KR100376225B1 - thermo control circuit for use in coldness and warmness system - Google Patents
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Abstract
에어 컨디셔너, 히터, 냉장고 등의 냉온기기를 제어하는데 적합한 써모 콘트롤 회로의 신호처리부를 원칩화할 수 있고 또한 신호처리부와 반도체 온도센서를 원칩화할 수 있는 써모 콘트롤 회로가 개시된다. 그러한 회로는, 정전압을 입력하여 온도를 감지한 결과를 나타내는 감지전압 신호와 기준전압 신호를 출력하는 온도센서부와; 인가되는 전원전압과 접지간에 연결되어 상기 정전압을 생성하는 정전압 생성부, 상기 정전압을 동작전원전압으로 수신하며 상기 감지전압 신호와 기준전압 신호를 비교한 비교신호를 출력하는 비교출력부와, 상기 비교신호에 응답하여 스위칭신호를 출력하는 스위치부와, 상기 전원전압과 상기 스위치부간에 연결되며 상기 전원전압의 변동에 무관한 전류소오스를 이용하여 상기 스위칭신호에 응답된 바이어스 전압을 출력하는 바이어스 회로와, 상기 바이어스 전압에 응답하여 상기 냉온기기를 제어하기 위한 구동신호를 출력하는 구동출력부를 포함하여 원칩화된 신호처리부를 구비함에 의해, 비용이 경감되고 부품의 사이즈가 축소되며 동작 신뢰성이 개선된다.Disclosed is a thermo control circuit capable of one-chip signal processing of a thermo control circuit suitable for controlling cold and hot equipment such as an air conditioner, a heater, a refrigerator, and one chip of a signal processing unit and a semiconductor temperature sensor. Such a circuit includes: a temperature sensor unit for outputting a sensing voltage signal and a reference voltage signal indicating a result of sensing a temperature by inputting a constant voltage; A constant voltage generation unit connected between an applied power supply voltage and ground to generate the constant voltage, a comparison output unit receiving the constant voltage as an operating power supply voltage, and outputting a comparison signal comparing the sensed voltage signal with a reference voltage signal; A switch circuit for outputting a switching signal in response to the signal, a bias circuit connected between the power supply voltage and the switch unit and outputting a bias voltage in response to the switching signal using a current source independent of the change in the power supply voltage; And by having a one-chip signal processing unit including a drive output unit for outputting a drive signal for controlling the cold and hot appliance in response to the bias voltage, the cost is reduced, the size of the component is reduced and the operation reliability is improved.
Description
본 발명은 집적회로에 관한 것으로, 특히 에어 컨디셔너, 히터, 냉장고 등과 같은 냉온기기에 채용하기 적합한 써모 콘트롤 집적회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to integrated circuits, and more particularly to a thermo control integrated circuit suitable for use in cold and hot equipment such as air conditioners, heaters, refrigerators, and the like.
통상적으로, 냉온기기중 에어컨디셔너에 채용된 콤프레셔를 계속해서 가동할 경우에 실내공기 유입관에 얼음이 생겨서 실내공기의 유입이 차단되는 문제가 있다. 따라서, 그러한 문제를 해결하기 위해서 실내공기 유입부에 온도센서를 장착하여 일정 온도 이하로 내려가면 콤프레셔의 동작을 중지시키고, 다시 일정온도 이상으로 온도가 상승하면 콤프레셔를 재 동작시키는 써모 콘트롤(thermo control)회로가 장착된다.In general, when continuously operating the compressor employed in the air conditioner of the cold and warm equipment there is a problem that the intake of indoor air is blocked by the ice in the indoor air inlet pipe. Therefore, in order to solve such a problem, a thermo sensor is installed in the indoor air inlet to stop the operation of the compressor when the temperature falls below a certain temperature and restart the compressor when the temperature rises above the predetermined temperature. The circuit is mounted.
