JP2006101595A - ２系統電源用電圧検知回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 低電圧検知処理に誤動作が生じないようにした２系統電源用電圧検知回路を提供すること。
【解決手段】 ダイオード２とダイオード４を用い、ＡＣアダプタから供給される電圧Ｖ_A とバッテリーから供給されるＶ_B の２種類の電圧から、電圧供給端子Ｃに電圧Ｖ_C を取り出すようにした電圧検知回路において、ダイオード６のアノード側とグランドの間に、ダイオード４のアノードに接続されている方がカソードになり、グランド側がアノードになるようにして接続したダイオード６を設け、低電圧検知処理に伴う抵抗Ｒ_X が等価的に挿入されていた場合、周囲温度の上昇によりダイオード４の逆電流が増加したとき、ダイオード６を介してグランドに至る経路に電流を流し、抵抗９から抵抗Ｒ_X を通ってグランドに流れる成分がほとんど無くなるようにしたもの。これにより、周囲温度が上昇した場合でも、低電圧検知処理に誤動作が生じないようにすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、受信機にＡＣアダプタとバッテリーの双方から電力を供給するようにした２系統電源に係り、特に、そのリセット回路に使用する電圧検知回路に関するものである。

近年、防災行政用のデジタル同報通信システムが注目され、このため必要な規格が推奨されている(例えば、非特許文献１参照)。そして、これに則って、例えば日立国際電気製戸別受信器ＥＣＦ−１６０１型として従来から知られている受信機では、２系統電源方式が適用され、ＡＣアダプタによる外部電源と受信機に格納されたバッテリーの何れによっても動作できるようになっている。

上記従来の受信機の場合、ＡＣアダプタから供給される電圧Ｖ_A は８.５〔Ｖ〕で、これを電圧レギュレータで６.１〔Ｖ〕の電圧に安定化して受信機に供給し、バッテリーから供給される電圧Ｖ_B は１.８〔Ｖ〕から３.０〔Ｖ〕であるので、これはＤＣ−ＤＣコンバータにより５.０〔Ｖ〕の電圧に昇圧してから受信機に供給するようになっている。

ここで、ＡＣアダプタから電力が供給されているときは、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力にも６.１〔Ｖ〕の電圧が印加されてしまうが、これは、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力である５.０〔Ｖ〕の電圧よりも高い。このためＤＣ−ＤＣコンバータは事実上、ほとんど動作停止状態になるので、バッテリーが消耗される虞れもほとんど無い。

ところで、近年は、機器の制御にＣＰＵ(中央演算装置)を備えているのが通例であり、上記従来の受信機も例外ではなく、このため、ＣＰＵにリセット回路が必要である。そして、２系統電源方式の場合には、それに対応した電圧検知回路がリセット回路に用いられている。

そこで、この２系統電源用の電圧検知回路の一例について、図２により説明する。

この図２に示した電圧検知回路は、リセット回路１とダイオード２、４、コンデンサ５、それに抵抗７、９、１１を備え、これにＡＣアダプタから供給される電圧Ｖ_A と、バッテリーから供給される電圧Ｖ_B の２種類の直流電圧が入力されるようになっている。

そして、まずダイオード２のアノードには、ＡＣアダプタから供給される直流の電圧Ｖ_A が印加され、ダイオード４のアノードには、バッテリーから供給される直流電圧Ｖ_B が印加されており、そして、これらダイオード２、３のカソードは、電圧検知端子Ｃに共通に接続されている。

このとき、上記したように、電圧Ｖ_A は８.５〔Ｖ〕で、電圧Ｖ_B は１.８〔Ｖ〕〜３〔Ｖ〕であるから、電圧Ｖ_A ＞電圧Ｖ_B の関係になっている。

そこで、いま、ＡＣアダプタが受信機に接続され、電圧Ｖ_A が印加されたとする。そうすると、これにより、上記したように、電圧レギュレータから６.１〔Ｖ〕の電圧が出力され、これにより受信機が動作されることになり、そして、この場合、上記したように、電圧Ｖ_A ＞電圧Ｖ_B なので、バッテリー出力電圧Ｖ_B の有無に関わらず、ダイオード２がＯＮ(導通)となり、ダイオード４はＯＦＦ(遮断)になる。

