過熱保護回路および通信装置
【課題】装置の過熱保護、および過熱原因の解消をより確実に行なうことが可能な過熱保護回路および通信装置を提供する。
【解決手段】過熱保護回路１０１は、元電源電圧を受けて動作し、温度検出回路１１から出力される検出電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、検出電圧のレベルが第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、元電源電圧から動作電源電圧を生成する電源回路１３をオフするための制御信号を出力するための比較回路２２を備える。検出電圧のレベルが第２の基準電圧のレベルと等しくなるときの温度は、電源回路１３を備える装置の所定の使用温度範囲外である。
【解決手段】過熱保護回路１０１は、元電源電圧を受けて動作し、温度検出回路１１から出力される検出電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、検出電圧のレベルが第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、元電源電圧から動作電源電圧を生成する電源回路１３をオフするための制御信号を出力するための比較回路２２を備える。検出電圧のレベルが第２の基準電圧のレベルと等しくなるときの温度は、電源回路１３を備える装置の所定の使用温度範囲外である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱保護回路および通信装置に関し、特に、装置の電源を制御する過熱保護回路および通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度センサを用いて装置の過熱保護を行なう構成の一例として、たとえば、特開平９−２２２４４８号公報（特許文献１）には、以下のような構成が開示されている。すなわち、電源と負荷とを導通させるオン状態と遮断するオフ状態とに切換えられるスイッチ手段が設けられた回路において、上記スイッチ手段と直列に正特性サーミスタを配するとともに、この正特性サーミスタの両端電位のうちの少なくとも一方の電位に基づき故障の有無を判定して判定信号を出力する故障判定手段を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２２２４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
温度センサを用いて装置の過熱保護を行なう構成の他の例として、温度センサの出力信号によってＣＰＵ（Central Processing Unit）に割り込みをかけ、ＣＰＵが電源オフ等の過熱保護制御を行なう構成が考えられる。
【０００５】
しかしながら、このような構成では、ＣＰＵが暴走している場合、過熱保護制御が実行されず、過熱状態が継続してしまう可能性がある。
【０００６】
また、宅内に設置された装置に毛布がかぶされている等、装置が過熱状態となるような異常は、人が介在しないと解消されない場合も多い。過熱原因が解消されていなければ、過熱保護制御によって一旦装置内の温度が低下したとしても、過熱状態が繰り返される可能性がある。
【０００７】
また、非特許文献１にも、このような問題点を解決するための構成は開示されていない。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、装置の過熱保護、および過熱原因の解消をより確実に行なうことが可能な過熱保護回路および通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる過熱保護回路は、元電源電圧から動作電源電圧を生成するための電源回路を備えた装置に用いられる過熱保護回路であって、上記元電源電圧を受けて動作し、温度を検出し、検出温度に応じたレベルを有する検出電圧を出力するための温度検出回路と、上記元電源電圧を受けて動作し、上記検出電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、上記検出電圧のレベルが上記第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、上記電源回路をオフするための制御信号を出力するための比較回路とを備え、上記検出電圧のレベルが上記第２の基準電圧のレベルと等しくなるときの上記温度は、上記装置の所定の使用温度範囲外である。
【００１０】
このような構成により、制御信号によって一旦電源回路がオフされると、人間が介在しない限り動作電源電圧が復帰しないようにすることができるため、上記装置の使用温度範囲の境界付近で上記装置の電源回路がオン・オフを繰り返すことを防ぐことができる。また、ＣＰＵによる電源制御を行なうことなく、あるいはＣＰＵによる電源制御とは別個に、上記装置の動作電源電圧を制御することができる。したがって、装置の過熱保護、および過熱原因の解消をより確実に行なうことができる。
【００１１】
好ましくは、上記比較回路は、上記検出電圧に基づいて上記第１の基準電圧および上記第２の基準電圧を生成し、上記過熱保護回路は、さらに、上記元電源電圧のレベル変化による上記元基準電圧のレベル変化をキャンセルするように上記元基準電圧を補正するための補正回路を備える。
【００１２】
このような構成により、制御信号によって電源回路のオン・オフが切り替わる温度が変動することを抑制し、制御信号による電源回路の制御を安定させることができる。
【００１３】
より好ましくは、上記補正回路は、上記検出電圧のレベルが、上記第１の基準電圧のレベルと略等しくなる状態における上記元基準電圧のレベル変化をキャンセルする。
【００１４】
電源の変動に対して元基準電圧を補正しようとすると、元基準電圧の電圧値は複雑な軌跡をたどることになり、この補正を実現する回路も複雑になる。しかしながら、元電源電圧の変動幅は、目標電圧値に対し、通常、数％程度に仕様で決められている。高々数％程度の変動であれば、その範囲内で補正される元基準電圧は、直線で近似できる。すなわち、補正回路は、直線で近似された元電源電圧の変動をキャンセルすればよいことから、簡易な構成とすることができる。
【００１５】
より好ましくは、上記補正回路は、上記元電源電圧を分圧するための分圧回路と、定電圧を出力するための定電圧回路と、上記分圧回路によって分圧された電圧と上記定電圧回路の出力電圧との差を増幅し、上記元基準電圧として出力するための差動増幅回路とを含む。
【００１６】
元基準電圧の補正回路は、定電圧源および差動増幅回路で簡単に構成することができる。一般的に、高い電圧の定電圧源は安定しにくく精度も悪い。これに対して、上記補正回路で使用する定電圧源は、その出力電圧が増幅される。このような構成により、低い電圧の定電圧源を使用することができるため、安価な回路構成で、消費電力も低く抑えることができる。
【００１７】
好ましくは、上記過熱保護回路は、さらに、上記検出電圧を増幅して上記比較回路へ出力するための増幅回路を備え、上記増幅回路は、増幅後の上記検出電圧のレベルが上昇して上記第１の基準電圧のレベルと略等しくなると高いゲインに切り替わる。
【００１８】
このように、増幅回路において、入力電圧すなわち検出電圧の変化に対する、増幅回路の出力電圧の変化を急峻に設定することにより、元電源電圧の変動による増幅回路の出力電圧の変動を抑制することができる。すなわち、制御信号によって電源回路のオン・オフが切り替わる温度が変動することを防ぎ、制御信号による電源回路の制御を安定させることができる。
【００１９】
より好ましくは、上記増幅回路は、増幅後の上記検出電圧のレベルが下降して上記第２の基準電圧のレベルと略等しくなると高いゲインに切り替わる。
【００２０】
このような構成により、第２の基準電圧に対応する温度付近における元電源電圧のレベル変動による増幅回路の出力電圧の変動も抑制することができるため、第２の基準電圧に対応する温度の設定の自由度を高めることができる。
【００２１】
好ましくは、上記過熱保護回路は、さらに、上記検出電圧と増幅基準電圧との差を増幅した差動増幅電圧を上記比較回路へ出力するための差動増幅回路を備え、上記比較回路は、上記差動増幅電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、上記差動増幅電圧のレベルが上記第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、上記電源回路をオフするための制御信号を出力し、上記差動増幅電圧のレベルが上記第２の基準電圧のレベルより小さくなった場合には、上記差動増幅電圧のレベルが上記第１の基準電圧のレベルより大きくなるまで、上記電源回路をオンするための制御信号を出力する。
【００２２】
このように、検出電圧を差動増幅する構成により、比較回路の入力電圧のオフセットをキャンセルすることができるため、比較回路の入力電圧のレベル範囲を広げることができる。これにより、増幅回路において差動増幅ではなく単なる増幅を行なう構成と比べて、温度検出に基づく電源制御の精度を高めることができる。
【００２３】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信装置は、元電源電圧から動作電源電圧を生成するための電源回路と、上記動作電源電圧を受けて動作する演算処理部と、過熱保護回路とを備える通信装置であって、上記過熱保護回路は、上記元電源電圧を受けて動作し、温度を検出し、検出温度に応じたレベルを有する検出電圧を出力するための温度検出回路と、上記元電源電圧を受けて動作し、上記検出電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、上記検出電圧のレベルが上記第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、上記電源回路をオフするための制御信号を出力するための比較回路とを含み、上記検出電圧のレベルが上記第２の基準電圧のレベルと等しくなるときの上記温度は、上記通信装置の所定の使用温度範囲外である。
【００２４】
このような構成により、制御信号によって一旦電源回路がオフされると、人間が介在しない限り動作電源電圧が復帰しないようにすることができるため、上記装置の使用温度範囲の境界付近で上記装置の電源回路がオン・オフを繰り返すことを防ぐことができる。また、ＣＰＵによる電源制御を行なうことなく、あるいはＣＰＵによる電源制御とは別個に、上記装置の動作電源電圧を制御することができる。したがって、装置の過熱保護、および過熱原因の解消をより確実に行なうことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、装置の過熱保護、および過熱原因の解消をより確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る通信装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る通信装置における過熱保護回路の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における温度検出回路の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における温度検出素子の温度特性を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の出力特性を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における比較回路の構成を示す図である。