기존의 써모 콘트롤 회로는 온도센서와 하우징으로 이루어지는 센서부와 온도정보로부터 콤프레셔의 동작을 제어하는 신호처리부가 여러 부품으로 구성되어 있으며, 상기 센서부와 신호처리부사이는 길게 배치된 배선을 통해 연결되어 있다. 자동차 전장용 부품에서 해결되어야 할 내 서지(Surge)특성 요구로 인하여 상기 써모 콘트롤 회로는 원칩(One chip)화 되기가 어려웠다. 또한, 센서부와 신호처리회로부가 따로 떨어져 있어 사이즈 측면에서 장착성이 나쁘며, 배선이 길게 삽입되어 있으므로 신뢰성 또한 열악하다. 또한 이러한 부품들을 조립하는 경우 예상되는 정밀 규격제어가 되기 어렵다.Conventional thermo control circuit is composed of a sensor unit consisting of a temperature sensor and a housing and a signal processing unit for controlling the operation of the compressor from the temperature information, the sensor unit and the signal processing unit is connected through a long wiring have. Due to the demand for surge characteristics to be solved in automotive electronic components, it is difficult for the thermo control circuit to be one chip. In addition, the sensor unit and the signal processing circuit unit are separated from each other, resulting in poor mountability in terms of size, and poor reliability due to long wirings. In addition, it is difficult to control the precise specifications expected when assembling these parts.
상기한 문제를 더욱 철저히 이해하기 위해 첨부된 도면을 참조하여 종래의 써모 콘트롤 회로를 설명한다.In order to more fully understand the above problem, a conventional thermo control circuit will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1에서 보여지는 써모 콘트롤 회로는 온도센서로서 기능하는 써미스터(THERMISTOR)(TH)가 별도로 하우징에 삽입되어 있으며, 상기 써미스터(TH)를 제외한 신호처리부(100)는 2개의 OP AMP(102,104)와, 8개의 저항(R1-R8), 2개의 트랜지스터(Q2,Q3), 3개의 다이오드 (D1-D3), 제너 다이오드(D4), 전해콘덴서(C2), 및 세라믹 콘덴서(C1)로 구성되어 있다. 상기한 신호처리부(100)의 부품들은 PCB 기판상에 도 1과 같은 연결구성으로 배치된다.In the thermo control circuit shown in FIG. 1, a thermistor (TH) that functions as a temperature sensor is separately inserted into a housing, and the signal processing unit 100 except for the thermistor (TH) includes two OP AMPs 102 and 104. And eight resistors (R1-R8), two transistors (Q2, Q3), three diodes (D1-D3), a zener diode (D4), an electrolytic capacitor (C2), and a ceramic capacitor (C1). . The components of the signal processor 100 are arranged in a connection configuration as shown in FIG. 1 on the PCB substrate.
도 1의 동작을 설명하기 위해 자동차의 에어커디셔너를 예로 들어 설명하면 다음과 같다. 먼저 자동차의 배터리로부터 이그니션 스위치(IGN)와 에어컨스위치(A/C. S/W)를 거쳐 전압이 유입되면 저항(R1)과 제너다이오드(D4)에 의해서 제너다이오드의 캐소드에는 일정한 정전압이 유기된다. 이 전압은 히스테리시스를 형성하는 OP AMP1(102)과 버퍼로서 기능하는 OP AMP2(104)의 바이어스가 된다. 온도계수가 동일한 저항(R3, R4)에 의해 OP AMP1(102)에는 온도에 무관하게 정전압과 일정한 전압비가 형성되는 반면에, 써미스터(TH)의 온도계수에 의해서 OP AMP2(104)의 출력은 온도에 따라서 변화한다. 이에 따라, 일정 온도에서는 OP AMP2(104)의 출력이 HIGH가 되어 트랜지스터(Q2)를 통해 트랜지스터(Q3)을 동작시킴으로써, 외부 릴레이(RELAY)가 구동된다. 이에 따라 콤프레셔의 동작이 중지된다. 상기 OP AMP2(104)는 슈미터 트리거 기능을 갖는다.Referring to the air conditioner of the vehicle to explain the operation of Figure 1 as follows. First, when a voltage flows from the battery of the vehicle through the ignition switch (IGN) and the air conditioner switch (A / C. S / W), a constant constant voltage is induced at the zener diode cathode by the resistor R1 and the zener diode D4. . This voltage becomes a bias between the OP AMP1 102 forming hysteresis and the OP AMP2 104 functioning as a buffer. The constant voltage and constant voltage ratio are formed in the OP AMP1 102 regardless of the temperature by the resistors R3 and R4 having the same temperature coefficient, while the output of the OP AMP2 104 is controlled by the temperature coefficient of the thermistor TH. So change. Accordingly, the external relay RELAY is driven by operating the transistor Q3 through the transistor Q2 when the output of the OP AMP2 104 becomes HIGH at a constant temperature. As a result, the operation of the compressor is stopped. The OP AMP2 104 has a schmitter trigger function.