従って、この場合は、電圧Ｖ_A が抵抗７と抵抗１１で分圧され、分圧された電圧Ｖ_S が電圧検知端子Ｃからリセット回路１に入力されることになる。このとき、ダイオード２には順電圧が低いショットキーダイオードを使用し、順方向の電圧降下が可能な限り少なく抑えられるようにしてある。

一方、ＡＣアダプタから電圧が供給されなくなり、電圧Ｖ_A が消滅したとすると、バッテリーから電圧Ｖ_B が印加されていることを条件として、上記したように、ＤＣ−ＤＣコンバータから５.０〔Ｖ〕の電圧が出力され、受信機が動作されることになる。そして、これにより、今度はダイオード２がＯＦＦし、ダイオード４がＯＮになる。

従って、このときは、バッテリー出力の電圧Ｖ_B が抵抗９と抵抗１１で分圧され、分圧された電圧Ｖ_C が電圧検知端子Ｃからリセット回路１に入力されることになる。そして、このときもダイオード４には、順電圧が低いショットキーダイオードを使用し、順方向の電圧降下が可能な限り少なく抑えられるようにしている。

このとき、ＡＣアダプタ出力側の抵抗７の抵抗値を、バッテリー出力側の抵抗９の抵抗値よりも大きくし、抵抗１１により電圧分割されたとき、電圧検知端子Ｃに現れる電圧Ｖ_C が、ＡＣアダプタ電圧Ｖ_A のときとバッテリー電圧Ｖ_B のときとで等しくなるようにしてある。

次に、リセット回路１について説明すると、このリセット回路１は、リセット出力Ｒを発生させる働きをし、予め所定の値のリセット電圧Ｖ_R が設定してある一種の電圧比較回路で、通常、ＩＣとして構成されているものである。

そして、このリセット回路１は、電圧検知端子Ｃに現れる電圧Ｖ_C を入力し、それをリセット電圧Ｖ_R と比較し、電圧Ｖ_C がリセット電圧Ｖ_R を上回ったときリセット出力Ｒのレベルが“Ｌ"から“Ｈ"に変化し、下回ったときは反対に変化するように、すなわち、
(Ｖ_C ＞Ｖ_R)→(Ｒ＝“Ｈ")
(Ｖ_C ≦Ｖ_R)→(Ｒ＝“Ｌ")
となるようにしてある。

そこで、このリセット出力Ｒを図示してないＣＰＵに供給し、電源立ち上げ時など、必要なときにリセットが掛けられ、誤動作が起きても継続しないようにしている。

このとき、コンデンサ５は、抵抗７と共に時定数回路を構成し、これにより電圧Ｖ_C の立上り応答に遅延時間を持たせ、電圧がステップ状に立ち上がるＡＣアダプタ出力による誤動作を抑制する働きをする。

この図２の従来技術によれば、１個のリセット回路１に対して入力電源数分のダイオード、つまり２個のダイオード２、４により２系統電源用の電圧検知回路を得ることができるので、２系統電源用のリセット回路を低コストで実現させることができる。
「市町村デジタル同報通信システム」 財団法人 電波産業会 平成１５年３月刊行

上記従来技術は、ダイオードの使用に配慮がされておらず、周囲温度が上昇した場合、以下に説明するように、低電圧検知処理に誤動作が発生するという問題があった。

このようなバッテリー動作による機器の場合、バッテリー保護や誤動作防止などの見地から、低電圧検知処理が適用されることが多く、この場合、受信機に供給されている電源電圧が所定値以下になったら低電圧検知処理を実行し、例えばバッテリーから受信機に対する電力の供給を遮断し、バッテリー切れを表示するようにしている。