【図８】発明の第１の実施の形態に係る比較回路による基準電圧の生成を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る比較回路による基準電圧の生成を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における、周囲温度と電源制御信号との関係を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅電圧の変動および電源制御信号が切り替わる温度の変動を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路において、補正回路を設けた比較回路の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における補正回路の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における補正回路による補正効果を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の出力特性を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅電圧の変動および増幅回路のゲイン切り替えによる効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２８】
＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る通信装置の構成を示す図である。
【００２９】
図１を参照して、通信装置２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を搭載した組み込み機器である。通信装置２０１は、温度検出回路１１と、電源制御回路１２と、システム電源（電源回路）１３と、ＣＰＵ（演算処理部）１４と、ＰＨＹ処理部１５と、ＶＯＩＰ（Voice Over IP）処理部１６と、周辺回路１７とを備える。
【００３０】
システム電源１３は、通信装置２０１の外部から供給されるたとえば１２Ｖの元電源電圧Ｖｃｃを３．３Ｖ等の動作電源電圧ＶＰに変換し、通信装置２０１における各回路に供給する。
【００３１】
ＣＰＵ１４、ＰＨＹ処理部１５、ＶＯＩＰ処理部１６および周辺回路１７は、システム電源１３から供給される動作電源電圧ＶＰによって動作する。
【００３２】
ＣＰＵ１４は、周辺回路１７に接続され、通信装置２０１における各ユニットを制御する。
【００３３】
ＰＨＹ処理部１５は、ネットワークから受信した通信信号に対して所定の通信プロトコルにおける物理層の信号処理を行なって通信データを生成し、ＣＰＵ１４へ出力する。
【００３４】
ＣＰＵ１４は、ＰＨＹ処理部１５から受けた通信データをＶＯＩＰ処理部１６へ出力する。
【００３５】
ＶＯＩＰ処理部１６は、ＣＰＵ１４から受けた通信データから音声信号を生成し、通信装置２０１の外部の電話機等へ出力する。
【００３６】
また、ＶＯＩＰ処理部１６は、通信装置２０１の外部の電話機等から受けた音声信号から通信データを生成し、ＣＰＵ１４へ出力する。
【００３７】
ＣＰＵ１４は、ＶＯＩＰ処理部１６から受けた通信データをＰＨＹ処理部１５へ出力する。
【００３８】
ＰＨＹ処理部１５は、ＣＰＵ１４から受けた通信データに対して所定の通信プロトコルにおける物理層の信号処理を行なって通信信号を生成し、ネットワークへ出力する。
【００３９】
温度検出回路１１は、通信装置２０１において発熱量の大きい箇所に配置され、元電源電圧Ｖｃｃを受けて動作し、周囲温度を検出する。
【００４０】
電源制御回路１２は、元電源電圧Ｖｃｃを受けて動作し、温度検出回路１１による温度検出結果に基づいて電源制御信号ＰＳＥＮを生成し、システム電源１３へ出力する。
【００４１】
システム電源１３は、電源制御回路１２から受けた電源制御信号ＰＳＥＮがたとえば論理ハイレベルになると、動作電源電圧ＶＰの生成および出力を停止する。
【００４２】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る通信装置における過熱保護回路の構成を示す図である。
【００４３】
図２を参照して、過熱保護回路１０１は、温度検出回路１１と、電源制御回路１２とを含む。電源制御回路１２は、増幅回路２１と、比較回路２２とを含む。
【００４４】
温度検出回路１１は、周囲温度を検出し、検出温度に応じたレベルを有する検出電圧ＴＤＥＴを出力する。
【００４５】
増幅回路２１は、温度検出回路１１から受けた検出電圧ＴＤＥＴを増幅し、増幅後の検出電圧ＴＤＥＴを増幅電圧ＶＡＭＰとして出力する。
【００４６】
比較回路２２は、増幅回路２１から受けた増幅電圧ＶＡＭＰに基づいて電源制御信号ＰＳＥＮを生成する。
【００４７】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における温度検出回路の構成を示す図である。
【００４８】
図３を参照して、温度検出回路１１は、温度検出素子７１と、抵抗７２とを含む。
【００４９】
抵抗７２は、元電源電圧Ｖｃｃが供給される元電源ノードに接続された第１端と、第２端とを有する。温度検出素子７１は、たとえばダイオードであり、抵抗７２の第２端に接続されたアノードと、接地電圧の供給される接地ノードに接続されたカソードとを有する。
【００５０】
温度検出素子７１および抵抗７２の接続ノードにおける電圧が、検出電圧ＴＤＥＴとして出力される。
【００５１】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における温度検出素子の温度特性を示す図である。
【００５２】
図４を参照して、温度検出素子７１であるダイオードは、周囲温度が上昇すると順方向電圧ＶＦが低下する特性を有する。図３に示す回路では、この順方向電圧ＶＦが検出電圧ＴＤＥＴとなる。このダイオードの順方向電圧ＶＦの温度特性は、たとえば−２ｍＶ／℃である。
【００５３】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の構成を示す図である。
【００５４】
図５を参照して、増幅回路２１は、差動増幅回路３１と、抵抗３２〜３５とを含む。差動増幅回路３１は、抵抗３２の第１端および抵抗３３の第１端に接続された反転入力端子と、抵抗３４の第１端および抵抗３５の第１端に接続された非反転入力端子と、抵抗３３の第２端に接続された出力端子とを有する。抵抗３２は、第２端において検出電圧ＴＤＥＴを受ける。抵抗３４は、第２端において増幅基準電圧ＡＶｒｅｆを受ける。抵抗３５の第２端が接地ノードに接続されている。
【００５５】
差動増幅回路３１は、元電源電圧Ｖｃｃを受けて動作し、検出電圧ＴＤＥＴと増幅基準電圧ＡＶｒｅｆとの差を増幅し、増幅した電圧を増幅電圧ＶＡＭＰとして出力する。
【００５６】
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の出力特性を示す図である。
【００５７】
図６を参照して、増幅回路２１は、周囲温度が上昇して検出電圧ＴＤＥＴのレベルが低下すると、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが上昇する特性を有する。
【００５８】
このように、過熱保護回路１０１において増幅回路２１を設ける構成により、温度変化に対する検出電圧ＴＤＥＴのレベル変化が小さい場合でも、比較回路２２への出力電圧のレベル範囲を広げることができるため、より正確な電源制御を行なうことができる。
【００５９】
再び図２を参照して、比較回路２２は、ヒステリシス特性を有するヒステリシスコンパレータである。具体的には、比較回路２２は、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ１のレベルより大きくなった場合には、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ１よりレベルの小さい基準電圧ＶＴ２のレベルより小さくなるまで、システム電源１３をオフするための論理ハイレベルの電源制御信号ＰＳＥＮを出力する。また、比較回路２２は、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ２のレベルより小さくなった場合には、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ１のレベルより大きくなるまで、システム電源１３をオンするための論理ローレベルの電源制御信号ＰＳＥＮを出力する。
【００６０】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における比較回路の構成を示す図である。
【００６１】
図７を参照して、比較回路２２は、抵抗４１，４２と、コンパレータ４３とを含む。
【００６２】
コンパレータ４３は、比較基準電圧（元基準電圧）ＣＶｒｅｆを受ける反転入力端子と、抵抗４１の第１端および抵抗４２の第１端に接続された非反転入力端子と、抵抗４２の第２端に接続された出力端子とを有する。抵抗４１は、第２端において増幅電圧ＶＡＭＰを受ける。
【００６３】
コンパレータ４３は、元電源電圧Ｖｃｃを受けて動作する。コンパレータ４３は、比較基準電圧ＣＶｒｅｆと非反転入力端子における電圧Ｎｒｅｆとを比較し、増幅電圧ＶＡＭＰが電圧Ｎｒｅｆより大きい場合には論理ハイレベルの信号を電源制御信号ＰＳＥＮとして出力し、増幅電圧ＶＡＭＰが電圧Ｎｒｅｆより小さい場合には論理ローレベルの信号を電源制御信号ＰＳＥＮとして出力する。
【００６４】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る比較回路による基準電圧の生成を示す図である。
【００６５】
図８を参照して、コンパレータ４３が論理ローレベルの信号を出力しているとき、比較回路２２において、抵抗４１および抵抗４２が直列接続され、一方端に増幅電圧ＶＡＭＰを受け、他方端に接地電圧を受ける分圧回路が形成される。このときの抵抗４１および抵抗４２の接続ノードにおける電圧Ｎｒｅｆが、基準電圧ＶＴ１となる。
【００６６】
図９は、本発明の第１の実施の形態に係る比較回路による基準電圧の生成を示す図である。
【００６７】
図９を参照して、コンパレータ４３が論理ハイレベルの信号を出力しているとき、比較回路２２において、抵抗４１および抵抗４２が直列接続され、一方端に元電源電圧Ｖｃｃを受け、他方端に増幅電圧ＶＡＭＰを受ける分圧回路が形成される。このときの抵抗４１および抵抗４２の接続ノードにおける電圧Ｎｒｅｆが、基準電圧ＶＴ２となる。
【００６８】
すなわち、比較回路２２は、増幅電圧ＶＡＭＰに基づいて基準電圧ＶＴ１および基準電圧ＶＴ２を生成する。
【００６９】
図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における、周囲温度と電源制御信号との関係を示す図である。
【００７０】
図１０を参照して、まず、周囲温度が通信装置２０１の所定の使用温度範囲内であるとき、比較回路２２は、論理ローレベルの電源制御信号ＰＳＥＮを出力する。このとき、システム電源１３は動作電源電圧ＶＰの生成および出力を行なう。
【００７１】
そして、周囲温度が上昇してＴ１を超えると、増幅電圧ＶＡＭＰが基準電圧ＶＴ１を超える。そうすると、比較回路２２は、論理ハイレベルの電源制御信号ＰＳＥＮを出力する。これにより、システム電源１３は、動作電源電圧ＶＰの生成および出力を停止する。
【００７２】
その後、周囲温度が低下してＴ１を下回っても、周囲温度がＴ２を下回るまでは、比較回路２２は、電源制御信号ＰＳＥＮを論理ハイレベルに維持する。このため、システム電源１３は動作電源電圧ＶＰの生成および出力を停止した状態を維持する。
【００７３】
そして、周囲温度がさらに低下してＴ２を下回ると、増幅電圧ＶＡＭＰが基準電圧ＶＴ２未満となる。そうすると、比較回路２２は、論理ローレベルの電源制御信号ＰＳＥＮを出力する。これにより、システム電源１３は、動作電源電圧ＶＰの生成および出力を再開する。
【００７４】