상기한 바와 같은 도 1의 써모 콘트롤 회로는 많은 부품들로 구성된 신호처리부를 가지므로 원가 상승요인을 가지며, 회로 보오드 상에 차지하는 점유면적이 크다는 문제점이 있다. 또한 상기 써미스터(TH)가 별도로 하우징되어 긴 배선으로 연결되어 있으므로 신뢰성이 문제시되고, 원가의 부담이 크다.As described above, the thermo control circuit of FIG. 1 has a signal processing part composed of many components, and thus has a cost increase factor and a large occupied area on the circuit board. In addition, since the thermistor TH is housed separately and connected by a long wire, reliability is a problem and a burden of cost is great.
따라서, 상기한 써모 콘트롤 회로를 원칩화 하려는 시도는 다양하게 모색되고 있지만, 다음과 같은 이유에서 원칩화가 어려웠다. 그러한 이유들 중, 첫째는 서지(Surge)로부터 회로의 보호가 쉽지 않다는 것이고, 둘째는 써미스터를 다른 온도센서로 대체하기 어렵다는 것이며, 셋째는 외부 릴레이에 쇼트불량이 발생할 경우 과전류 출력에 의해 칩이 쉽게 파괴가 되어 버린다는 것이다.Therefore, various attempts to one-chip the thermo control circuit have been sought, but one-chip has been difficult for the following reasons. Among these reasons, the first is that it is not easy to protect the circuit from surges, the second is that it is difficult to replace the thermistor with another temperature sensor, and the third is that the chip can easily It will be destroyed.
또한, 써모 콘트롤 회로내에 반도체 온도센서를 채용하여 전체를 원칩화하는 것도 매우 어렵다. 왜냐하면, 온도 계수가 서로 다른 두 종류의 전압을 출력하는반도체 온도센서를 작은 사이즈로 구현하기가 어렵기 때문이며, 온도센서의 자체 발열에 기인하는 에러를 보정하기가 어렵기 때문이다.In addition, it is also very difficult to employ a semiconductor temperature sensor in the thermo control circuit to make the whole one chip. This is because it is difficult to implement a semiconductor temperature sensor that outputs two kinds of voltages having different temperature coefficients in a small size, and it is difficult to correct an error due to self-heating of the temperature sensor.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해소할 수 있는 개선된 써모 콘트롤 회로를 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved thermo control circuit which can solve the above-mentioned conventional problems.
본 발명의 다른 목적은 신호처리부를 원칩화할 수 있고 또한 신호처리부와 반도체 온도센서를 원칩화할 수 있는 써모 콘트롤 회로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a thermo control circuit capable of one-chip signal processor and one-chip signal processor and semiconductor temperature sensor.
