本實(shí)用新型涉及使用了熱敏電阻的溫度檢測電路，更詳細(xì)而言，涉及抑制了在構(gòu)成ADC(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；Analog-to-digital converter：模數(shù)轉(zhuǎn)換器)的IC(Integrated Circuit：集成電路)中所產(chǎn)生的漏電流的高精度的溫度檢測電路。

背景技術(shù)：

使用了熱敏電阻的溫度檢測電路被廣泛使用于測定電子設(shè)備、車載設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等中的規(guī)定部分的溫度的溫度傳感器、體溫計(jì)、氣溫計(jì)等中。

在專利文獻(xiàn)1(日本專利特開2011-33343號公報)中公開了這樣的溫度檢測電路。

圖5示出了專利文獻(xiàn)1中所公開的溫度檢測電路400。其中，在專利文獻(xiàn) 1中，溫度檢測電路400作為現(xiàn)有的溫度檢測電路被示出。

溫度檢測電路400在電源(Vp：5V)與接地之間連接有串聯(lián)連接了固定電阻(上拉電阻)與熱敏電阻的分壓電路。固定電阻與熱敏電阻的連接點(diǎn) (以下有時將“固定電阻與熱敏電阻的連接點(diǎn)”簡稱為“連接點(diǎn)”)連接于構(gòu)成ADC的IC(以下有時將“構(gòu)成ADC的IC”簡稱為“IC”)的輸入端子。另外，記載了在熱敏電阻中使用了NTC(Negative Temperature Coefficient：負(fù)溫度系數(shù))熱敏電阻。

NTC熱敏電阻具備負(fù)電阻溫度系數(shù)，因此若溫度上升則電阻值減小，若溫度下降則電阻值增大。溫度檢測電路400利用NTC熱敏電阻的該特性，將 NTC熱敏電阻作為溫度檢測元件來使用。

即，NTC熱敏電阻的電阻值根據(jù)被測定物的溫度而變化。若NTC熱敏電阻的電阻值變化，則固定電阻與NTC熱敏電阻的連接點(diǎn)的電壓也變化。

ADC將連接點(diǎn)的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。數(shù)字信號被微機(jī)等控制裝置獲取。微機(jī)等控制裝置根據(jù)預(yù)先確定的規(guī)則，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為溫度信息。

通過以上方法，溫度檢測電路400能對被測定物的溫度進(jìn)行高精度地測定。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2011-33343號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題

溫度檢測電路400中，不可避免地會在IC(構(gòu)成ADC的IC)中產(chǎn)生漏電流。

溫度檢測電路400中，在固定電阻使用電阻值較小的電阻、NTC熱敏電阻也使用電阻值(基準(zhǔn)溫度下的電阻值)較小的電阻的情況下，與在IC中所產(chǎn)生的漏電流相比，流過固定電阻與NTC熱敏電阻的電流足夠大，因此在 IC中所產(chǎn)生的漏電流不會給溫度測定精度帶來過大影響。

現(xiàn)有技術(shù)中，實(shí)際上，溫度檢測電路400的固定電阻與NTC熱敏電阻也不會使用電阻值那么大的電阻。因此，由在IC中產(chǎn)生的漏電流所引起的溫度測定誤差不會成為太大的問題。

然而，近年來，為了節(jié)能等，有將固定電阻的電阻值與NTC熱敏電阻的電阻值分別顯著增大而進(jìn)行溫度檢測電路400的設(shè)計(jì)的傾向。即，若固定電阻的電阻值與NTC熱敏電阻的電阻值較小，則流過固定電阻與NTC熱敏電阻的分壓電路的電流值變大，分壓電路所消耗的功率變大，因此增大固定電阻的電阻值與NTC熱敏電阻的電阻值，旨在謀求節(jié)能。此外，若流過NTC熱敏電阻的電流值變大，則NTC熱敏電阻會自行發(fā)熱、溫度上升，由溫度檢測電路400所輸出的被測定物的測定溫度結(jié)果有可能產(chǎn)生誤差，因此增大NTC 熱敏電阻的電阻值，抑制NTC熱敏電阻的自行發(fā)熱，旨在抑制測定溫度結(jié)果的誤差。