ここで、過熱保護回路１０１では、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ２のレベルと等しくなるときの温度Ｔ２が、通信装置２０１の所定の使用温度範囲外に設定される。
【００７５】
具体的には、通信装置２０１の使用温度範囲がたとえば０℃以上６０℃以下であるとすると、Ｔ１をたとえば６０℃より高い温度に設定し、Ｔ２をたとえば０℃より低い温度に設定する。この設定は、たとえば増幅回路２１または比較回路２２における各抵抗の抵抗値等を調整することにより、容易に設定可能である。
【００７６】
このような構成により、電源制御信号ＰＳＥＮが一旦論理ハイレベルなると、人間が通信装置２０１を操作しない限り電源制御信号ＰＳＥＮが論理ローレベルに復帰せず、動作電源電圧ＶＰが電源制御回路１２から出力されないことになる。これにより、通信装置２０１の使用温度範囲の境界付近で通信装置２０１の電源がオン・オフを繰り返すことを防ぐことができる。また、ＣＰＵによる電源制御を行なうことなく、あるいはＣＰＵによる電源制御とは別個に、通信装置２０１の動作電源電圧ＶＰを制御することができる。
【００７７】
図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅電圧の変動および電源制御信号が切り替わる温度の変動を示す図である。
【００７８】
元電源電圧Ｖｃｃは、元電源電圧Ｖｃｃを生成する電源の状態に応じてある範囲で変化する。
【００７９】
図１１を参照して、たとえば元電源電圧Ｖｃｃから増幅回路２１の増幅基準電圧ＡＶｒｅｆを生成する場合には、増幅基準電圧ＡＶｒｅｆが元電源電圧Ｖｃｃに応じて変動し、これにより増幅回路２１の出力電圧である増幅電圧ＶＡＭＰが変動する。このため、比較回路２２の出力電圧である電源制御信号ＰＳＥＮの論理レベルが切り替わる温度も元電源電圧Ｖｃｃに応じて変動する。さらに、元電源電圧Ｖｃｃから比較回路２２の比較基準電圧ＣＶｒｅｆを生成する場合には、図示はしていないが、比較基準電圧ＣＶｒｅｆが元電源電圧Ｖｃｃに応じて変動するため、電源制御信号ＰＳＥＮの論理レベルが切り替わる温度は、増幅電圧ＶＡＭＰおよび比較基準電圧ＣＶｒｅｆに応じて変動することになる。
【００８０】
ここで、元電源電圧Ｖｃｃの変化に対して過熱保護回路１０１の動作点を一定に維持するために増幅基準電圧ＡＶｒｅｆおよび比較基準電圧ＣＶｒｅｆの値を調整することは複雑であり、困難である。
【００８１】
また、たとえば、増幅基準電圧ＡＶｒｅｆおよび比較基準電圧ＣＶｒｅｆを生成するために定電圧回路を用いる構成が考えられる。しかしながら、このような構成では、通信装置２０１の使用温度の全範囲で各基準電圧を一定に維持することが必要となり、定電圧回路の製造コストが増大する。特に、増幅基準電圧ＡＶｒｅｆは比較基準電圧ＣＶｒｅｆと比べてレベルが小さいため、増幅基準電圧ＡＶｒｅｆ用の定電圧回路の製造コストはより大きくなる。
【００８２】
そこで、過熱保護回路１０１では、補正回路７１を設ける。補正回路７１は、たとえば比較回路２２に含まれる。
【００８３】
図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路において、補正回路を設けた比較回路の構成を示す図である。
【００８４】
図１２を参照して、補正回路７１は、元電源電圧Ｖｃｃから比較基準電圧ＣＶｒｅｆを生成するとともに、元電源電圧Ｖｃｃのレベル変化による比較基準電圧ＣＶｒｅｆのレベル変化をキャンセルするように比較基準電圧ＣＶｒｅｆを補正する。
【００８５】
ここで、過熱保護回路１０１では、前述のように、温度Ｔ２は通信装置１０１の使用温度範囲外に設定することから、温度Ｔ１付近における元電源電圧Ｖｃｃのレベル変動のみを考慮すれば十分である。
【００８６】
そして、元電源電圧Ｖｃｃのレベル変動は一般に数％程度であることから、元電源電圧Ｖｃｃのレベルがたとえば１２Ｖ付近であるときの元電源電圧Ｖｃｃの変動は直線で近似することができる。
【００８７】
補正回路７１は、元電源電圧Ｖｃｃが１２Ｖ付近であって増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ１のレベルと略等しくなる状態における、元電源電圧Ｖｃｃのレベル変化による比較基準電圧ＣＶｒｅｆのレベル変化をキャンセルする。
【００８８】
このように、補正回路７１は、直線で近似された元電源電圧Ｖｃｃのレベル変化をキャンセルすればよいことから、簡易な構成とすることができる。
【００８９】
図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における補正回路の構成を示す図である。
【００９０】
図１３を参照して、補正回路７１は、差動増幅回路６１と、抵抗６２〜６７と、定電圧回路６８とを含む。差動増幅回路６１は、抵抗６２の第１端および抵抗６３の第１端に接続された反転入力端子と、抵抗６４の第１端および抵抗６５の第１端に接続された非反転入力端子と、抵抗６３の第２端に接続された出力端子とを有する。抵抗６４は、第２端において定電圧回路６８の出力電圧を受ける。抵抗６５の第２端が接地ノードに接続されている。
【００９１】
抵抗６６および抵抗６７は、分圧回路を構成し、元電源電圧Ｖｃｃを分圧して抵抗６２の第２端へ出力する。
【００９２】
差動増幅回路６１は、元電源電圧Ｖｃｃを受けて動作し、抵抗６６および抵抗６７からなる分圧回路の出力電圧と定電圧回路６８の出力電圧との差を増幅し、増幅した電圧を比較基準電圧ＣＶｒｅｆとして出力する。
【００９３】
図１４は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における補正回路による補正効果を示す図である。
【００９４】
図１４を参照して、過熱保護回路１０１では、温度Ｔ１付近すなわち増幅電圧ＶＡＭＰが基準電圧ＶＴ１付近となる状態において、比較基準電圧ＣＶｒｅｆが元電源電圧Ｖｃｃのレベル変化をキャンセルするように変化する。これにより、電源制御信号ＰＳＥＮの論理レベルが切り替わる温度が変動することを防ぎ、電源制御信号ＰＳＥＮによるシステム電源１３の制御を安定させることができる。
【００９５】
また、補正回路７１における差動増幅回路６１の基準電圧すなわち定電圧回路６８の出力電圧は、増幅回路２１における増幅基準電圧Ａｒｅｆを生成するための定電圧回路よりも、たとえば数Ｖ大きいレベルとなる。このため、定電圧回路６８には高い精度が要求されず、製造コストを低減することができる。また、定電圧回路を、補正回路７１用に１つ設ければよくなり、構成の簡易化を図ることができる。
【００９６】
なお、補正回路７１は、温度Ｔ２付近における元電源電圧Ｖｃｃのレベル変化をキャンセルしない。このため、基準電圧ＶＴ２は以下のように設定することが好ましい。すなわち、電源制御信号ＰＳＥＮが論理ハイレベルになって電源制御回路１２が動作を停止した後、元電源電圧Ｖｃｃのレベル変動によって電源制御信号ＰＳＥＮが論理ローレベルに切り替わり、電源制御回路１２が誤って動作を再開しないように、元電源電圧Ｖｃｃのレベル変動に対して十分に余裕を持たせた値に、基準電圧ＶＴ２を設定する。この基準電圧ＶＴ２の設定は、たとえば増幅回路２１または比較回路２２における各抵抗の抵抗値等を調整することにより、容易に行なうことができる。
【００９７】
ところで、温度センサの出力信号によってＣＰＵに割り込みをかけ、ＣＰＵが電源オフ等の過熱保護制御を行なう構成では、ＣＰＵが暴走している場合、過熱保護制御が実行されず、過熱状態が継続してしまう可能性がある。また、宅内に設置された装置に毛布がかぶされている等、装置が過熱状態となるような異常は、人が介在しないと解消されない場合も多い。過熱原因が解消されていなければ、過熱保護制御によって一旦装置内の温度が低下したとしても、過熱状態が繰り返される可能性がある。
【００９８】
これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、温度検出回路１１は、温度を検出し、検出温度に応じたレベルを有する検出電圧ＴＤＥＴを出力する。比較回路２２は、検出電圧ＴＤＥＴを増幅した増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ１のレベルより大きくなった場合には、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ１よりレベルの小さい基準電圧ＶＴ２のレベルより小さくなるまで、システム電源１３をオフするための電源制御信号ＰＳＥＮを出力する。そして、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ２のレベルと等しくなるときの温度は、通信装置２０１の所定の使用温度範囲外である。
【００９９】
すなわち、比較回路２２は、ヒステリシスを有し、低温側の閾値温度すなわち電源制御信号ＰＳＥＮの論理ローレベルへの復帰温度Ｔ２を通信装置２０１の使用温度範囲外に設定する。このような構成により、電源制御信号ＰＳＥＮが一旦論理ハイレベルになると、人間が介在しない限り動作電源電圧ＶＰが復帰しないようにすることができるため、通信装置２０１の使用温度範囲の境界付近で通信装置２０１の電源がオン・オフを繰り返すことを防ぐことができる。また、ＣＰＵによる電源制御を行なうことなく、あるいはＣＰＵによる電源制御とは別個に、通信装置２０１の動作電源電圧ＶＰを制御することができる。
【０１００】
したがって、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、装置の過熱保護、および過熱原因の解消をより確実に行なうことができる。
【０１０１】
また、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、比較回路２２は、増幅電圧ＶＡＭＰに基づいて基準電圧ＶＴ１および基準電圧ＶＴ２を生成する。そして、補正回路７１は、元電源電圧Ｖｃｃのレベル変化による比較基準電圧ＣＶｒｅｆのレベル変化をキャンセルするように比較基準電圧ＣＶｒｅｆを補正する。
【０１０２】
このような構成により、電源制御信号ＰＳＥＮの論理レベルが切り替わる温度が変動することを抑制し、電源制御信号ＰＳＥＮによるシステム電源１３の制御を安定させることができる。
【０１０３】
また、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、補正回路７１は、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが、基準電圧ＶＴ１のレベルと略等しくなる状態における比較基準電圧ＣＶｒｅｆのレベル変化をキャンセルする。
【０１０４】
電源の変動に対して元基準電圧を補正しようとすると、元基準電圧の電圧値は複雑な軌跡をたどることになり、この補正を実現する回路も複雑になる。しかしながら、元電源電圧の変動幅は、目標電圧値に対し、通常、数％程度に仕様で決められている。高々数％程度の変動であれば、その範囲内で補正される元基準電圧は、直線で近似できる。すなわち、補正回路７１は、直線で近似された元電源電圧Ｖｃｃの変動をキャンセルすればよいことから、簡易な構成とすることができる。
【０１０５】
また、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、補正回路７１において、抵抗６６および抵抗６７からなる分圧回路は、元電源電圧Ｖｃｃを分圧する。定電圧回路６８は、定電圧を出力する。そして、差動増幅回路６１は、上記分圧回路によって分圧された電圧と定電圧回路６８の出力電圧との差を増幅し、比較基準電圧ＣＶｒｅｆとして出力する。
【０１０６】
元基準電圧の補正回路は、定電圧源および差動増幅回路で簡単に構成することができる。一般的に、高い電圧の定電圧源は安定しにくく精度も悪い。これに対して、上記補正回路で使用する定電圧源は、その出力電圧が増幅される。このような構成により、低い電圧の定電圧源を使用することができるため、安価な回路構成で、消費電力も低く抑えることができる。