본 발명의 또 다른 목적은 비용이 경감되고 부품의 사이즈가 축소되며 동작 신뢰성이 개선된 써모 콘트롤 회로를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a thermo control circuit with reduced cost, reduced component size, and improved operation reliability.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상(aspect)에 따른 써모 콘트롤 회로는, 정전압을 입력하여 온도를 감지한 결과를 나타내는 감지전압 신호와 기준전압 신호를 출력하는 온도센서부와; 인가되는 전원전압과 접지간에 연결되어 상기 정전압을 생성하는 정전압 생성부, 상기 정전압을 동작전원전압으로 수신하며 상기 감지전압 신호와 기준전압 신호를 비교한 비교신호를 출력하는 비교출력부와, 상기 비교신호에 응답하여 스위칭신호를 출력하는 스위치부와, 상기 전원전압과 상기 스위치부간에 연결되며 상기 전원전압의 변동에 무관한 전류소오스를 이용하여 상기 스위칭신호에 응답된 바이어스 전압을 출력하는 바이어스 회로와, 상기 바이어스 전압에 응답하여 냉온기기를 제어하기 위한 구동신호를 출력하는 구동출력부를 포함하여 원칩화된 신호처리부를 구비한다.According to an aspect of the present invention, a thermo control circuit includes: a temperature sensor unit configured to output a sensing voltage signal and a reference voltage signal indicating a result of sensing a temperature by inputting a constant voltage; A constant voltage generation unit connected between an applied power supply voltage and ground to generate the constant voltage, a comparison output unit receiving the constant voltage as an operating power supply voltage, and outputting a comparison signal comparing the sensed voltage signal with a reference voltage signal; A switch circuit for outputting a switching signal in response to the signal, a bias circuit connected between the power supply voltage and the switch unit and outputting a bias voltage in response to the switching signal using a current source independent of the change in the power supply voltage; And a one-chip signal processor including a driving output unit configured to output a driving signal for controlling a cold / hot machine in response to the bias voltage.
상기한 회로구성에 따르면, 원칩화로 인해 비용이 경감되고 부품의 사이즈가 축소되며 동작 신뢰성이 개선된다.According to the above circuit configuration, the cost is reduced due to the one-chip, the size of the component is reduced, and the operation reliability is improved.
도 1은 통상적인 써모 콘트롤 회로도1 is a conventional thermo control circuit diagram
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 원칩화된 신호처리부를 갖는 써모 콘트롤 회로도2 is a thermo control circuit diagram having a one-chip signal processor according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2중 온도센서부의 다른 구현 예를 보인 회로도3 is a circuit diagram showing another embodiment of the temperature sensor unit of FIG.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원칩화된 써모 콘트롤 회로가 본 발명을 한정할 의도없이 상세하게 설명된다.Hereinafter, the one-chipized thermo control circuit according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail without intending to limit the present invention.
먼저, 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 써모 콘트롤 회로의 구성을 보인 것이다. 도면을 참조하면, 온도센서부(150)와 신호처리부(110)로 구성되며, 상기 온도센서부(150)는 4개의 저항들(Rex2-Rex5)과 써미스터(TH)로 구성되어, 정전압(Vref)을 입력하여 온도를 감지한 결과를 나타내는 감지전압 신호(Vin-)와 기준전압 신호(Vin+)를 출력한다. 상기 신호처리부(110)는, 인가되는 전원전압(V)과 접지(GND)간에 연결되어 상기 정전압(Vref)을 생성하는 레귤레이터(116), 상기 정전압을 동작전원전압으로 수신하며 상기 감지전압 신호와 기준전압 신호를 비교한 비교신호를 출력하는 비교출력부(112)와, 상기 비교신호에 응답하여 스위칭신호를 출력하는 스위치부(120)와, 상기 전원전압과 상기 스위치부(120)간에 연결되며 상기 전원전압의 변동에 무관한 전류소오스를 이용하여 상기 스위칭신호에 응답된 바이어스 전압을 출력하는 바이어스 회로(118)와, 상기 바이어스 전압에 응답하여 상기 에어 컨디셔너를 제어하기 위한 릴레이 구동신호를 출력하는 구동출력부(122,124)를 포함한다. 또한, 써멀 셧다운(TSD;114)부는 상기 비교출력부(112)의 출력단과 접지간에 연결되어 온도 이상에 따른 과열이 발생할 경우 회로를 차단시키는 기능을 갖는다. 상기 구동출력부(122,124)에는 각기 서지입력에 대한 회로보호용 다이오드(D1,D2)와 저항(R1,R2)이 구비된다. 