JP2005534040A - アダプティブ電圧監視 - Google Patents

Abstract

本発明は電圧監視に関し、本発明による電圧監視構成物は、所定数の電圧領域に対応する数の所定数の比較ユニットであって、入力電圧が所定の電圧領域の内にある場合に、入力電圧の値と基準電圧とを比較し、所定の信号を出力する比較ユニットと、入力電圧が確定信号の供給の際にどの電圧領域にあるかを、確定信号の供給によって確定する確定回路と、入力電圧が該確定信号の供給の際に該所定の電圧領域の外にある場合に、所定の信号を出力する監視ユニットと、を備える。

Description

本発明は、請求項１による適応電圧監視に関する。

多くの電気回路の場合において、駆動電圧の監視が、その正しい機能のために必要不可欠である。許容駆動電圧範囲を超えたり、あるいは下回ったりした場合においては、誤動作信号が生成され、さらに動作が継続されるか、あるいは動作が停止される。今日、様々な駆動電圧で動作する回路が増加している。通常、許容駆動電圧範囲は、公称電圧のパーセントで示される。そのような公称電圧は、当然、ある程度の変動を有する。例えば、１０％の変動が許容される場合、５Ｖ領域においては、電圧は、４．５Ｖから５．５Ｖまでの間で変動する。例えば、ＥＴＳＩ、ＧＳＭ、ＩＳＯのような関連する規格によれば、例えば、今日、５Ｖ、３Ｖ、１．８Ｖの領域で動作するチップに対して、５．５Ｖから１．６２Ｖまでの全電圧領域が許容されることが、定められる。対応して、範囲外にある供給電圧の場合、電圧変換、いわゆる電圧スパイクがかなり高い領域を超えて可能である。それに対して、大きな電圧変動は回路の誤動作を導き、それはまた、問題を含む。

そのため、本発明の課題は、簡易な方法によって、大きな電圧変動の発生を防止できる電圧監視構成物を提供することにある。

この課題は、本発明による請求項１に示された処置によって解決される。

所定数の電圧領域に対応する数の比較ユニットであって、入力電圧が所定の電圧領域の内にある場合に、入力電圧の値と基準電圧とを比較し、所定の信号を出力する比較ユニットを有する、電圧監視構成物が提供される。さらに、入力電圧が確定信号の供給の際にどの電圧領域にあるかを、該確定信号の供給によって確定する確定回路が提供される。さらに、入力電圧が確定信号の供給の際に該所定の電圧領域の外にある場合に、所定の信号を出力する監視ユニットが提供される。

これにより、基本的に広い電圧範囲の許容が確保される。しかしながら、例えば誤動作の発生が問題となる所定の時点に対して、許容電圧範囲に制限が実施できる。この方法により、厳しい期間内において、許容された制限電圧限界が超過された場合、監視ユニットから、例えば、警告信号あるいは回路のリセットが出力される。

本発明のさらなる有利な実施形態は、従属請求項によって提供される。

以下において、本発明は、図面を参照して、実施例によって詳細に説明される。

まず図１を参照して、電圧監視構成物の一実施例の基本的な動作方法を以下に示す。比較装置ＣＭＰに、監視電圧Ｖが供給される。監視電圧が所定範囲にあるかどうかに応じて、比較装置は、対応した信号Ｓを評価回路に供給する。確定回路Ｌの入力部Ｄに所定の信号が印加された場合、確定回路Ｌは提供された信号Ｓを維持し、それを出力信号として監視ロジック１に転送する。監視ロジック１は、電圧Ｖが電圧範囲内にあるかどうかを確定する。その電圧範囲の限界は比較装置ＣＭＰによって監視される。さらに、監視ロジック１は、確定された電圧範囲のための比較装置ＣＭＰの通知が、監視ロジックから評価ユニットＡに転送されるように、転送回路Ｍを制御する。評価ユニットＡは、電圧Ｖが決められた電圧限界内に存在するかどうかを確定するために、確定された電圧範囲のための通知を監視する。評価ユニットＡが確定された電圧範囲から出たと確認すると、対応した信号、例えば全構成を停止あるいはリセットする信号が生成される。

図２は、実施例において、３つの電圧範囲、例えば５Ｖ、３Ｖおよび１．８Ｖのための電圧監視構成物を示す。抵抗（Ｒ１〜Ｒ７）の直列回路を介して提供される監視入力電圧ＶＤＤＰが、監視される。その際、電圧ＶＤＤＰが、基本的に３つの電圧範囲の内の１つにあることが想定される。それら抵抗は、電圧ＶＤＤＰが３つの電圧範囲の内のどれにあるかに基づいて、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ４、あるいは抵抗Ｒ６による電圧降下が所定の値となるように、選定される。その所定の値は、基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。

抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ１との間の電位は、比較装置ＣＭＰ１の正の信号入力部に提供され、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との間の電位は、比較装置ＣＭＰ２の負の入力信号部に提供される。比較装置ＣＭＰ１の負の信号入力部および比較装置ＣＭＰ２の正の信号入力部には、それぞれ基準電圧Ｖｒｅｆが供給される。電圧ＶＤＤＰが３つの電圧範囲の最低に、例えば１．８Ｖにある場合、２つの比較装置（ＣＭＰ１およびＣＭＰ２）の出力には、それぞれデジタル信号「１」が存在する。対応して、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との間の電位は、比較装置ＣＭＰ３の正の信号入力部に提供され、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との間の電位は、比較装置ＣＭＰ４の負の入力信号部に提供される。電圧ＶＤＤＰが３つの電圧範囲の中間にある場合、２つの比較装置は、それぞれデジタル信号「１」を出力する。対応して、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との間の電位は、比較装置ＣＭＰ５の正の信号入力部に提供され、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との間の電位は、比較装置ＣＭＰ６の負の入力信号部に提供される。電圧ＶＤＤＰが３つの電圧範囲の最高、例えば５Ｖにある場合、２つの比較装置（ＣＭＰ５およびＣＭＰ６）の出力には、それぞれデジタル信号「１」が出力される。