【０１０７】
また、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、増幅回路２１は、検出電圧ＴＤＥＴと増幅基準電圧ＡＶｒｅｆとの差を増幅した増幅電圧ＶＡＭＰを比較回路２２へ出力する。
【０１０８】
このように、検出電圧ＴＤＥＴを差動増幅する構成により、比較回路２２におけるコンパレータ４３の入力電圧のオフセットをキャンセルすることができるため、コンパレータ４３の入力電圧のレベル範囲を広げることができる。これにより、増幅回路２１において差動増幅ではなく単なる増幅を行なう構成と比べて、温度検出に基づく電源制御の精度を高めることができる。
【０１０９】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、増幅回路２１が設けられる構成であるとしたが、これに限定するものではない。温度変化に対する検出電圧ＴＤＥＴのレベル変化が十分に大きい場合には、過熱保護回路１０１において増幅回路を設けない構成とすることも可能である。
【０１１０】
また、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、増幅回路２１が検出電圧ＴＤＥＴの傾きを反転する構成であるとしたが、これに限定するものではない。増幅回路２１において検出電圧ＴＤＥＴの傾きを反転せず、たとえば負の傾きのままで増幅回路２１から増幅電圧ＶＡＭＰを出力する構成であってもよい。この場合、後段のコンパレータ４３は反転型となる。
【０１１１】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【０１１２】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る過熱保護回路と比べて異なる元電源電圧Ｖｃｃのレベル変動対策を施した過熱保護回路に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る過熱保護回路と同様である。
【０１１３】
図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の構成を示す図である。
【０１１４】
図１５を参照して、過熱保護回路１０２は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路と比べて、増幅回路２１の代わりに増幅回路２３を含む。
【０１１５】
増幅回路２３は、差動増幅回路５１と、抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２とを含む。
【０１１６】
差動増幅回路５１は、抵抗Ｒ１の第１端、抵抗Ｒ２の第１端、抵抗Ｒ４の第１端およびダイオードＤ１のカソードに接続された反転入力端子と、検出電圧ＴＤＥＴを受ける非反転入力端子と、抵抗Ｒ２の第２端および抵抗Ｒ３の第１端に接続された出力端子とを有する。ツェナーダイオードＺＤ１は、ダイオードＤ１のアノードに接続されたアノードと、抵抗Ｒ３の第２端に接続されたカソードとを有する。ツェナーダイオードＺＤ２は、ダイオードＤ２のアノードに接続されたアノードと、抵抗Ｒ４の第２端に接続されたカソードとを有する。抵抗Ｒ１の第２端およびダイオードＤ２のカソードが接地ノードに接続されている。差動増幅回路５１は、元電源電圧Ｖｃｃを受けて動作する。
【０１１７】
図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の出力特性を示す図である。
【０１１８】
図１６を参照して、増幅回路２３は、増幅電圧ＶＡＭＰが上昇して温度Ｔ１に対応する基準電圧ＶＴ１のレベルと略等しくなると高いゲインに切り替わる。
【０１１９】
また、増幅回路２３は、増幅電圧ＶＡＭＰが下降して温度Ｔ２に対応する基準電圧ＶＴ２のレベルと略等しくなると高いゲインに切り替わる。
【０１２０】
図１６は、検出電圧ＴＤＥＴと増幅電圧ＶＡＭＰとの関係を示している。具体的には、検出電圧ＴＤＥＴと増幅電圧ＶＡＭＰとの関係は１次関数で表され、検出電圧ＴＤＥＴが電圧Ｖ１未満の場合には傾きが（１＋Ｒ２／Ｒ１）となり、検出電圧ＴＤＥＴが電圧Ｖ１以上Ｖ２未満の場合には傾きが（１＋（Ｒ２｜｜Ｒ３）／Ｒ１）となり、検出電圧ＴＤＥＴが電圧Ｖ２以上の場合には傾きが（１＋（Ｒ２｜｜Ｒ３）／（Ｒ１｜｜Ｒ４））となる。ここで、「Ａ｜｜Ｂ」は、並列接続された抵抗Ａおよび抵抗Ｂの合成抵抗を示す。
【０１２１】
また、ダイオードＤ１の両端電圧をＶＤ１とし、ダイオードＤ２の両端電圧をＶＤ２とし、ツェナーダイオードＺＤ１の両端電圧をＶＺＤ１とし、ツェナーダイオードＺＤ２の両端電圧をＶＺＤ２とすると、電圧Ｖ１およびＶ２は、以下の式で表される。
Ｖ１＝Ｒ１／Ｒ２×（ＶＤ１＋ＶＺＤ１）
Ｖ２＝ＶＤ２＋ＶＺＤ２
【０１２２】
なお、Ｒ２はＲ３より十分に大きく、Ｒ１はＲ４より十分に大きい。
【０１２３】
図１７は、本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅電圧の変動および増幅回路のゲイン切り替えによる効果を示す図である。
【０１２４】
図１７を参照して、図１６に示すような増幅回路２３の特性により、周囲温度が上昇して温度Ｔ１付近すなわち増幅電圧ＶＡＭＰが基準電圧ＶＴ１付近になると、周囲温度の変化に対する増幅電圧ＶＡＭＰの変化が急峻になり、また、周囲温度が低下して温度Ｔ２付近すなわち増幅電圧ＶＡＭＰが基準電圧ＶＴ２付近になると、周囲温度の変化に対する増幅電圧ＶＡＭＰの変化が急峻になる。
【０１２５】
このように、増幅回路２３において、入力電圧すなわち検出電圧ＴＤＥＴの変化に対する、出力電圧すなわち増幅電圧ＶＡＭＰの変化を急峻に設定することにより、図１７に示すように元電源電圧Ｖｃｃの変動による増幅電圧ＶＡＭＰの変動を抑制することができる。
【０１２６】
すなわち、電源制御信号ＰＳＥＮの論理レベルが切り替わる温度が変動することを防ぎ、電源制御信号ＰＳＥＮによるシステム電源１３の制御を安定させることができる。
【０１２７】
また、温度Ｔ２付近における元電源電圧Ｖｃｃのレベル変動による増幅電圧ＶＡＭＰの変動も抑制することができるため、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路と比べて、温度Ｔ２の設定の自由度を高めることができる。
【０１２８】
ただし、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路と比べて、増幅回路２１の特性すなわち周囲温度の変化に対する増幅電圧ＶＡＭＰの変化を急峻にする必要がなくなり、回路構成が簡易となる。
【０１２９】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る過熱保護回路と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０１３０】
なお、本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路では、増幅回路２３において差動増幅回路を用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。差動増幅回路の代わりに増幅回路を用いる構成であってもよい。
【０１３１】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３２】
１１ 温度検出回路
１２ 電源制御回路
１３ システム電源（電源回路）
１４ ＣＰＵ（演算処理部）
１５ ＰＨＹ処理部
１６ ＶＯＩＰ処理部
１７ 周辺回路
２１，２３ 増幅回路
２２ 比較回路
３１ 差動増幅回路
３２〜３５ 抵抗
４１，４２ 抵抗
４３ コンパレータ
５１ 差動増幅回路
６１ 差動増幅回路
６２〜６７ 抵抗
６８ 定電圧回路
７１ 温度検出素子
７２ 抵抗
１０１，１０２ 過熱保護回路
２０１ 通信装置
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗
ＺＤ１，ＺＤ２ ツェナーダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱保護回路および通信装置に関し、特に、装置の電源を制御する過熱保護回路および通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度センサを用いて装置の過熱保護を行なう構成の一例として、たとえば、特開平９−２２２４４８号公報（特許文献１）には、以下のような構成が開示されている。すなわち、電源と負荷とを導通させるオン状態と遮断するオフ状態とに切換えられるスイッチ手段が設けられた回路において、上記スイッチ手段と直列に正特性サーミスタを配するとともに、この正特性サーミスタの両端電位のうちの少なくとも一方の電位に基づき故障の有無を判定して判定信号を出力する故障判定手段を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２２２４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
温度センサを用いて装置の過熱保護を行なう構成の他の例として、温度センサの出力信号によってＣＰＵ（Central Processing Unit）に割り込みをかけ、ＣＰＵが電源オフ等の過熱保護制御を行なう構成が考えられる。
【０００５】
しかしながら、このような構成では、ＣＰＵが暴走している場合、過熱保護制御が実行されず、過熱状態が継続してしまう可能性がある。
【０００６】
また、宅内に設置された装置に毛布がかぶされている等、装置が過熱状態となるような異常は、人が介在しないと解消されない場合も多い。過熱原因が解消されていなければ、過熱保護制御によって一旦装置内の温度が低下したとしても、過熱状態が繰り返される可能性がある。
【０００７】
また、非特許文献１にも、このような問題点を解決するための構成は開示されていない。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、装置の過熱保護、および過熱原因の解消をより確実に行なうことが可能な過熱保護回路および通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる過熱保護回路は、元電源電圧から動作電源電圧を生成するための電源回路を備えた装置に用いられる過熱保護回路であって、上記元電源電圧を受けて動作し、温度を検出し、検出温度に応じたレベルを有する検出電圧を出力するための温度検出回路と、上記元電源電圧を受けて動作し、上記検出電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、上記検出電圧のレベルが上記第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、上記電源回路をオフするための制御信号を出力するための比較回路とを備え、上記検出電圧のレベルが上記第２の基準電圧のレベルと等しくなるときの上記温度は、上記装置の所定の使用温度範囲外である。
【００１０】
このような構成により、制御信号によって一旦電源回路がオフされると、人間が介在しない限り動作電源電圧が復帰しないようにすることができるため、上記装置の使用温度範囲の境界付近で上記装置の電源回路がオン・オフを繰り返すことを防ぐことができる。また、ＣＰＵによる電源制御を行なうことなく、あるいはＣＰＵによる電源制御とは別個に、上記装置の動作電源電圧を制御することができる。したがって、装置の過熱保護、および過熱原因の解消をより確実に行なうことができる。
【００１１】
