JP2000305637A - 電源監視回路 - Google Patents

電源監視回路

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源電圧検出精度の悪化を伴うことなく低い
電源電圧まで動作可能な電源監視回路を実現することで
ある。 【解決手段】 コンパレータ4は定電圧回路1の出力す
る電圧基準値と電源電圧を抵抗R7,R8で分割した電
源電圧分割値とを比較して、電源電圧の大きさを2値化
出力する。そこで、定電圧回路1の動作が不定となる低
電源電圧領域においては、制御回路3を用いて定電圧回
路出力を電源電圧に切り替えることにより、コンパレー
タ4の2入力の大小関係を維持したまま、安定した監視
回路出力を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電源電圧を定電圧回
路の出力と比較して、電源電圧が定電圧回路の出力以下
に低下したとき外部に監視信号を出力する電源監視回路
に関し、特に定電圧回路自体が動作不定に陥る低電源電
圧領域においても、監視信号の出力を正確に維持する電
源監視回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図7はこの種の電源監視回路の一般的な
構成を示す回路図である。コンパレータ4は電源電圧V
CCを抵抗R7およびR8で分割した抵抗分割値を定電
圧回路1の出力する一定の電圧基準値VREFと比較す
ることにより、電源電圧VCCの低下を検出したとき電
源監視回路出力RSTを出力する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来例の電源
監視回路では、定電圧回路が正常機能するためにはある
一定値以上の電源電圧を必要とするため、この一定値以
下の低電源電圧領域では定電圧回路は正常機能できず、
電圧基準値VREFは不確定となる。したがって、コン
パレータ4の入力状態が定まらないことにより電源監視
回路出力RSTが誤出力となる可能性が生じる。図9は
上述した電源電圧低下時の定電圧回路出力(電圧基準
値)VREFと電源監視回路出力RSTとの推移を示す
タイミングチャートである。
【0004】そこでこのような誤動作を防ぐため低い電
源電圧まで動作可能な定電圧回路を実現することは、一
般的にはその出力電圧精度を悪化させるという弊害を伴
い、主特性である電源電圧検出精度を悪化させるという
欠点がある。一例として電源電圧0.8V程度まで動作
可能な定電圧回路としてダイオードの順方向動作電圧V
Fを用いた従来例を図8に示す。図8に示す従来例では
電源監視のしきい値はダイオード9の順方向動作電圧V
Fを用いて VF×(1+R7/R8) と表現できる。このときダイオードの順方向動作電圧V
Fのばらつきを±50mV、温度変動を200mV(−
20〜80℃)としたとき、電源電圧検出精度は例えば
4Vを目指したとき3.2〜4.0〜4.8Vとなる。
これは定電圧回路1として、バンドギャップレギュレー
タ(1.25V±40mV、温度変動20mV)を用い
たときの電源電圧検出精度のばらつき幅3.8〜4.0
〜4.2Vに比べ15%程度の悪化を伴う。
【0005】本発明の目的は電源電圧検出精度の悪化を
伴うことなく低い電源電圧まで動作可能な電源監視回路
を実現することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために本願は、所定の電圧基準値を発生する定電圧発生
手段が動作不定に陥る低電源電圧領域において、定電圧
発生手段出力と電源電圧の抵抗分割値とを比較するコン
パレータのこれら2入力のうちいずれか一方を、制御手
段を用いて別個の確実な所定電位に切り替えることによ
り、コンパレータ入力の不定による電源監視出力の誤り
を防止することとしている。この場合、コンパレータの
2入力間の大小関係を維持することが重要であり、本願
の実施態様としては定電圧発生手段が動作不定に陥る低
電源電圧領域において、(1)定電圧発生手段の出力を
電源電圧に切り替えるか、(2)電源電圧の抵抗分割値
を接地電位に切り替えることを開示している。このよう
にして低電源電圧領域においてもコンパレータの2入力
についてその大小関係は確実に維持されるので、コンパ
レータの電源監視回路出力は誤動作を防ぐことができ
る。
【0007】また、低電源電圧領域の設定は制御手段に