상기 바이어스 회로(118)는 서로 다른 전압레벨을 갖는 제1,2 바이어스 전압을 출력단자(A,B)로 출력하는 경우에 상기 구동출력부(122,124)는 PNP 및 NPN 트랜지스터를 각기 구비하여 릴레이 구동신호를 복수개로 출력할 수 있다. 상기 레귤레이터(116)를 채용하기 어려운 경우에 정전압 형성을 위해 제너다이오드를 외장하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 구동 출력부(122,124)를 엔진 콘트롤 유닛에 연결하여 그 출력을 엔진 콘트롤 유닛에 인가하여 소망하는 제어를 수행할 수 있을 것이다.First, Figure 2 shows the configuration of a thermo control circuit according to an embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the temperature sensor unit 150 and the signal processing unit 110, and the temperature sensor unit 150 is composed of four resistors (Rex2-Rex5) and thermistor (TH), constant voltage (Vref) ) And outputs the sensing voltage signal Vin- and the reference voltage signal Vin + indicating the result of sensing the temperature. The signal processor 110 is connected between the applied power supply voltage V and ground GND to generate the constant voltage Vref, and receives the constant voltage as an operating power supply voltage. A comparison output unit 112 outputting a comparison signal comparing the reference voltage signal, a switch unit 120 outputting a switching signal in response to the comparison signal, and is connected between the power supply voltage and the switch unit 120. A bias circuit 118 for outputting a bias voltage in response to the switching signal using a current source independent of the change in the power supply voltage, and a relay driving signal for controlling the air conditioner in response to the bias voltage Driving outputs 122 and 124; In addition, the thermal shutdown (TSD) unit 114 is connected between the output terminal of the comparison output unit 112 and the ground and has a function of blocking a circuit when overheating occurs due to a temperature abnormality. The driving output units 122 and 124 are provided with circuit protection diodes D1 and D2 and resistors R1 and R2 for surge input, respectively. When the bias circuit 118 outputs the first and second bias voltages having different voltage levels to the output terminals A and B, the driving output units 122 and 124 each include a PNP and an NPN transistor to drive a relay. A plurality of signals can be output. When it is difficult to employ the regulator 116, a zener diode may be externally used to form a constant voltage. In addition, the drive output units 122 and 124 may be connected to the engine control unit, and the output may be applied to the engine control unit to perform desired control.
상기 도 2의 구성은 상기 신호처리부(110)만을 원칩화한 것이고, 온도 센서부(150)는 원칩에 포함하지 않는 구성이다.The configuration of FIG. 2 is a one-chip of the signal processor 110 only, and the temperature sensor 150 is not included in the one-chip.
상기 온도센서부(150)의 써미스터를 타의 소자로써 대치하여 상기 신호처리부(110)와 원칩화로 구현시 상기 도 2의 온도센서부(150)는 도 3에서 도시된 바와 같은 회로구성을 갖는 반도체 온도센서로 치환될 수 있다. 즉, 도 2에서 온도 센싱을 하기 위한 저항들(Rex2,Rex3,Rex4,Rex5) 및 써미스터(TH)로 이루어진 온도센서부(150)를 도 3에서와 같이 차동증폭기 회로를 포함하여 이루어진 반도체 온도 센서로 변경시 도 2의 신호처리부(110)와 원칩으로 구현할 수 있는 것이다. 이에 따라, 저항과 써미스터간의 오차로 인한 스위칭 온도 제어의 불안정이 해결된다. 도 3에서 보여지는 반도체 온도 센서부는 일반적인 차동증폭기 회로를 사용한 반도체 온도센서를 본 발명의 시스템에 맞게 응용 설계한 것이로서, 도 3에서 보여지는 각 단자의 부호는 도 2의 각 단자의 대응되는 부호와 일치되며, 일치되는 부호끼리는원칩구현시에 서로 연결된다. 즉, 도 3에서 음의 온도계수를 가지는 출력인 5번 단자의 Vin+와 양의 온도계수를 가지는 6단자의 Vin-은 도 2의 비교기의 입력단자 (5,6)에 각기 대응연결된다. 기존의 일반적인 온도센서는 단일 출력을 생성하므로 온도의 변화에 따라 일정한 기준전압을 형성하는 것이 용이하지 아니하였다. 설사, 온도의 변화에 무관하게 기준전압을 생성하였다고 하더라도 그 산포와 온도센서의 출력전압의 산포를 동시에 만족시키기는 힘들며, 두 개의 각기 다른 온도계수를 가지는 반도체 온도센서를 사용한다고 하더라도 그러한 산포문제를 해결하기가 힘들고, 또한, 칩의 사이즈 측면에서도 매우 불리하였다. 