好ましくは、上記比較回路は、上記検出電圧に基づいて上記第１の基準電圧および上記第２の基準電圧を生成し、上記過熱保護回路は、さらに、上記元電源電圧のレベル変化による上記元基準電圧のレベル変化をキャンセルするように上記元基準電圧を補正するための補正回路を備える。
【００１２】
このような構成により、制御信号によって電源回路のオン・オフが切り替わる温度が変動することを抑制し、制御信号による電源回路の制御を安定させることができる。
【００１３】
より好ましくは、上記補正回路は、上記検出電圧のレベルが、上記第１の基準電圧のレベルと略等しくなる状態における上記元基準電圧のレベル変化をキャンセルする。
【００１４】
電源の変動に対して元基準電圧を補正しようとすると、元基準電圧の電圧値は複雑な軌跡をたどることになり、この補正を実現する回路も複雑になる。しかしながら、元電源電圧の変動幅は、目標電圧値に対し、通常、数％程度に仕様で決められている。高々数％程度の変動であれば、その範囲内で補正される元基準電圧は、直線で近似できる。すなわち、補正回路は、直線で近似された元電源電圧の変動をキャンセルすればよいことから、簡易な構成とすることができる。
【００１５】
より好ましくは、上記補正回路は、上記元電源電圧を分圧するための分圧回路と、定電圧を出力するための定電圧回路と、上記分圧回路によって分圧された電圧と上記定電圧回路の出力電圧との差を増幅し、上記元基準電圧として出力するための差動増幅回路とを含む。
【００１６】
元基準電圧の補正回路は、定電圧源および差動増幅回路で簡単に構成することができる。一般的に、高い電圧の定電圧源は安定しにくく精度も悪い。これに対して、上記補正回路で使用する定電圧源は、その出力電圧が増幅される。このような構成により、低い電圧の定電圧源を使用することができるため、安価な回路構成で、消費電力も低く抑えることができる。
【００１７】
好ましくは、上記過熱保護回路は、さらに、上記検出電圧を増幅して上記比較回路へ出力するための増幅回路を備え、上記増幅回路は、増幅後の上記検出電圧のレベルが上昇して上記第１の基準電圧のレベルと略等しくなると高いゲインに切り替わる。
【００１８】
このように、増幅回路において、入力電圧すなわち検出電圧の変化に対する、増幅回路の出力電圧の変化を急峻に設定することにより、元電源電圧の変動による増幅回路の出力電圧の変動を抑制することができる。すなわち、制御信号によって電源回路のオン・オフが切り替わる温度が変動することを防ぎ、制御信号による電源回路の制御を安定させることができる。
【００１９】
より好ましくは、上記増幅回路は、増幅後の上記検出電圧のレベルが下降して上記第２の基準電圧のレベルと略等しくなると高いゲインに切り替わる。
【００２０】
このような構成により、第２の基準電圧に対応する温度付近における元電源電圧のレベル変動による増幅回路の出力電圧の変動も抑制することができるため、第２の基準電圧に対応する温度の設定の自由度を高めることができる。
【００２１】
好ましくは、上記過熱保護回路は、さらに、上記検出電圧と増幅基準電圧との差を増幅した差動増幅電圧を上記比較回路へ出力するための差動増幅回路を備え、上記比較回路は、上記差動増幅電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、上記差動増幅電圧のレベルが上記第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、上記電源回路をオフするための制御信号を出力し、上記差動増幅電圧のレベルが上記第２の基準電圧のレベルより小さくなった場合には、上記差動増幅電圧のレベルが上記第１の基準電圧のレベルより大きくなるまで、上記電源回路をオンするための制御信号を出力する。
【００２２】
このように、検出電圧を差動増幅する構成により、比較回路の入力電圧のオフセットをキャンセルすることができるため、比較回路の入力電圧のレベル範囲を広げることができる。これにより、増幅回路において差動増幅ではなく単なる増幅を行なう構成と比べて、温度検出に基づく電源制御の精度を高めることができる。
【００２３】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信装置は、元電源電圧から動作電源電圧を生成するための電源回路と、上記動作電源電圧を受けて動作する演算処理部と、過熱保護回路とを備える通信装置であって、上記過熱保護回路は、上記元電源電圧を受けて動作し、温度を検出し、検出温度に応じたレベルを有する検出電圧を出力するための温度検出回路と、上記元電源電圧を受けて動作し、上記検出電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、上記検出電圧のレベルが上記第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、上記電源回路をオフするための制御信号を出力するための比較回路とを含み、上記検出電圧のレベルが上記第２の基準電圧のレベルと等しくなるときの上記温度は、上記通信装置の所定の使用温度範囲外である。
【００２４】
このような構成により、制御信号によって一旦電源回路がオフされると、人間が介在しない限り動作電源電圧が復帰しないようにすることができるため、上記装置の使用温度範囲の境界付近で上記装置の電源回路がオン・オフを繰り返すことを防ぐことができる。また、ＣＰＵによる電源制御を行なうことなく、あるいはＣＰＵによる電源制御とは別個に、上記装置の動作電源電圧を制御することができる。したがって、装置の過熱保護、および過熱原因の解消をより確実に行なうことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、装置の過熱保護、および過熱原因の解消をより確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る通信装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る通信装置における過熱保護回路の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における温度検出回路の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における温度検出素子の温度特性を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の出力特性を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における比較回路の構成を示す図である。
【図８】発明の第１の実施の形態に係る比較回路による基準電圧の生成を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る比較回路による基準電圧の生成を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における、周囲温度と電源制御信号との関係を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅電圧の変動および電源制御信号が切り替わる温度の変動を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路において、補正回路を設けた比較回路の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における補正回路の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における補正回路による補正効果を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の出力特性を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅電圧の変動および増幅回路のゲイン切り替えによる効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２８】
＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る通信装置の構成を示す図である。
【００２９】
図１を参照して、通信装置２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を搭載した組み込み機器である。通信装置２０１は、温度検出回路１１と、電源制御回路１２と、システム電源（電源回路）１３と、ＣＰＵ（演算処理部）１４と、ＰＨＹ処理部１５と、ＶＯＩＰ（Voice Over IP）処理部１６と、周辺回路１７とを備える。
【００３０】
システム電源１３は、通信装置２０１の外部から供給されるたとえば１２Ｖの元電源電圧Ｖｃｃを３．３Ｖ等の動作電源電圧ＶＰに変換し、通信装置２０１における各回路に供給する。
【００３１】
ＣＰＵ１４、ＰＨＹ処理部１５、ＶＯＩＰ処理部１６および周辺回路１７は、システム電源１３から供給される動作電源電圧ＶＰによって動作する。
【００３２】
ＣＰＵ１４は、周辺回路１７に接続され、通信装置２０１における各ユニットを制御する。
【００３３】
ＰＨＹ処理部１５は、ネットワークから受信した通信信号に対して所定の通信プロトコルにおける物理層の信号処理を行なって通信データを生成し、ＣＰＵ１４へ出力する。
【００３４】
ＣＰＵ１４は、ＰＨＹ処理部１５から受けた通信データをＶＯＩＰ処理部１６へ出力する。
【００３５】
ＶＯＩＰ処理部１６は、ＣＰＵ１４から受けた通信データから音声信号を生成し、通信装置２０１の外部の電話機等へ出力する。
【００３６】
また、ＶＯＩＰ処理部１６は、通信装置２０１の外部の電話機等から受けた音声信号から通信データを生成し、ＣＰＵ１４へ出力する。
【００３７】
ＣＰＵ１４は、ＶＯＩＰ処理部１６から受けた通信データをＰＨＹ処理部１５へ出力する。
【００３８】
ＰＨＹ処理部１５は、ＣＰＵ１４から受けた通信データに対して所定の通信プロトコルにおける物理層の信号処理を行なって通信信号を生成し、ネットワークへ出力する。
【００３９】
温度検出回路１１は、通信装置２０１において発熱量の大きい箇所に配置され、元電源電圧Ｖｃｃを受けて動作し、周囲温度を検出する。
【００４０】
電源制御回路１２は、元電源電圧Ｖｃｃを受けて動作し、温度検出回路１１による温度検出結果に基づいて電源制御信号ＰＳＥＮを生成し、システム電源１３へ出力する。
【００４１】
システム電源１３は、電源制御回路１２から受けた電源制御信号ＰＳＥＮがたとえば論理ハイレベルになると、動作電源電圧ＶＰの生成および出力を停止する。
【００４２】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る通信装置における過熱保護回路の構成を示す図である。
【００４３】
図２を参照して、過熱保護回路１０１は、温度検出回路１１と、電源制御回路１２とを含む。電源制御回路１２は、増幅回路２１と、比較回路２２とを含む。
【００４４】
温度検出回路１１は、周囲温度を検出し、検出温度に応じたレベルを有する検出電圧ＴＤＥＴを出力する。
【００４５】
増幅回路２１は、温度検出回路１１から受けた検出電圧ＴＤＥＴを増幅し、増幅後の検出電圧ＴＤＥＴを増幅電圧ＶＡＭＰとして出力する。
【００４６】
比較回路２２は、増幅回路２１から受けた増幅電圧ＶＡＭＰに基づいて電源制御信号ＰＳＥＮを生成する。
【００４７】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における温度検出回路の構成を示す図である。
【００４８】
図３を参照して、温度検出回路１１は、温度検出素子７１と、抵抗７２とを含む。
【００４９】
抵抗７２は、元電源電圧Ｖｃｃが供給される元電源ノードに接続された第１端と、第２端とを有する。温度検出素子７１は、たとえばダイオードであり、抵抗７２の第２端に接続されたアノードと、接地電圧の供給される接地ノードに接続されたカソードとを有する。