より自由に設定可能である。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の電源監視回路の実
施の形態例についてその構成を示す回路図である。以
下、図中のPNPトランジスタQ3,Q6,Q7とNP
NトランジスタQ1,Q2,Q4,Q5,Q8,Q9の
名称は、それぞれ単にトランジスタと記述する。
【0009】定電圧回路1は公知のバンドギャップレギ
ュレータより構成され、トランジスタQ6,Q7はエミ
ッタがそれぞれ電源に接続され、また互いに接続された
ベースがトランジスタQ6のコレクタに接続される。ト
ランジスタQ8,Q9はコレクタがトランジスタQ6,
Q7のコレクタにそれぞれ接続され、互いに接続された
ベースがトランジスタQ9のコレクタに接続される。ま
たトランジスタQ8,Q9のエミッタ間には抵抗R4が
挿入され、抵抗R4と接地GNDとの間に抵抗R5が接
続される。この定電圧回路1は動作可能な電源電圧下限
値VCCMIN以上の範囲で、電源電圧VCCに依存し
ない一定の電圧基準値VREFとしてトランジスタQ
8,Q9のベース電位を出力する。
【0010】起動回路2は電源と接地GNDとの間に直
列に接続された定電流源IoおよびトランジスタQ4
と、ベースとトランジスタQ4のベースとコレクタとに
接続されたトランジスタQ5とより構成され、トランジ
スタQ5のコレクタとエミッタは定電圧回路1のトラン
ジスタQ8のコレクタとエミッタにそれぞれ接続されて
いる。この起動回路2は電源の立ち上がり時に定電圧回
路1を起動させる機能を有する。
【0011】制御回路3はトランジスタQ1,Q2,Q
3と抵抗R1,R2、R3とよりなり、トランジスタQ
1のコレクタは抵抗R3を介して電源に、エミッタは接
地GNDにそれぞれ接続され、またベースには電源電圧
VCCを抵抗R1と抵抗R2とで分割した分割値が入力
される。トランジスタQ2のベースはトランジスタQ1
のコレクタに、またエミッタは接地GNDにそれぞれ接
続される。トランジスタQ3のベースはトランジスタQ
2のコレクタに、またエミッタは電源にそれぞれ接続さ
れる。さらにトランジスタQ3のコレクタは定電圧回路
1の両トランジスタQ6,Q8のコレクタ接合部に接続
される。この制御回路3は、電源電圧VCCが定電圧回
路1の動作が不定となる低電源電圧領域で定電圧回路出
力をマスクして誤動作防止作用を行う。
【0012】コンパレータ4は非反転入力端子に電源電
圧VCCを抵抗R7と抵抗R8とで分割した分割値が入
力され、反転入力端子には定電圧回路1の出力する電圧
基準値VREFが入力されて、抵抗R8,7による電源
電圧VCCの分割値が電圧基準値VREF以下となった
とき電源監視回路出力を外部に出力する。
【0013】抵抗R6は電源とコンパレータ4の反転入
力端子との間に挿入されており、制御回路の誤動作防止
機能が動作したとき電源電圧VCCを直接、コンパレー
タ4の反転入力端子に入力させる。
【0014】次に図1の回路の動作を説明する。図2は
図1の電源監視回路の動作機能を説明するためのブロッ
ク図、図3は図1の回路における電源電圧VCCの変化
に伴う各入出力の推移を示すタイミングチャートであ
る。
【0015】まず電源が立ち上がると起動回路2の定電
流源IoによりトランジスタQ4,Q5が動作し、トラ
ンジスタQ5の動作により定電圧回路1のトランジスタ
Q6が駆動され、続いてトランジスタQ7,Q8,Q9
が動作する。
【0016】電源監視機能において、定常状態ではトラ
ンジスタQ8,Q9のベース電圧は一定の電圧基準値V
REFを維持しており、コンパレータ4の一方の入力電
位(反転入力)として作用する。他方、電源電圧VCC
の抵抗R7,R8による分割値がコンパレータ4の非反
転入力端子に入力され、コンパレータ4はこれらの両入
力を比較する。これにより、電源電圧値VCCの大きさ
は VCC=VREF×(1+R7/R8) をしきい値として、コンパレータ4の出力する電源監視
回路出力により、2値化され観測できる。
【0017】誤動作防止機能は定電圧回路1が動作不能
に陥る程低い電源電圧において、定電圧回路1の不定出
力をマスクし、定電圧回路出力を正確に維持させる機能
である。制御回路3のトランジスタQ3の動作状態は、
電源電圧の大きさに応じて定まり、電源電圧VCCが高
いときオフし、電源電圧VCCが低いときオンする。そ
のしきい値は制御回路3により以下のように定まり、抵