ここで、このような電圧の検出には、有限値の電流が不可欠である。つまり、電圧を検出しようとすると有限値の抵抗が等価的に並列に入ってしまう。

従って、低電圧検知処理機能が備えられていた場合には、低電圧検知処理に伴って、バッテリー出力とグランド(共通電位点)の間に、図２に示すように、抵抗Ｒ_X が等価的に挿入されてしまうことになる。

一方、ダイオードは、温度上昇に伴って一般に逆方向抵抗が低下する。このため、図２で説明した従来技術では、周囲温度が上昇するとダイオード２、４の逆方向抵抗が無視できない有限の大きさを持つようになる。

このとき、ＡＣアダプタ出力に電圧Ｖ_A が印加されていたとすると、逆方向の電流、いわゆる漏れ電流が発生し、電圧Ｖ_A から、ダイオード４を逆方向に通った後、上記抵抗Ｒ_X を通ってグランドに流れる電流が無視できなくなり、これに伴って抵抗Ｒ_X の電圧降下のため、バッテリーからの入力が無いときでも、バッテリー出力に電圧が発生する。

そうすると、例えばバッテリーが実装されておらず、バッテリー出力による電圧Ｖ_B が印加されていない状態においても、バッテリー出力に電圧が現れていることになり、従って、低電圧検知処理に誤動作が生じてしまうのである。

本発明の目的は、低電圧検知処理に誤動作が生じないようにした２系統電源用電圧検知回路を提供することにある。

本発明によれば、１個のリセットＩＣと１入力当り２個のダイオードを使用するだけで、ダイオードの逆電流による他の回路への影響が解消され、低電圧検知処理に誤動作が生じないようにした２系統電源用電圧検知回路を得ることができる。

上記目的は、第１のダイオードと第２のダイオードを備え、２系統の電源の中で電圧が高い方の電圧を選択し検知するようにした２系統電源用電圧検知回路において、前記第１のダイオードにより高い電圧の電源が選択されたとき、前記第２のダイオードに現れる漏れ電流を共通電位部分に流すための第３のダイオードが設けられているようにして達成される。

このとき、前記第１から第３のダイオードがショットキーダイオードであるようにしても、或いは前記第３のダイオードが前記第２のダイオードと同一種類であるようにしても、更には前記第２のダイオードと前記第３のダイオードが、同一のパッケージに封入されているようにしても、上記目的が達成される。

以下、本発明による２系統電源用電圧検知回路について、図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態で、この実施形態が、図２で説明した従来技術による２系統電源用電圧検知回路と異なる点は、ダイオード３とダイオード６が付加されている点と、抵抗８、９が設けられている点にある。

ここで、ダイオード３は、破線の枠で示されているように、ダイオード２と一緒にパッケージされた、いわゆるペアダイオードであり、同じくダイオード６もダイオード４と一緒にパッケージされたペアダイオードである。

そして、ダイオード６は、そのカソードをダイオード４のアノードに接続した上で、そのアノードがグランドに接続されているが、一方、ダイオード３は、そのアノードは何処にも接続しないで浮かしたままにしてある。

これは、このダイオード３が、ダイオード２にペアダイオードを用いたことにより寄生してしまったものに過ぎず、本来は不要なためである。なお、このように、ダイオード２にもペアダイオードを用いた理由は、同じ品種の部品を使用することによるコスト低減に期待した結果である。

次に、抵抗８は、抵抗７と共に電圧分割回路を構成し、電圧Ｖ_A を分割して電圧Ｖ_C を得る働きをし、抵抗１０は、抵抗９と共に電圧分割回路を構成し、電圧Ｖ_B を分割して電圧Ｖ_C を得る働きをする。