然而，若溫度檢測電路400的固定電阻與NTC熱敏電阻使用電阻值較大的電阻，如上所述，則在構(gòu)成ADC的IC中產(chǎn)生的漏電流而造成的影響變大。

若在構(gòu)成ADC的IC中產(chǎn)生較大的漏電流，則ADC將輸出相對于實(shí)際的連接點(diǎn)電壓偏移較大的數(shù)字信號，從微機(jī)等控制裝置輸出包含較大誤差的溫度信息。即，為了進(jìn)行節(jié)能等，將固定電阻的電阻值與NTC熱敏電阻的電阻值增大，從而成為了使新的溫度測定誤差產(chǎn)生的原因。例如，在后文詳細(xì)說明的示例中，漏電流為1μA時，將產(chǎn)生0.63℃的溫度誤差。

然而，若產(chǎn)生0.63℃的溫度誤差，則已經(jīng)不能將其稱為高精度的溫度檢測電路，不能在需要嚴(yán)格的溫度檢測的用途中使用。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

本實(shí)用新型是為了解決上述現(xiàn)有問題而完成的，作為其一種方法，本實(shí)用新型的溫度檢測電路中，串聯(lián)連接有固定電阻與熱敏電阻的分壓電路連接于電源與接地之間，固定電阻與熱敏電阻的連接點(diǎn)連接于具有模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的IC的輸入端子，其特征在于，在固定電阻與熱敏電阻的連接點(diǎn)、與IC的輸入端子之間，插入有電壓跟隨電路。

熱敏電阻能使用例如NTC熱敏電阻。其中，熱敏電阻的種類不限于NTC 熱敏電阻，也可是其他種類的熱敏電阻。

優(yōu)選分壓電路所包含的固定電阻與熱敏電阻中，固定電阻連接于電源一側(cè)，熱敏電阻連接于接地一側(cè)。該情況下，能一邊將分壓電路的固定電阻的電阻值與熱敏電阻的電阻值的總電阻值增大一定程度，一邊僅減小熱敏電阻的電阻值，即，通過將固定電阻的電阻值增大一定程度，而僅減小熱敏電阻的電阻值，能同時謀求節(jié)能、抑制熱敏電阻的自行發(fā)熱、以及抑制在IC中產(chǎn)生漏電流的原因本身。

優(yōu)選固定電阻的電阻值為熱敏電阻的電阻值的5倍以上。該情況下由于能一邊將分壓電路的電阻值增大一定程度，一邊僅減小熱敏電阻的電阻值，因此能同時謀求節(jié)能、抑制熱敏電阻的自行發(fā)熱、以及抑制在IC中產(chǎn)生漏電流的原因本身。

固定電阻的電阻值為熱敏電阻的電阻值的10倍以上更為優(yōu)選。該情況下，能僅將熱敏電阻的電阻值進(jìn)一步減小，因此能進(jìn)一步謀求抑制熱敏電阻的自行發(fā)熱、以及抑制在IC中產(chǎn)生漏電流的原因本身。

能使具有模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的IC包含電壓跟隨電路。該情況下，能謀求元器件數(shù)量的減少、電路空間的縮減，能使制造的復(fù)雜度降低。

實(shí)用新型效果

本實(shí)用新型的溫度檢測電路在固定電阻與熱敏電阻的連接點(diǎn)、與IC的輸入端子之間，插入有電壓跟隨電路，因此大幅度抑制了流過IC的漏電流。其結(jié)果是，本實(shí)用新型的溫度檢測電路成為溫度測定誤差被抑制的高精度的溫度檢測電路。

附圖說明

圖1是示出實(shí)施方式1所涉及的溫度檢測電路100的等效電路圖。

圖2的圖2(A)～(C)分別是示出用于說明因在IC中產(chǎn)生漏電流而造成被測定物溫度的測定誤差的等效電路500、500B、500C的等效電路圖。

圖3是示出實(shí)施方式2所涉及的溫度檢測電路200的等效電路圖。

圖4是示出實(shí)施方式3所涉及的溫度檢測電路300的等效電路圖。

圖5中是示出在專利文獻(xiàn)1中所公開的溫度檢測電路400的等效電路圖。

具體實(shí)施方式

以下，對用于實(shí)施本實(shí)用新型的實(shí)施方式與附圖一起進(jìn)行說明。

另外，在各實(shí)施方式中，舉例示出了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本實(shí)用新型并不限于實(shí)施方式的內(nèi)容。另外，也可將不同的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容進(jìn)行組合并實(shí)施，該情況下的實(shí)施內(nèi)容也包含在本實(shí)用新型中。此外，附圖用于幫助實(shí)施方式的理解，存在未嚴(yán)格繪制的情況。