抗R1,R2を操作することにより任意に設定できる。
すなわち、 VCC>VBEON×(1+R1/R2) のと
き、トランジスタQ1がオンし、トランジスタQ2がオ
フするのでトランジスタQ3はオフとなり、 VCC<VBEON×(1+R1/R2) のと
き、トランジスタQ1はオフし、トランジスタQ2はオ
ンにより、トランジスタQ3はオンとなる。ここで電圧
VBEONはトランジスタQ1を飽和させるのに要する
ベース−エミッタ間電圧を指す。
【0018】トランジスタQ3は定電圧回路1の動作状
態を制御する素子であり、特に定電圧回路1が動作不能
に陥る程低い電源電圧時にオンさせることにより、定電
圧回路1の出力を高インピーダンス化し、抵抗R6によ
り電源電圧VCCを伝搬させることを目的としており、
そのため、図3に示すようにトランジスタQ3オンのし
きい値を定電圧回路1が動作不定に陥る電源電圧VCC
MINより高く設定しておくことが条件となる。定電圧
回路1が動作不定に陥る低い電源電圧領域において定電
圧回路1の出力を抵抗R6を介して電源電圧VCCに固
定することにより、コンパレータ4の入力は 定電圧回路1の出力電位 > 抵抗R7,R8で定まる
抵抗分割電位 を維持でき、誤動作の要因とならない。
【0019】次に、本発明の電源監視回路の他の実施形
態例の回路構成を図4に示す。図5はこの回路の動作機
能を示すブロック図、図6は電源電圧VCCの変化に伴
う各入出力の推移を示すタイミングチャートである。
【0020】図4に示す回路構成が図1の回路構成と異
なるのは、制御回路5において図1の抵抗R3とトラン
ジスタQ2が除かれてトランジスタQ1のコレクタがト
ランジスタQ3のベースに接続され、また、抵抗R7を
電源ではなく制御回路5のトランジスタQ3のコレクタ
に接続している点である。
【0021】そこで本実施形態例においては、定電圧回
路が動作不能に陥る低い電源電圧領域においてトランジ
スタQ3をオフさせ、抵抗R7,R8で定まる抵抗分割
電位を接地GNDに固定することにより、コンパレータ
4の入力を定電圧回路1の出力電位>抵抗R7,R8で
定まる抵抗分割電位(=GND)とし、同様の動作を実
現することができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明は誤動作防止
のための制御回路を付加して、定電圧回路の動作が不能
状態となる恐れのある低い電源電圧領域において、定電
圧回路出力を電源電圧に固定し、または電源電圧の分割
値を接地に固定することにより、定電圧回路出力が不定
となる低電源電圧領域でもコンパレータの2入力間の電
位関係を確実に維持することができるので、電圧監視回
路出力の誤動作を防ぐことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電源監視回路の実施形態例の構成を示
す回路図である。
【図2】図1の回路の動作機能を示すブロック図であ
る。
【図3】図1の回路における電源電圧VCCの変化に伴
う各入出力の推移を示すタイミングチャートである。
【図4】本発明の電源監視回路の他の実施形態例の構成
を示す回路図である。
【図5】図4の回路の動作機能を示すブロック図であ
る。
【図6】図4の回路における電源電圧VCCの変化に伴
う各入出力の推移を示すタイミングチャートである。
【図7】電圧監視回路の従来の一般的な構成を示す回路
図である。
【図8】電圧監視回路の定電圧回路としてダイオードを
用いた従来例の構成を示す回路図である。
【図9】図7の回路における電源電圧VCCの変化に伴
う各出力の推移を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 定電圧回路 2 起動回路 3 制御回路 4 コンパレータ 5 制御回路 Q1,Q2,Q4,Q5,Q6,Q9 NPNトラン
ジスタ Q3,Q6,Q7 PNPトランジスタ R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8
抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G035 AA28 AB02 AC01 AC16 AD02 AD05 AD10 AD20 AD23 5H410 BB02 CC02 DD02 EA12 EB37 FF03 FF22 LL04 LL18

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電圧を電源電圧より低位に定められ