그러나, 본 발명의 도 3에서와 같이 서로 다른 부호의 온도계수를 갖는 출력 전압들을 이용하면 감지 분해능을 개선시키는 장점이 있다. 그리고, 신호 처리부의 자체 발열이 온도 센서에 미치는 영향이 문제가 되는 경우에는 펄스폭 변조방식으로 최종 출력을 형성하는 것에 의해 온도 발열에 기인되는 문제가 말끔이 해결될 수 있다.When the thermistor of the temperature sensor unit 150 is replaced by another element and implemented in one chip with the signal processing unit 110, the temperature sensor unit 150 of FIG. 2 has a semiconductor temperature as shown in FIG. 3. It can be replaced by a sensor. That is, the semiconductor temperature sensor including a differential amplifier circuit as shown in FIG. When it is changed to the signal processor 110 of Figure 2 and can be implemented in one chip. Thus, the instability of the switching temperature control due to the error between the resistor and the thermistor is solved. The semiconductor temperature sensor unit shown in FIG. 3 is an application design of a semiconductor temperature sensor using a general differential amplifier circuit according to the system of the present invention, and the reference numerals of the terminals shown in FIG. Matching codes are connected to each other in one chip implementation. That is, in Fig. 3, Vin + of terminal 5, which is an output having a negative temperature coefficient, and Vin- of six terminals having a positive temperature coefficient, are respectively connected to the input terminals 5 and 6 of the comparator of Fig. 2, respectively. Conventional general temperature sensor generates a single output, so it was not easy to form a constant reference voltage according to the change of temperature. Even if the reference voltage is generated regardless of the temperature change, it is difficult to satisfy the dispersion of the dispersion and the output voltage of the temperature sensor at the same time. It is difficult to solve and also very disadvantageous in terms of the size of the chip. However, using output voltages having different temperature coefficients as shown in FIG. 3 of the present invention has an advantage of improving detection resolution. In addition, when the influence of self-heating of the signal processing unit on the temperature sensor becomes a problem, the problem caused by the heat-heating can be solved by forming the final output by the pulse width modulation method.
이하에서는 도 2를 참조하여 각부의 기능 및 동작이 설명된다. 도면에서 트랜지스터(T1,T2)를 연결하여 PNP출력방식과 NPN 출력방식을 동시에 사용할 수 있도록 하였다. 또한 내부적으로 출력의 형태를 공급전압에 무관한 전류소스를 이용함으로써, 외부 릴레이가 쇼트(short)되었을 경우 출력전류의 증가를 방지하고, 또한 만약의 경우에 대비해 출력 트랜지스터의 전력소모에 의한 내부온도의 증가를 감지하여 일정 온도 이상에서는 출력을 오프시키는 써말 셧 다운(Thermal Shut Down(TSD)회로가 내장된다. 상기 써말 셧 다운회로에 의해 외부 릴레이에 쇼트불량이 발생할 경우 보호회로를 구성하기 힘들었던 종래의 문제가 해결된다.Hereinafter, the function and operation of each unit will be described with reference to FIG. 2. In the figure, the transistors T1 and T2 are connected so that the PNP output method and the NPN output method can be used simultaneously. In addition, by using the current source independent of the supply voltage internally, the output type is prevented from increasing when the external relay is shorted, and the internal temperature caused by the power consumption of the output transistor in case of A Thermal Shut Down (TSD) circuit is built in that detects an increase in the output and turns off the output above a certain temperature, and it is difficult to construct a protection circuit when a short fault occurs in an external relay by the thermal shutdown circuit. Problem is solved.