例如，存在所繪制的構(gòu)成要素以及構(gòu)成要素間的尺寸比例會與說明書中所記載的它們的尺寸比例不一致的情況。此外，還存在有在附圖中省略了說明書中所記載的構(gòu)成要素，或以省略個數(shù)的方式進(jìn)行繪制的情況。

[實(shí)施方式1]

圖1示出了實(shí)施方式1所涉及的溫度檢測電路100。其中，圖1是溫度檢測電路100的等效電路圖。

溫度檢測電路100具有電源1。本實(shí)施方式中，以5V的直流電源作為電源1。

溫度檢測電路100具備串聯(lián)連接有固定電阻2與NTC熱敏電阻3的分壓電路4。分壓電路4連接于電源1與接地G之間。本實(shí)施方式中，固定電阻2連接于電源1一側(cè)，NTC熱敏電阻3連接于接地G一側(cè)。

該情況下，如后述那樣，能一邊將分壓電路4的固定電阻2的電阻值與 NTC熱敏電阻3的電阻值的總電阻值增大一定程度，一邊僅減小NTC熱敏電阻 3的電阻值。即，通過將固定電阻2的電阻值增大一定程度，而僅減小NTC熱敏電阻3的電阻值，能同時謀求節(jié)能、抑制NTC熱敏電阻3的自行發(fā)熱、以及抑制在后述的IC6中產(chǎn)生漏電流I_leak的原因本身。其中，分壓電路4的上述連接方法在本實(shí)用新型中并非是必須的，相反，也可將NTC熱敏電阻3連接在電源1的一側(cè)，將固定電阻2連接在接地G的一側(cè)。

本實(shí)施方式中，固定電阻2使用電阻值為100kΩ的電阻。此外，NTC熱敏電阻3使用在常溫(25℃)下的電阻值為10kΩ、B常數(shù)為3380的熱敏電阻。

本實(shí)施方式中，固定電阻2的電阻值為NTC熱敏電阻3在常溫下的電阻值的10倍。該倍率越大，越能一邊將分壓電路4的電阻值(固定電阻2的電阻值+NTC熱敏電阻3的電阻值)增大一定程度，一邊僅減小NTC熱敏電阻3的電阻值，因而能謀求節(jié)能、抑制NTC熱敏電阻3的自行發(fā)熱、抑制在IC6中產(chǎn)生漏電流的原因本身，因此更為優(yōu)選。具體而言，該倍率優(yōu)選5倍以上，更有選為10倍以上。

溫度檢測電路100具有電壓跟隨電路5。電壓跟隨電路5具有運(yùn)算放大器 5a。分壓電路4的固定電阻2與NTC熱敏電阻3的連接點(diǎn)連接于運(yùn)算放大器5a 的V+端子。此外，運(yùn)算放大器5a的輸出端子連接于V-端子。運(yùn)算放大器5a的輸入側(cè)的阻抗較高，輸出側(cè)的阻抗較低，具有阻抗轉(zhuǎn)換的功能。運(yùn)算放大器5a的輸入側(cè)的電壓與輸出側(cè)的電壓相等。即，雖然運(yùn)算放大器5a 將輸入側(cè)的電壓傳送至輸出側(cè)，但是從輸入側(cè)向輸出側(cè)幾乎沒有電流流過。另外，運(yùn)算放大器5a的電壓增益為1倍，不作為放大器起作用。

溫度檢測電路100具有ADC(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；Analog-to-digital converter：模數(shù)轉(zhuǎn)換器)。ADC通過IC6構(gòu)成。IC6包括：輸入端子6a、電壓端子6b以及接地端子6c。輸入端子6a與電壓跟隨電路5的輸出端子相連接。此外，電源端子6b與電源1相連接。此外，接地端子6c與接地G相連接。