    た電源検出電圧とコンパレータで比較し、比較結果に基
    づき電源電圧の大きさを2値化出力することにより電源
    電圧の変動を監視する電源監視回路において、 所定の電源検出電圧を発生する定電圧発生手段が動作不
    定に陥る低電源電圧領域において、定電圧発生手段出力
    と電源電圧の抵抗分割値とを比較するコンパレータの2
    入力のうちいずれか一方を、2入力の大小関係を確実に
    維持するため所定電位に切り替える制御手段を有するこ
    とを特徴とする電源監視回路。
  2. 【請求項2】 前記所定電位は電源電圧であり、前記制
    御手段は前記低電源電圧領域において定電圧発生手段出
    力を電源電圧に切り替える請求項1記載の電源監視回
    路。
  3. 【請求項3】 前記所定電位は接地電位であり、前記制
    御手段は前記低電源電圧領域において前記電源電圧分割
    値を接地電位に切り替える請求項1記載の電源監視回
    路。
  4. 【請求項4】 前記定電圧発生手段は、所定の電圧基準
    値を出力する定電圧回路と電源立ち上がり時に定電圧回
    路を起動する起動回路とよりなり、 定電圧回路は、エミッタがそれぞれ電源に接続されベー
    スが互いに接続された2個のPNPトランジスタ(Q
    6,Q7)と、コレクタがPNPトランジスタ(Q6,
    Q7)のコレクタにそれぞれ接続されベースが互いに接
    続された2個のNPNトランジスタ(Q8,Q9)と、
    NPNトランジスタ(Q8,Q9)のエミッタ間に接続
    された抵抗(R4)と、抵抗(R4)と接地間に接続さ
    れた抵抗(R5)とよりなり、PNPトランジスタ(Q
    6,Q7)のベースはPNPトランジスタ(Q6)のコ
    レクタに接続され、NPNトランジスタ(Q8,Q9)
    のベースはNPNトランジスタ(Q9)のコレクタに接
    続されるとともにベース電位を前記コンパレータの一方
    の入力として出力し、 起動回路は電源と接地との間に直列に接続された定電流
    源(Io)およびNPNトランジスタ(Q4)と、ベー
    スをNPNトランジスタ(Q4)のベースとコレクタと
    に接続されたNPNトランジスタ(Q5)とよりなり、
    NPNトランジスタ(Q5)のコレクタとエミッタは、
    定電圧回路のNPNトランジスタ(Q8)のコレクタと
    エミッタにそれぞれ接続されている、請求項1記載の電
    源電圧監視回路。
  5. 【請求項5】 前記制御手段は制御回路と、電源と前記
    定電圧発生手段の出力回路とを接続する抵抗(R6)と
    より構成され、制御回路はコレクタが抵抗(R3)を介
    して電源に接続されエミッタが接地に接続されたNPN
    トランジスタ(Q1)と、電源と接地間に直列に挿入さ
    れ、かつ、相互の接続点がNPNトランジスタ(Q1)
    のベースと接続された2個の抵抗(R1,R2)と、ベ
    ースがNPNトランジスタ(Q1)のコレクタに、また
    エミッタが接地にそれぞれ接続されたNPNトランジス
    タ(Q2)と、エミッタ、ベースおよびコレクタが電
    源、NPNトランジスタ(Q2)のコレクタおよび前記
    定電圧発生回路のPNPトランジスタ(Q6)のコレク
    タにそれぞれ接続されたPNPトランジスタ(Q3)と
    よりなる請求項2記載の電源監視回路。
  6. 【請求項6】 前記制御手段は電源と接地間に直列に挿
    入された2個の抵抗(R1,R2)と、ベースが抵抗
    (R1,R2)の接続点に、エミッタが接地にそれぞれ
    接続されたNPNトランジスタ(Q1)と、エミッタが
    電源に、ベースがNPNトランジスタ(Q1)のコレク
    タに、またコレクタがコンパレータに電源電圧分割値を
    供給するための分割抵抗(R7,R8)に、それぞれ接
    続されたPNPトランジスタ(Q3)とよりなる請求項
    3記載の電源監視回路。
  7. 【請求項7】 前記低電源電圧領域の設定は制御回路の
    抵抗(R1,R2)の調整により可能である請求項5ま
    たは6記載の電源監視回路。
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