【００５０】
温度検出素子７１および抵抗７２の接続ノードにおける電圧が、検出電圧ＴＤＥＴとして出力される。
【００５１】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における温度検出素子の温度特性を示す図である。
【００５２】
図４を参照して、温度検出素子７１であるダイオードは、周囲温度が上昇すると順方向電圧ＶＦが低下する特性を有する。図３に示す回路では、この順方向電圧ＶＦが検出電圧ＴＤＥＴとなる。このダイオードの順方向電圧ＶＦの温度特性は、たとえば−２ｍＶ／℃である。
【００５３】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の構成を示す図である。
【００５４】
図５を参照して、増幅回路２１は、差動増幅回路３１と、抵抗３２〜３５とを含む。差動増幅回路３１は、抵抗３２の第１端および抵抗３３の第１端に接続された反転入力端子と、抵抗３４の第１端および抵抗３５の第１端に接続された非反転入力端子と、抵抗３３の第２端に接続された出力端子とを有する。抵抗３２は、第２端において検出電圧ＴＤＥＴを受ける。抵抗３４は、第２端において増幅基準電圧ＡＶｒｅｆを受ける。抵抗３５の第２端が接地ノードに接続されている。
【００５５】
差動増幅回路３１は、元電源電圧Ｖｃｃを受けて動作し、検出電圧ＴＤＥＴと増幅基準電圧ＡＶｒｅｆとの差を増幅し、増幅した電圧を増幅電圧ＶＡＭＰとして出力する。
【００５６】
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の出力特性を示す図である。
【００５７】
図６を参照して、増幅回路２１は、周囲温度が上昇して検出電圧ＴＤＥＴのレベルが低下すると、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが上昇する特性を有する。
【００５８】
このように、過熱保護回路１０１において増幅回路２１を設ける構成により、温度変化に対する検出電圧ＴＤＥＴのレベル変化が小さい場合でも、比較回路２２への出力電圧のレベル範囲を広げることができるため、より正確な電源制御を行なうことができる。
【００５９】
再び図２を参照して、比較回路２２は、ヒステリシス特性を有するヒステリシスコンパレータである。具体的には、比較回路２２は、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ１のレベルより大きくなった場合には、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ１よりレベルの小さい基準電圧ＶＴ２のレベルより小さくなるまで、システム電源１３をオフするための論理ハイレベルの電源制御信号ＰＳＥＮを出力する。また、比較回路２２は、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ２のレベルより小さくなった場合には、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ１のレベルより大きくなるまで、システム電源１３をオンするための論理ローレベルの電源制御信号ＰＳＥＮを出力する。
【００６０】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における比較回路の構成を示す図である。
【００６１】
図７を参照して、比較回路２２は、抵抗４１，４２と、コンパレータ４３とを含む。
【００６２】
コンパレータ４３は、比較基準電圧（元基準電圧）ＣＶｒｅｆを受ける反転入力端子と、抵抗４１の第１端および抵抗４２の第１端に接続された非反転入力端子と、抵抗４２の第２端に接続された出力端子とを有する。抵抗４１は、第２端において増幅電圧ＶＡＭＰを受ける。
【００６３】
コンパレータ４３は、元電源電圧Ｖｃｃを受けて動作する。コンパレータ４３は、比較基準電圧ＣＶｒｅｆと非反転入力端子における電圧Ｎｒｅｆとを比較し、増幅電圧ＶＡＭＰが電圧Ｎｒｅｆより大きい場合には論理ハイレベルの信号を電源制御信号ＰＳＥＮとして出力し、増幅電圧ＶＡＭＰが電圧Ｎｒｅｆより小さい場合には論理ローレベルの信号を電源制御信号ＰＳＥＮとして出力する。
【００６４】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る比較回路による基準電圧の生成を示す図である。
【００６５】
図８を参照して、コンパレータ４３が論理ローレベルの信号を出力しているとき、比較回路２２において、抵抗４１および抵抗４２が直列接続され、一方端に増幅電圧ＶＡＭＰを受け、他方端に接地電圧を受ける分圧回路が形成される。このときの抵抗４１および抵抗４２の接続ノードにおける電圧Ｎｒｅｆが、基準電圧ＶＴ１となる。
【００６６】
図９は、本発明の第１の実施の形態に係る比較回路による基準電圧の生成を示す図である。
【００６７】
図９を参照して、コンパレータ４３が論理ハイレベルの信号を出力しているとき、比較回路２２において、抵抗４１および抵抗４２が直列接続され、一方端に元電源電圧Ｖｃｃを受け、他方端に増幅電圧ＶＡＭＰを受ける分圧回路が形成される。このときの抵抗４１および抵抗４２の接続ノードにおける電圧Ｎｒｅｆが、基準電圧ＶＴ２となる。
【００６８】
すなわち、比較回路２２は、増幅電圧ＶＡＭＰに基づいて基準電圧ＶＴ１および基準電圧ＶＴ２を生成する。
【００６９】
図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における、周囲温度と電源制御信号との関係を示す図である。
【００７０】
図１０を参照して、まず、周囲温度が通信装置２０１の所定の使用温度範囲内であるとき、比較回路２２は、論理ローレベルの電源制御信号ＰＳＥＮを出力する。このとき、システム電源１３は動作電源電圧ＶＰの生成および出力を行なう。
【００７１】
そして、周囲温度が上昇してＴ１を超えると、増幅電圧ＶＡＭＰが基準電圧ＶＴ１を超える。そうすると、比較回路２２は、論理ハイレベルの電源制御信号ＰＳＥＮを出力する。これにより、システム電源１３は、動作電源電圧ＶＰの生成および出力を停止する。
【００７２】
その後、周囲温度が低下してＴ１を下回っても、周囲温度がＴ２を下回るまでは、比較回路２２は、電源制御信号ＰＳＥＮを論理ハイレベルに維持する。このため、システム電源１３は動作電源電圧ＶＰの生成および出力を停止した状態を維持する。
【００７３】
そして、周囲温度がさらに低下してＴ２を下回ると、増幅電圧ＶＡＭＰが基準電圧ＶＴ２未満となる。そうすると、比較回路２２は、論理ローレベルの電源制御信号ＰＳＥＮを出力する。これにより、システム電源１３は、動作電源電圧ＶＰの生成および出力を再開する。
【００７４】
ここで、過熱保護回路１０１では、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ２のレベルと等しくなるときの温度Ｔ２が、通信装置２０１の所定の使用温度範囲外に設定される。
【００７５】
具体的には、通信装置２０１の使用温度範囲がたとえば０℃以上６０℃以下であるとすると、Ｔ１をたとえば６０℃より高い温度に設定し、Ｔ２をたとえば０℃より低い温度に設定する。この設定は、たとえば増幅回路２１または比較回路２２における各抵抗の抵抗値等を調整することにより、容易に設定可能である。
【００７６】
このような構成により、電源制御信号ＰＳＥＮが一旦論理ハイレベルなると、人間が通信装置２０１を操作しない限り電源制御信号ＰＳＥＮが論理ローレベルに復帰せず、動作電源電圧ＶＰが電源制御回路１２から出力されないことになる。これにより、通信装置２０１の使用温度範囲の境界付近で通信装置２０１の電源がオン・オフを繰り返すことを防ぐことができる。また、ＣＰＵによる電源制御を行なうことなく、あるいはＣＰＵによる電源制御とは別個に、通信装置２０１の動作電源電圧ＶＰを制御することができる。
【００７７】
図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅電圧の変動および電源制御信号が切り替わる温度の変動を示す図である。
【００７８】
元電源電圧Ｖｃｃは、元電源電圧Ｖｃｃを生成する電源の状態に応じてある範囲で変化する。
【００７９】
図１１を参照して、たとえば元電源電圧Ｖｃｃから増幅回路２１の増幅基準電圧ＡＶｒｅｆを生成する場合には、増幅基準電圧ＡＶｒｅｆが元電源電圧Ｖｃｃに応じて変動し、これにより増幅回路２１の出力電圧である増幅電圧ＶＡＭＰが変動する。このため、比較回路２２の出力電圧である電源制御信号ＰＳＥＮの論理レベルが切り替わる温度も元電源電圧Ｖｃｃに応じて変動する。さらに、元電源電圧Ｖｃｃから比較回路２２の比較基準電圧ＣＶｒｅｆを生成する場合には、図示はしていないが、比較基準電圧ＣＶｒｅｆが元電源電圧Ｖｃｃに応じて変動するため、電源制御信号ＰＳＥＮの論理レベルが切り替わる温度は、増幅電圧ＶＡＭＰおよび比較基準電圧ＣＶｒｅｆに応じて変動することになる。
【００８０】
ここで、元電源電圧Ｖｃｃの変化に対して過熱保護回路１０１の動作点を一定に維持するために増幅基準電圧ＡＶｒｅｆおよび比較基準電圧ＣＶｒｅｆの値を調整することは複雑であり、困難である。
【００８１】
また、たとえば、増幅基準電圧ＡＶｒｅｆおよび比較基準電圧ＣＶｒｅｆを生成するために定電圧回路を用いる構成が考えられる。しかしながら、このような構成では、通信装置２０１の使用温度の全範囲で各基準電圧を一定に維持することが必要となり、定電圧回路の製造コストが増大する。特に、増幅基準電圧ＡＶｒｅｆは比較基準電圧ＣＶｒｅｆと比べてレベルが小さいため、増幅基準電圧ＡＶｒｅｆ用の定電圧回路の製造コストはより大きくなる。
【００８２】
そこで、過熱保護回路１０１では、補正回路７１を設ける。補正回路７１は、たとえば比較回路２２に含まれる。
【００８３】
図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路において、補正回路を設けた比較回路の構成を示す図である。
【００８４】
図１２を参照して、補正回路７１は、元電源電圧Ｖｃｃから比較基準電圧ＣＶｒｅｆを生成するとともに、元電源電圧Ｖｃｃのレベル変化による比較基準電圧ＣＶｒｅｆのレベル変化をキャンセルするように比較基準電圧ＣＶｒｅｆを補正する。
【００８５】
ここで、過熱保護回路１０１では、前述のように、温度Ｔ２は通信装置１０１の使用温度範囲外に設定することから、温度Ｔ１付近における元電源電圧Ｖｃｃのレベル変動のみを考慮すれば十分である。
【００８６】
そして、元電源電圧Ｖｃｃのレベル変動は一般に数％程度であることから、元電源電圧Ｖｃｃのレベルがたとえば１２Ｖ付近であるときの元電源電圧Ｖｃｃの変動は直線で近似することができる。
【００８７】
補正回路７１は、元電源電圧Ｖｃｃが１２Ｖ付近であって増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ１のレベルと略等しくなる状態における、元電源電圧Ｖｃｃのレベル変化による比較基準電圧ＣＶｒｅｆのレベル変化をキャンセルする。
【００８８】
このように、補正回路７１は、直線で近似された元電源電圧Ｖｃｃのレベル変化をキャンセルすればよいことから、簡易な構成とすることができる。
【００８９】
図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における補正回路の構成を示す図である。
【００９０】
図１３を参照して、補正回路７１は、差動増幅回路６１と、抵抗６２〜６７と、定電圧回路６８とを含む。差動増幅回路６１は、抵抗６２の第１端および抵抗６３の第１端に接続された反転入力端子と、抵抗６４の第１端および抵抗６５の第１端に接続された非反転入力端子と、抵抗６３の第２端に接続された出力端子とを有する。抵抗６４は、第２端において定電圧回路６８の出力電圧を受ける。抵抗６５の第２端が接地ノードに接続されている。