ADC將分壓電路4的固定電阻2與NTC熱敏電阻3的連接點(diǎn)的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。ADC輸出的數(shù)字信號被微機(jī)的控制裝置(未圖示)獲取。另外，本實(shí)施方式中，上述控制裝置被組裝于IC6。

由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本實(shí)施方式的溫度檢測電路100能通過以下過程來對被測定物的溫度進(jìn)行測定。

首先，溫度檢測電路100將NTC熱敏電阻3用作為溫度檢測元件。即，通過將NTC熱敏電阻3配置于被測定物(未圖示)的附近，使NTC熱敏電阻3的溫度與被測定物的溫度相等。

NTC熱敏電阻3具有負(fù)電阻溫度系數(shù)，因此變?yōu)榕c被測定物的溫度相對應(yīng)的電阻值。

若NTC熱敏電阻3的電阻值變?yōu)榕c被測定物的溫度相對應(yīng)的電阻值，則分壓電路4中固定電阻2的電阻值與NTC熱敏電阻3的電阻值的比例也變化，因此固定電阻2與NTC熱敏電阻3的連接點(diǎn)的電壓變?yōu)榕c被測定物的溫度相對應(yīng)的電壓。

ADC(IC6)經(jīng)由電壓跟隨電路5讀取固定電阻2與NTC熱敏電阻3的連接點(diǎn)的電壓，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。即，ADC輸出與被測定物的溫度相對應(yīng)的數(shù)字信號。

從ADC輸出的數(shù)字信號被微機(jī)等控制裝置(未圖示)獲取。微機(jī)等控制裝置根據(jù)預(yù)先確定的規(guī)則，即，根據(jù)確定從ADC輸入的數(shù)字信號與被測定物的溫度之間的對應(yīng)關(guān)系的規(guī)則，將從ADC輸入的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為被測定物的溫度信息。

本實(shí)施方式的溫度檢測電路100通過以上過程，能對被測定物的溫度進(jìn)行測定。

本實(shí)施方式的溫度檢測電路100在分壓電路4的固定電阻2與NTC熱敏電阻3的連接點(diǎn)、和IC6的輸入端子6a之間，插入了電壓跟隨電路5，因此在IC6 中產(chǎn)生的漏電流I_leak被抑制。因此，因在IC6中漏電流I_leak流過而引起的被測定物的溫度的測定誤差的產(chǎn)生被抑制。

接著，對在構(gòu)成ADC的IC中產(chǎn)生漏電流而造成的被測定物的溫度的測定誤差進(jìn)行說明。另外，參照圖2(A)所示的等效電路500進(jìn)行說明。等效電路500包含：電源V_CC、固定電阻R(電阻值：R、電流值：I1)與NTC熱敏電阻NTC(電阻值：R_NTC、電流值：I2)之間的分壓電路，以及將固定電阻R和 NTC熱敏電阻NTC的連接點(diǎn)連接至接地的電流路徑X(電流值：I_leak)。另外，圖2(A)所示的等效電路500不具有電壓跟隨電路。其中，說明的后半部分中，將對具有電壓跟隨電路的情況與不具有電壓跟隨電路的情況進(jìn)行比較說明，因此在具有電壓跟隨電路的情況下，在漏電流路徑X中插入電壓跟隨電路。

圖2(A)所示的等效電路500根據(jù)重疊原理，能分解為圖2(B)所示的等效電路500B與圖2(C)所示的等效電路500C。

等效電路500B是將電源V_CC設(shè)為開路，將其作為電壓源考慮的情況。等效電路500B中，根據(jù)基爾霍夫第2定律，以下數(shù)學(xué)式1成立。

數(shù)學(xué)式1

Vcc＝R·I1+R_NTC·I2 (數(shù)學(xué)式1)(基爾霍夫第2定律)

等效電路500C是將電源V_CC設(shè)為短路，將其作為電壓源考慮的情況。等效電路500C中，根據(jù)基爾霍夫第1定律，以下數(shù)學(xué)式2成立。

數(shù)學(xué)式2

I1＝I2+I_leak (數(shù)學(xué)式2)(基爾霍夫第1定律)

若對式1與式2的聯(lián)立方程進(jìn)行求解，則對于固定電阻R與NTC熱敏電阻 NTC的連接點(diǎn)的電壓V_NTC，以下數(shù)學(xué)式3成立。