監視電圧ＶＤＤＰが存在する電圧範囲を通知するコンパレータがその出力部にデジタル信号「１」を出力する間、その都度、他のコンパレータはその出力部にデジタル信号「０」を出力する。対応する逆の論理を用いて、逆の信号通知も実施可能である。

コンパレータ（ＣＭＰ１〜ＣＭＰ６）の出力信号（Ｓ１Ｌ、Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｌ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｌ、Ｓ３Ｈ）は、「ラッチ」回路（Ｌ１〜Ｌ６）に提供される。信号線Ｄを介して信号が「ラッチ」回路（Ｌ１〜Ｌ６）に提供された場合、単に「１」か「０」である、そのとき存在する信号は、次の信号通知まで維持され、出力部に出力される。「ラッチ」回路（Ｌ１〜Ｌ６）の出力は、監視ロジック１に提供される。このとき、監視ロジック１は、「ラッチ」回路（Ｌ１〜Ｌ６）の出力信号を監視し、どの出力がデジタル信号「１」であるかを確定する。これは、信号線Ｄを介した信号の移行のタイミングでの確定電圧範囲に対応する。対応して電圧範囲が割り当てられるコンパレータ（ＣＭＰ１〜ＣＭＰ６）の出力信号を転送するマルチプレクサＭ１およびマルチプレクサＭ２が、制御線（ＳＨおよびＳＬ）を介して、制御される。このとき、これらコンパレータの出力信号は、上限あるいは下限（ａｈあるいはａｌ）のための監視信号として、マルチプレクサ（Ｍ１あるいはＭ２）から、図１にのみ示された監視装置Ａに提供される。このとき、監視装置Ａは、必要に応じて、確定された電圧範囲の逸脱の際に、警告信号、全回路のリセット、あるいは同様な処置を取り得る。

したがって、上記構成により、常に最初から、全許容電圧範囲が開かれている。検出の後、範囲は自動的にマルチプレクサ（Ｍ１、Ｍ２）を介して制限される。

入力側の分圧器による、所定の抵抗（Ｒ１〜Ｒ７）の１つにおける各所定の電圧範囲のために、絶えず同一の基準電圧Ｖｒｅｆと比較される電圧の降下によって、所定の電圧範囲のために、許容される相対的な変動は均一的に設定可能である。

全電圧範囲が５．５Ｖと１．６２Ｖとの間で示される場合、電圧ピーク、いわゆる「スパイク」は、３．８８Ｖである。上記方法において範囲が制限される場合、１．９８Ｖから１．６２Ｖである１．８Ｖ範囲において、単に０．３６Ｖの電圧ピ−クが許容される方法において、発生する。

本発明は、勿論、３つの電圧範囲、あるいは上記構成に限定されない。より狭い電圧範囲あるいはより広い電圧範囲の規定、あるいは原理的に同一に動作する回路の変形例の規定は、当然、本発明に含まれる。

電圧監視構成物の第１の実施例のブロック図である。 ３つの許容された電圧範囲の実施例の原理的な実現を示す。

符号の説明

ＣＭＰ 比較装置、コンパレータ
Ｌ 確定回路、ラッチ回路
１ 監視ロジック
Ｍ 転送回路、マルチプレクサ
Ｖ、ＶＤＤＰ 監視電圧
Ａ 評価ユニット
Ｄ 確定回路の入力

Claims (5)

1. 所定数の電圧領域に対応する数の比較ユニット（ＣＭＰ；ＣＭＰ１〜ＣＭＰ６）であって、入力電圧（ＶＤＤＰ）が該所定の電圧領域の内にある場合に、該入力電圧（ＶＤＤＰ）の値と基準電圧（Ｖｒｅｆ）とを比較し、所定の信号（Ｓ；Ｓ１Ｌ、Ｓ１Ｈ〜Ｓ３Ｌ、Ｓ３Ｈ）を出力する比較ユニットと、
   該入力電圧が確定信号の供給の際にどの電圧領域にあるかを、該確定信号の供給によって確定する確定回路（Ｌ、Ｌ１〜Ｌ６）と、
   該入力電圧が該確定信号の供給の際に該所定の電圧領域の外にある場合に、所定の信号（ａ；ａｈ、ａｌ）を出力する監視ユニット（１、Ｍ；１、Ｍ１、Ｍ２）と、
   を備える、電圧監視構成物。
2. 各電圧領域のための前記比較ユニット内において、それぞれ、コンパレータ（ＣＭＰ；ＣＭＰ１〜ＣＭＰ６）は、電圧上限および電圧下限のための、監視する電圧から分圧された電圧と、前記基準電圧（Ｖｒｅｆ）とを比較する、請求項１に記載の電圧監視構成物。
3. 前記監視ユニット内において、検出された電圧領域のためのコンパレータ（ＣＭＰ；ＣＭＰ１〜ＣＭＰ６）の前記出力信号を評価回路（Ａ）に出力する転送回路（Ｍ；Ｍ１、Ｍ２）を備える、請求項２に記載の電圧監視構成物。
4. 前記評価回路（Ａ）は、前記コンパレータの前記出力信号を所定の時点のみに評価する、請求項３に記載の電圧監視構成物。
5. 前記評価回路（Ａ）は、第１の時点まで前記コンパレータの前記出力信号を基準値として格納し、所定の時間領域において該コンパレータの該出力信号と該基準値とを比較する、請求項４の電圧監視構成物。

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