【００９１】
抵抗６６および抵抗６７は、分圧回路を構成し、元電源電圧Ｖｃｃを分圧して抵抗６２の第２端へ出力する。
【００９２】
差動増幅回路６１は、元電源電圧Ｖｃｃを受けて動作し、抵抗６６および抵抗６７からなる分圧回路の出力電圧と定電圧回路６８の出力電圧との差を増幅し、増幅した電圧を比較基準電圧ＣＶｒｅｆとして出力する。
【００９３】
図１４は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路における補正回路による補正効果を示す図である。
【００９４】
図１４を参照して、過熱保護回路１０１では、温度Ｔ１付近すなわち増幅電圧ＶＡＭＰが基準電圧ＶＴ１付近となる状態において、比較基準電圧ＣＶｒｅｆが元電源電圧Ｖｃｃのレベル変化をキャンセルするように変化する。これにより、電源制御信号ＰＳＥＮの論理レベルが切り替わる温度が変動することを防ぎ、電源制御信号ＰＳＥＮによるシステム電源１３の制御を安定させることができる。
【００９５】
また、補正回路７１における差動増幅回路６１の基準電圧すなわち定電圧回路６８の出力電圧は、増幅回路２１における増幅基準電圧Ａｒｅｆを生成するための定電圧回路よりも、たとえば数Ｖ大きいレベルとなる。このため、定電圧回路６８には高い精度が要求されず、製造コストを低減することができる。また、定電圧回路を、補正回路７１用に１つ設ければよくなり、構成の簡易化を図ることができる。
【００９６】
なお、補正回路７１は、温度Ｔ２付近における元電源電圧Ｖｃｃのレベル変化をキャンセルしない。このため、基準電圧ＶＴ２は以下のように設定することが好ましい。すなわち、電源制御信号ＰＳＥＮが論理ハイレベルになって電源制御回路１２が動作を停止した後、元電源電圧Ｖｃｃのレベル変動によって電源制御信号ＰＳＥＮが論理ローレベルに切り替わり、電源制御回路１２が誤って動作を再開しないように、元電源電圧Ｖｃｃのレベル変動に対して十分に余裕を持たせた値に、基準電圧ＶＴ２を設定する。この基準電圧ＶＴ２の設定は、たとえば増幅回路２１または比較回路２２における各抵抗の抵抗値等を調整することにより、容易に行なうことができる。
【００９７】
ところで、温度センサの出力信号によってＣＰＵに割り込みをかけ、ＣＰＵが電源オフ等の過熱保護制御を行なう構成では、ＣＰＵが暴走している場合、過熱保護制御が実行されず、過熱状態が継続してしまう可能性がある。また、宅内に設置された装置に毛布がかぶされている等、装置が過熱状態となるような異常は、人が介在しないと解消されない場合も多い。過熱原因が解消されていなければ、過熱保護制御によって一旦装置内の温度が低下したとしても、過熱状態が繰り返される可能性がある。
【００９８】
これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、温度検出回路１１は、温度を検出し、検出温度に応じたレベルを有する検出電圧ＴＤＥＴを出力する。比較回路２２は、検出電圧ＴＤＥＴを増幅した増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ１のレベルより大きくなった場合には、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ１よりレベルの小さい基準電圧ＶＴ２のレベルより小さくなるまで、システム電源１３をオフするための電源制御信号ＰＳＥＮを出力する。そして、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが基準電圧ＶＴ２のレベルと等しくなるときの温度は、通信装置２０１の所定の使用温度範囲外である。
【００９９】
すなわち、比較回路２２は、ヒステリシスを有し、低温側の閾値温度すなわち電源制御信号ＰＳＥＮの論理ローレベルへの復帰温度Ｔ２を通信装置２０１の使用温度範囲外に設定する。このような構成により、電源制御信号ＰＳＥＮが一旦論理ハイレベルになると、人間が介在しない限り動作電源電圧ＶＰが復帰しないようにすることができるため、通信装置２０１の使用温度範囲の境界付近で通信装置２０１の電源がオン・オフを繰り返すことを防ぐことができる。また、ＣＰＵによる電源制御を行なうことなく、あるいはＣＰＵによる電源制御とは別個に、通信装置２０１の動作電源電圧ＶＰを制御することができる。
【０１００】
したがって、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、装置の過熱保護、および過熱原因の解消をより確実に行なうことができる。
【０１０１】
また、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、比較回路２２は、増幅電圧ＶＡＭＰに基づいて基準電圧ＶＴ１および基準電圧ＶＴ２を生成する。そして、補正回路７１は、元電源電圧Ｖｃｃのレベル変化による比較基準電圧ＣＶｒｅｆのレベル変化をキャンセルするように比較基準電圧ＣＶｒｅｆを補正する。
【０１０２】
このような構成により、電源制御信号ＰＳＥＮの論理レベルが切り替わる温度が変動することを抑制し、電源制御信号ＰＳＥＮによるシステム電源１３の制御を安定させることができる。
【０１０３】
また、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、補正回路７１は、増幅電圧ＶＡＭＰのレベルが、基準電圧ＶＴ１のレベルと略等しくなる状態における比較基準電圧ＣＶｒｅｆのレベル変化をキャンセルする。
【０１０４】
電源の変動に対して元基準電圧を補正しようとすると、元基準電圧の電圧値は複雑な軌跡をたどることになり、この補正を実現する回路も複雑になる。しかしながら、元電源電圧の変動幅は、目標電圧値に対し、通常、数％程度に仕様で決められている。高々数％程度の変動であれば、その範囲内で補正される元基準電圧は、直線で近似できる。すなわち、補正回路７１は、直線で近似された元電源電圧Ｖｃｃの変動をキャンセルすればよいことから、簡易な構成とすることができる。
【０１０５】
また、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、補正回路７１において、抵抗６６および抵抗６７からなる分圧回路は、元電源電圧Ｖｃｃを分圧する。定電圧回路６８は、定電圧を出力する。そして、差動増幅回路６１は、上記分圧回路によって分圧された電圧と定電圧回路６８の出力電圧との差を増幅し、比較基準電圧ＣＶｒｅｆとして出力する。
【０１０６】
元基準電圧の補正回路は、定電圧源および差動増幅回路で簡単に構成することができる。一般的に、高い電圧の定電圧源は安定しにくく精度も悪い。これに対して、上記補正回路で使用する定電圧源は、その出力電圧が増幅される。このような構成により、低い電圧の定電圧源を使用することができるため、安価な回路構成で、消費電力も低く抑えることができる。
【０１０７】
また、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、増幅回路２１は、検出電圧ＴＤＥＴと増幅基準電圧ＡＶｒｅｆとの差を増幅した増幅電圧ＶＡＭＰを比較回路２２へ出力する。
【０１０８】
このように、検出電圧ＴＤＥＴを差動増幅する構成により、比較回路２２におけるコンパレータ４３の入力電圧のオフセットをキャンセルすることができるため、コンパレータ４３の入力電圧のレベル範囲を広げることができる。これにより、増幅回路２１において差動増幅ではなく単なる増幅を行なう構成と比べて、温度検出に基づく電源制御の精度を高めることができる。
【０１０９】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、増幅回路２１が設けられる構成であるとしたが、これに限定するものではない。温度変化に対する検出電圧ＴＤＥＴのレベル変化が十分に大きい場合には、過熱保護回路１０１において増幅回路を設けない構成とすることも可能である。
【０１１０】
また、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、増幅回路２１が検出電圧ＴＤＥＴの傾きを反転する構成であるとしたが、これに限定するものではない。増幅回路２１において検出電圧ＴＤＥＴの傾きを反転せず、たとえば負の傾きのままで増幅回路２１から増幅電圧ＶＡＭＰを出力する構成であってもよい。この場合、後段のコンパレータ４３は反転型となる。
【０１１１】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【０１１２】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る過熱保護回路と比べて異なる元電源電圧Ｖｃｃのレベル変動対策を施した過熱保護回路に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る過熱保護回路と同様である。
【０１１３】
図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の構成を示す図である。
【０１１４】
図１５を参照して、過熱保護回路１０２は、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路と比べて、増幅回路２１の代わりに増幅回路２３を含む。
【０１１５】
増幅回路２３は、差動増幅回路５１と、抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２とを含む。
【０１１６】
差動増幅回路５１は、抵抗Ｒ１の第１端、抵抗Ｒ２の第１端、抵抗Ｒ４の第１端およびダイオードＤ１のカソードに接続された反転入力端子と、検出電圧ＴＤＥＴを受ける非反転入力端子と、抵抗Ｒ２の第２端および抵抗Ｒ３の第１端に接続された出力端子とを有する。ツェナーダイオードＺＤ１は、ダイオードＤ１のアノードに接続されたアノードと、抵抗Ｒ３の第２端に接続されたカソードとを有する。ツェナーダイオードＺＤ２は、ダイオードＤ２のアノードに接続されたアノードと、抵抗Ｒ４の第２端に接続されたカソードとを有する。抵抗Ｒ１の第２端およびダイオードＤ２のカソードが接地ノードに接続されている。差動増幅回路５１は、元電源電圧Ｖｃｃを受けて動作する。
【０１１７】
図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅回路の出力特性を示す図である。
【０１１８】
図１６を参照して、増幅回路２３は、増幅電圧ＶＡＭＰが上昇して温度Ｔ１に対応する基準電圧ＶＴ１のレベルと略等しくなると高いゲインに切り替わる。
【０１１９】
また、増幅回路２３は、増幅電圧ＶＡＭＰが下降して温度Ｔ２に対応する基準電圧ＶＴ２のレベルと略等しくなると高いゲインに切り替わる。
【０１２０】
図１６は、検出電圧ＴＤＥＴと増幅電圧ＶＡＭＰとの関係を示している。具体的には、検出電圧ＴＤＥＴと増幅電圧ＶＡＭＰとの関係は１次関数で表され、検出電圧ＴＤＥＴが電圧Ｖ１未満の場合には傾きが（１＋Ｒ２／Ｒ１）となり、検出電圧ＴＤＥＴが電圧Ｖ１以上Ｖ２未満の場合には傾きが（１＋（Ｒ２｜｜Ｒ３）／Ｒ１）となり、検出電圧ＴＤＥＴが電圧Ｖ２以上の場合には傾きが（１＋（Ｒ２｜｜Ｒ３）／（Ｒ１｜｜Ｒ４））となる。ここで、「Ａ｜｜Ｂ」は、並列接続された抵抗Ａおよび抵抗Ｂの合成抵抗を示す。
【０１２１】
また、ダイオードＤ１の両端電圧をＶＤ１とし、ダイオードＤ２の両端電圧をＶＤ２とし、ツェナーダイオードＺＤ１の両端電圧をＶＺＤ１とし、ツェナーダイオードＺＤ２の両端電圧をＶＺＤ２とすると、電圧Ｖ１およびＶ２は、以下の式で表される。
Ｖ１＝Ｒ１／Ｒ２×（ＶＤ１＋ＶＺＤ１）
Ｖ２＝ＶＤ２＋ＶＺＤ２
【０１２２】
なお、Ｒ２はＲ３より十分に大きく、Ｒ１はＲ４より十分に大きい。
【０１２３】
図１７は、本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路における増幅電圧の変動および増幅回路のゲイン切り替えによる効果を示す図である。