數(shù)學(xué)式3

V_NTC＝R_NTC·I2

＝V_CC·R_NTC/(R+R_NTC)-R·R_NTC·I_leak/(R+R_NTC) (數(shù)學(xué)式3)

數(shù)學(xué)式3中，「V_CC·R_NTC/(R+R_NTC)」是通過電阻分壓所求出的固定電阻R 與NTC熱敏電阻NTC的連接點(diǎn)的電壓。此外，「R·R_NTC·I_leak/(R+R_NTC)」是因漏電流I_leak而產(chǎn)生的誤差電壓。即，等效電路500中，因漏電流I_leak而在電壓 V_NTC中產(chǎn)生由「R·R_NTC·I_leak/(R+R_NTC)」表示的電壓誤差。

接著，在上式3中代入具體的示例。

電源V_CC、R、R_NTC設(shè)為下述值。

電源V_CC＝5V

R＝100kΩ

R_NTC＝10kΩ

I_leak根據(jù)是否設(shè)置有電壓跟隨電路，設(shè)為如下的2個值。

I_leak＝1nA(電壓跟隨電路：有)

I_leak＝1μA(電壓跟隨電路：無)

以表1示出了在上述2個值的情況下，在電壓V_NTC中產(chǎn)生的誤差電壓、和從微機(jī)等控制裝置輸出的溫度信息中產(chǎn)生的溫度誤差。

【表1】

從表1得知，通過設(shè)置電壓跟隨電路，將漏電流I_leak從1μA抑制為1nA，從而能將溫度信息中產(chǎn)生的誤差溫度即0.63℃在至少3位有效數(shù)字中變?yōu)榱恪?/p>

如上所述，實(shí)施方式1所涉及的溫度檢測電路100利用電壓跟隨電路5，抑制了流過IC6的漏電流I_leak，因此能大幅抑制從微機(jī)等控制裝置輸出的溫度信息中產(chǎn)生的誤差。

[實(shí)施方式2]

圖3示出了實(shí)施方式2所涉及的溫度檢測電路200。其中，圖2是溫度檢測電路200的等效電路圖。

實(shí)施方式1所涉及的溫度檢測電路100中，構(gòu)成電壓跟隨電路5的運(yùn)算放大器5a與構(gòu)成ADC的IC6作為獨(dú)立的元器件被分別構(gòu)成。

溫度檢測電路200中，取而代之的是在構(gòu)成ADC的IC16中，組裝了構(gòu)成電壓跟隨電路15的運(yùn)算放大器15a。溫度檢測電路200的其他構(gòu)成與溫度檢測電路100相同。

溫度檢測電路200通過減少元器件數(shù)量，謀求電路空間的縮減。此外，溫度檢測電路200通過減少元器件數(shù)量，減少了制造的復(fù)雜化。

[實(shí)施方式3]

圖4示出了實(shí)施方式3所涉及的溫度檢測電路300。其中，圖4是溫度檢測電路300的等效電路圖。

溫度檢測電路300在實(shí)施方式1所涉及的溫度檢測電路100的等效電路上進(jìn)行了變更。具體而言，交換了分壓電路4中的固定電阻2與熱敏電阻3的配置。即，NTC熱敏電阻3配置于電源1一側(cè)，固定電阻2配置于接地一側(cè)。

此外，對于溫度檢測電路300，使在微機(jī)等控制裝置中用于將從ADC輸入的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為被測定物溫度的預(yù)先確定的規(guī)則不同于溫度檢測電路 100。溫度檢測電路300的其他構(gòu)成與溫度檢測電路100相同。

溫度檢測電路300也與溫度檢測電路100相同地利用電壓跟隨電路5，抑制了流過IC6的漏電流I_leak，從微機(jī)等控制裝置輸出了誤差被大幅抑制的溫度信息。

以上，對實(shí)施方式1～實(shí)施方式3所涉及的溫度檢測電路100～300進(jìn)行了說明。然而，本實(shí)用新型并不限于上述內(nèi)容，遵循實(shí)用新型的要點(diǎn)，能夠進(jìn)行各種改變。

標(biāo)號說明

1 電源

2 固定電阻

3 NTC熱敏電阻

4 分壓電路

5、15 電壓跟隨電路

5a、15a 運(yùn)算放大器

6、16 IC(構(gòu)成ADC) 。