그리고, 도 2와 같이 신호처리부(110)를 원칩화 함으로써, 종래의 문제점인 원가부담, 점유면적의 확대 문제가 해결된다. 한편, 서지(Surge)에 대한 보호방법으로서 트랜지스터의 BVCBO를 이용하여 2개의 다이오드(D1,D2)가 채용되며, 특히 Vcc와 그라운드의 역접속시 발생될 수 있는 칩의 파괴는 다이오드(D1)에 의해 방지된다. 상기한 다이오드의 채용은 일반적인 회로에서는 흔히 사용되지 않는 것이지만, 서지에 대한 회로의 보호에는 탁월한 효과를 갖는다. 전원전압(Vcc)에 음의 서지가 인가될 경우에는 상기 다이오드(D1)가 80V 이상의 전압을 견디므로, 자동차 메이커에서 요구하는 규격이 만족된다. 제2 출력(Vo2)에 음의 서지가 인가될 경우에는 다이오드(D2)가 80V 이상의 내압을 가지므로, 요구규격이 만족된다. 또한 상기 전원전압(Vcc)에 양의 서지가 인가될 경우에는 출력 용 NPN 트랜지스터(T3)의 베이스와 에미터간에 저항(R2)을 삽입함으로써 트랜지스터의 BVCEO의 전압을 BVCBO에 근사할 정도로 상승시킴으로서 Vo1 출력과 GND로의 패스(Path)를 보호한다. GND에 높은 전압이 인가될 경우 Vo1으로의 패스는 도 2의 NPN 트랜지스터(T2)의 베이스와 에미터 사이에 저항(R1)을 삽입함으로써, BVSEO에 비해 월등히 높은 항복전압을 형성하여 보호하였다.Then, as shown in FIG. 2, the signal processor 110 is one-chip, thereby solving the problems of cost burden and occupied area. On the other hand, two diodes (D1, D2) are employed using the BV CBO of the transistor as a method of protection against surge, and in particular, chip breakage that may occur when the reverse connection of Vcc and the ground is a diode (D1). Is prevented by. The use of such diodes is not commonly used in general circuits, but has an excellent effect on the protection of circuits against surges. When a negative surge is applied to the power supply voltage Vcc, the diode D1 withstands a voltage of 80V or more, so the specification required by the automobile manufacturer is satisfied. When a negative surge is applied to the second output Vo2, the diode D2 has a breakdown voltage of 80V or more, so that the requirements are satisfied. When a positive surge is applied to the power supply voltage Vcc, a resistor R2 is inserted between the base and the emitter of the output NPN transistor T3 to increase the voltage of the BV CEO of the transistor to approximate BV CBO . This protects the Vo1 output and the path to GND. When a high voltage is applied to GND, the path to Vo1 is protected by forming a breakdown voltage much higher than that of BV SEO by inserting a resistor R1 between the base and the emitter of the NPN transistor T2 of FIG. 2.
종래에 정전압 형성을 위하여 사용되었던 제너(Zener)다이오드는 높은 PD를 요구한다. 상용차의 24V 배터리 전압을 인가하거나 14V의 배터리 전압 또한 16~17V의 정상동작 범위를 가지므로, 제너 다이오드가 커버해야 할 전류의 양이 상당히 큰 것이다. 그러나, 제너 다이오드를 IC에 내장한다는 것은 사실상 거의 불가능하다. 그러므로, 본 발명에서는 도 2에서와 같이 정전압 형성용 레귤레이터(Regulator;116)를 채용하여 제너 다이오드를 제거하였다.Zener diodes conventionally used for constant voltage formation require high P D. The 24V battery voltage of a commercial vehicle or the 14V battery voltage also has a normal operating range of 16 to 17V, so the amount of current that a Zener diode must cover is quite large. However, incorporating a Zener diode into an IC is virtually impossible. Therefore, in the present invention, a Zener diode is removed by employing a constant voltage forming regulator 116 as shown in FIG.
또한, 도 2에서는 기존의 버퍼용 OP AMP를 생략하고 정전류 소스를 사용하여 출력을 드라이브하는 바이어스 회로(118)를 채용함에 의해, 칩 사이즈 또한 최소화 하였다.In addition, in FIG. 2, the chip size is also minimized by employing a bias circuit 118 that drives an output using a constant current source, omitting the conventional buffer OP AMP.