【０１２４】
図１７を参照して、図１６に示すような増幅回路２３の特性により、周囲温度が上昇して温度Ｔ１付近すなわち増幅電圧ＶＡＭＰが基準電圧ＶＴ１付近になると、周囲温度の変化に対する増幅電圧ＶＡＭＰの変化が急峻になり、また、周囲温度が低下して温度Ｔ２付近すなわち増幅電圧ＶＡＭＰが基準電圧ＶＴ２付近になると、周囲温度の変化に対する増幅電圧ＶＡＭＰの変化が急峻になる。
【０１２５】
このように、増幅回路２３において、入力電圧すなわち検出電圧ＴＤＥＴの変化に対する、出力電圧すなわち増幅電圧ＶＡＭＰの変化を急峻に設定することにより、図１７に示すように元電源電圧Ｖｃｃの変動による増幅電圧ＶＡＭＰの変動を抑制することができる。
【０１２６】
すなわち、電源制御信号ＰＳＥＮの論理レベルが切り替わる温度が変動することを防ぎ、電源制御信号ＰＳＥＮによるシステム電源１３の制御を安定させることができる。
【０１２７】
また、温度Ｔ２付近における元電源電圧Ｖｃｃのレベル変動による増幅電圧ＶＡＭＰの変動も抑制することができるため、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路と比べて、温度Ｔ２の設定の自由度を高めることができる。
【０１２８】
ただし、本発明の第１の実施の形態に係る過熱保護回路では、本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路と比べて、増幅回路２１の特性すなわち周囲温度の変化に対する増幅電圧ＶＡＭＰの変化を急峻にする必要がなくなり、回路構成が簡易となる。
【０１２９】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る過熱保護回路と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０１３０】
なお、本発明の第２の実施の形態に係る過熱保護回路では、増幅回路２３において差動増幅回路を用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。差動増幅回路の代わりに増幅回路を用いる構成であってもよい。
【０１３１】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３２】
１１ 温度検出回路
１２ 電源制御回路
１３ システム電源（電源回路）
１４ ＣＰＵ（演算処理部）
１５ ＰＨＹ処理部
１６ ＶＯＩＰ処理部
１７ 周辺回路
２１，２３ 増幅回路
２２ 比較回路
３１ 差動増幅回路
３２〜３５ 抵抗
４１，４２ 抵抗
４３ コンパレータ
５１ 差動増幅回路
６１ 差動増幅回路
６２〜６７ 抵抗
６８ 定電圧回路
７１ 温度検出素子
７２ 抵抗
１０１，１０２ 過熱保護回路
２０１ 通信装置
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗
ＺＤ１，ＺＤ２ ツェナーダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
元電源電圧から動作電源電圧を生成するための電源回路を備えた装置に用いられる過熱保護回路であって、
前記元電源電圧を受けて動作し、温度を検出し、検出温度に応じたレベルを有する検出電圧を出力するための温度検出回路と、
前記元電源電圧を受けて動作し、前記検出電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、前記検出電圧のレベルが前記第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、前記電源回路をオフするための制御信号を出力するための制御信号を出力するための比較回路とを備え、
前記検出電圧のレベルが前記第２の基準電圧のレベルと等しくなるときの前記温度は、前記装置の所定の使用温度範囲外である、過熱保護回路。
【請求項２】
前記比較回路は、前記検出電圧に基づいて前記第１の基準電圧および前記第２の基準電圧を生成し、
前記過熱保護回路は、さらに、
前記元電源電圧のレベル変化による前記元基準電圧のレベル変化をキャンセルするように前記元基準電圧を補正するための補正回路を備える、請求項１に記載の過熱保護回路。
【請求項３】
前記補正回路は、前記検出電圧のレベルが、前記第１の基準電圧のレベルと略等しくなる状態における前記元基準電圧のレベル変化をキャンセルする、請求項２に記載の過熱保護回路。
【請求項４】
前記補正回路は、
前記元電源電圧を分圧するための分圧回路と、
定電圧を出力するための定電圧回路と、
前記分圧回路によって分圧された電圧と前記定電圧回路の出力電圧との差を増幅し、前記元基準電圧として出力するための差動増幅回路とを含む、請求項２または請求項３に記載の過熱保護回路。
【請求項５】
前記過熱保護回路は、さらに、
前記検出電圧を増幅して前記比較回路へ出力するための増幅回路を備え、
前記増幅回路は、増幅後の前記検出電圧のレベルが上昇して前記第１の基準電圧のレベルと略等しくなると高いゲインに切り替わる、請求項１に記載の過熱保護回路。
【請求項６】
前記増幅回路は、増幅後の前記検出電圧のレベルが下降して前記第２の基準電圧のレベルと略等しくなると高いゲインに切り替わる、請求項５に記載の過熱保護回路。
【請求項７】
前記過熱保護回路は、さらに、
前記検出電圧と増幅基準電圧との差を増幅した差動増幅電圧を前記比較回路へ出力するための差動増幅回路を備え、
前記比較回路は、前記差動増幅電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、前記差動増幅電圧のレベルが前記第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、前記電源回路をオフするための制御信号を出力し、前記差動増幅電圧のレベルが前記第２の基準電圧のレベルより小さくなった場合には、前記差動増幅電圧のレベルが前記第１の基準電圧のレベルより大きくなるまで、前記電源回路をオンするための制御信号を出力する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の過熱保護回路。
【請求項８】
元電源電圧から動作電源電圧を生成するための電源回路と、
前記動作電源電圧を受けて動作する演算処理部と、
過熱保護回路とを備える通信装置であって、
前記過熱保護回路は、
前記元電源電圧を受けて動作し、温度を検出し、検出温度に応じたレベルを有する検出電圧を出力するための温度検出回路と、
前記元電源電圧を受けて動作し、前記検出電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、前記検出電圧のレベルが前記第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、前記電源回路をオフするための制御信号を出力するための比較回路とを含み、
前記検出電圧のレベルが前記第２の基準電圧のレベルと等しくなるときの前記温度は、前記通信装置の所定の使用温度範囲外である、通信装置。
【請求項１】
元電源電圧から動作電源電圧を生成するための電源回路を備えた装置に用いられる過熱保護回路であって、
前記元電源電圧を受けて動作し、温度を検出し、検出温度に応じたレベルを有する検出電圧を出力するための温度検出回路と、
前記元電源電圧を受けて動作し、前記検出電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、前記検出電圧のレベルが前記第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、前記電源回路をオフするための制御信号を出力するための制御信号を出力するための比較回路とを備え、
前記検出電圧のレベルが前記第２の基準電圧のレベルと等しくなるときの前記温度は、前記装置の所定の使用温度範囲外である、過熱保護回路。
【請求項２】
前記比較回路は、前記検出電圧に基づいて前記第１の基準電圧および前記第２の基準電圧を生成し、
前記過熱保護回路は、さらに、
前記元電源電圧のレベル変化による前記元基準電圧のレベル変化をキャンセルするように前記元基準電圧を補正するための補正回路を備える、請求項１に記載の過熱保護回路。
【請求項３】
前記補正回路は、前記検出電圧のレベルが、前記第１の基準電圧のレベルと略等しくなる状態における前記元基準電圧のレベル変化をキャンセルする、請求項２に記載の過熱保護回路。
【請求項４】
前記補正回路は、
前記元電源電圧を分圧するための分圧回路と、
定電圧を出力するための定電圧回路と、
前記分圧回路によって分圧された電圧と前記定電圧回路の出力電圧との差を増幅し、前記元基準電圧として出力するための差動増幅回路とを含む、請求項２または請求項３に記載の過熱保護回路。
【請求項５】
前記過熱保護回路は、さらに、
前記検出電圧を増幅して前記比較回路へ出力するための増幅回路を備え、
前記増幅回路は、増幅後の前記検出電圧のレベルが上昇して前記第１の基準電圧のレベルと略等しくなると高いゲインに切り替わる、請求項１に記載の過熱保護回路。
【請求項６】
前記増幅回路は、増幅後の前記検出電圧のレベルが下降して前記第２の基準電圧のレベルと略等しくなると高いゲインに切り替わる、請求項５に記載の過熱保護回路。
【請求項７】
前記過熱保護回路は、さらに、
前記検出電圧と増幅基準電圧との差を増幅した差動増幅電圧を前記比較回路へ出力するための差動増幅回路を備え、
前記比較回路は、前記差動増幅電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、前記差動増幅電圧のレベルが前記第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、前記電源回路をオフするための制御信号を出力し、前記差動増幅電圧のレベルが前記第２の基準電圧のレベルより小さくなった場合には、前記差動増幅電圧のレベルが前記第１の基準電圧のレベルより大きくなるまで、前記電源回路をオンするための制御信号を出力する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の過熱保護回路。
【請求項８】
元電源電圧から動作電源電圧を生成するための電源回路と、
前記動作電源電圧を受けて動作する演算処理部と、
過熱保護回路とを備える通信装置であって、
前記過熱保護回路は、
前記元電源電圧を受けて動作し、温度を検出し、検出温度に応じたレベルを有する検出電圧を出力するための温度検出回路と、
前記元電源電圧を受けて動作し、前記検出電圧のレベルが第１の基準電圧のレベルより大きくなった場合には、前記検出電圧のレベルが前記第１の基準電圧よりレベルの小さい第２の基準電圧のレベルより小さくなるまで、前記電源回路をオフするための制御信号を出力するための比較回路とを含み、
前記検出電圧のレベルが前記第２の基準電圧のレベルと等しくなるときの前記温度は、前記通信装置の所定の使用温度範囲外である、通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−２１８５０（Ｐ２０１３−２１８５０Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４４９８（Ｐ２０１１−１５４４９８）
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（５０２３１２４９８）住友電工ネットワークス株式会社 (212)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（５０２３１２４９８）住友電工ネットワークス株式会社 (212)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]