定電流源（基準電圧発生手段）、８は温度検出素子、８ａ〜８ｄはダイオード、１１はコンパレータ（比較手段）、２１は温度検出回路、２２は定電流回路（カレントミラー回路，基準電圧発生手段）、２２ｃはミラートランジスタ、２３は抵抗素子（基準電圧発生手段）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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