상기한 바와 같은 도 2의 회로에서 릴레이 제어에 대한 기본적인 동작은 다음과 같다. 자동차의 배터리로부터 이그니션 스위치(IGN)와 에어컨 스위치(A/C. S/W)를 거쳐 다이오드(D1)를 통해 전압이 유입되면 레귤레이터(116)는 제너다이오드의 기능을 수행하여 일정한 정전압(Vref)를 출력한다. 상기 전압은 OP AMP(112)와 온도센서부(150)의 동작전압으로서 사용된다.The basic operation of the relay control in the circuit of FIG. 2 as described above is as follows. When a voltage flows from the battery of the vehicle through the ignition switch (IGN) and the air conditioner switch (A / C. S / W) through the diode D1, the regulator 116 performs a function of a zener diode and thus a constant constant voltage (Vref) Outputs The voltage is used as an operating voltage of the OP AMP 112 and the temperature sensor unit 150.
도 2에서와 같이 온도 센서부(150)를 써미스터(TH) 및 분압용 저항들을 사용하여 구성하거나 도 3과 같은 반도체 온도센서를 사용하여 구성한 것에 상관없이, 신호처리부(110)내의 비교출력부(112)는 반전단(-)으로 인가되는 상기 감지전압 신호가 비반전단(+)으로 인가되는 기준전압 신호보다 낮은 경우에 하이(HIGH)를 출력한다. 이에 따라, 스위치부(120)를 구성하는 트랜지스터(T4)가 턴온되어 바이어스 회로(118)의 출력단(A)은 로우가 되고, 출력단(B)는 하이가 된다. 따라서, 출력구동부(122,124)는 각기 상기 바이어스 전압에 응답하여 상기 에어 컨디셔너를 제어하기 위한 릴레이 구동신호(Vo1,Vo2)를 출력하여 2개의 외부 릴레이(RELAY)가 구동된다. 이에 따라 콤프레셔의 동작이 중지된다. 본 실시 예에서는 2개의 출력구동부를 사용하여 PNP출력방식과 NPN 출력방식을 동시에 사용하였지만, 하나의 출력구동부를 사용할 수 있음은 물론이다.As shown in FIG. 2, regardless of whether the temperature sensor unit 150 is configured using the thermistor TH and the voltage dividing resistors or the semiconductor temperature sensor as shown in FIG. 3, the comparison output unit in the signal processing unit 110 ( 112 outputs high when the sensed voltage signal applied to the inverting terminal (-) is lower than the reference voltage signal applied to the non-inverting terminal (+). Accordingly, the transistor T4 constituting the switch unit 120 is turned on so that the output terminal A of the bias circuit 118 becomes low and the output terminal B becomes high. Accordingly, the output drivers 122 and 124 respectively output relay driving signals Vo1 and Vo2 for controlling the air conditioner in response to the bias voltage to drive two external relays RELAY. As a result, the operation of the compressor is stopped. In this embodiment, two output drivers are used simultaneously for the PNP output method and the NPN output method, but one output driver can be used.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 자동차에 채용된 에어 컨디셔너를 예를 들어 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 아래의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 에어 컨디셔너 이외에 냉장고 또는 히터에도 써모 콘트롤 회로가 채용될 수 있으며, 회로의 세부 구성을 사안에 따라 적절히 가감 또는 변화시킬 수 있음은 물론이다.In the above, a preferred embodiment of the present invention has been described as an example of an air conditioner employed in an automobile, but a person skilled in the art should not be departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that various modifications and variations can be made in the present invention. For example, a thermo control circuit may be employed in the refrigerator or the heater in addition to the air conditioner, and the detailed configuration of the circuit can be appropriately added or decreased according to the case.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 종래 신호처리부 및 온도 센서를 원칩화함에 곤란했던 여러 가지 문제점을 해결하였으며, 비용이 경감되고 부품의 사이즈가 축소되고 제조공정이 단축되며 동작 신뢰성이 개선되는 효과가 있다.According to the present invention as described above, it solved various problems that were difficult to conventionally chip the signal processor and the temperature sensor, there is an effect that the cost is reduced, the size of the parts are reduced, the manufacturing process is shortened, and the operation reliability is improved. .
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