次に、この実施形態による２系統電源用電圧検知回路の動作について説明すると、まず、ここでもＡＣアダプタにより交流１００Ｖの商用電源電圧を直流８.５〔Ｖ〕に変換した電圧Ｖ_A と、バッテリーから供給される１.８〔Ｖ〕〜３〔Ｖ〕の直流電圧Ｖ_B の２系統の電圧が入力されるようになっている。また、このとき電圧Ｖ_A ＞電圧Ｖ_B になっている点も従来技術と同じである。

従って、ＡＣアダプタから電圧が印加された場合、バッテリー出力に対してＡＣアダプタ出力の電圧が十分大きいため、バッテリー出力の有無に関わらず、ダイオード２がＯＮとなり、ダイオード４がＯＦＦとなる。

そこで、このときは、電圧Ｖ_A が抵抗７と抵抗８で分圧され、分圧された電圧Ｖ_C が電圧検知端子Ｃに印加され、また、このときはＡＣアダプタ出力を電源として受信機が動作していることになる。

このとき、ダイオード２には順電圧が低いショットキーダイオードを使用し、順方向の電圧降下が可能な限り少なく抑えられるようになっているが、この点も従来技術と同じである。

一方、ＡＣアダプタ出力が印加されなくなり、電圧Ｖ_A が消滅すると、バッテリー出力が印加されていることを条件として、ダイオード２はＯＦＦし、ダイオード４がＯＮになる。

従って、このときは、バッテリー出力による電圧Ｖ_B が抵抗９と抵抗１０で分圧され、分圧された電圧Ｖ_C が電圧検知端子Ｃに印加され、且つ、このときはバッテリー出力を電源として受信機が動作していることになる。そして、このときもダイオード４に順電圧が低いショットキーダイオードを使用し、順方向の電圧降下が可能な限り少なく抑えられるようにしている。

従って、この図１の実施形態によっても、ＡＣアダプタとバッテリーによる２系統電源方式で動作することになるが、このとき、この実施形態でも、リセット回路１には電圧検知端子Ｃから電圧Ｖ_C が入力され、これによりリセット出力Ｒが発生されるようになっている。

そこで、いま、電圧検知端子Ｃからリセット回路１に印加されている電圧Ｖ_C が、リセット回路１のリセット電圧Ｖ_R を上回ったとすると、ここでリセット出力Ｒが“Ｌ"から“Ｈ"に切り替わり、ＣＰＵのリセットが得られることになる。

そして、このとき、抵抗７とコンデンサ５の時定数により、リセット回路１の出力応答に遅延時間が与えられるようにしてある点も、従来技術の場合と同じである。

ところで、この図１の実施形態では、ダイオード６がダイオード４のアノードとグランドの間に、ダイオード４のアノードに接続されている方がカソードでグランド側がアノードになるようにして接続してあり、しかも、このダイオード６は、ダイオード４とペアダイオードを構成している。

そこで、いま、周囲温度が上昇し、ダイオード４の逆電流が増加したとする。そうすると、ダイオード６も同じく逆電流が増加するので、ここでＡＣアダプタ出力に電圧Ｖ_A が印加されていたとすると、この場合、ＡＣアダプタ出力から抵抗７とＯＮ状態のダイオード２を通った後、ＯＦＦ状態のダイオード４、６を介してグランドに至る経路に電流が現れる。

ここで、この実施形態では、ダイオード４とダイオード６として同一パッケージに封入された部品、つまりペアダイオードが使用されているので、これらダイオード４とダイオード６は、周囲温度の変化に対してほとんど同じ温度を保ち、この結果、これらダイオード４、６は温度変化に際して、逆電流値にばらつきが少なく、ほぼ同一の値を維持するものと考えて良い。

そこで、このときダイオード４を通過した逆電流は、ほぼ全部がダイオード６を介してグランドに流れるようになり、この結果、抵抗９から抵抗１０を通ってグランドに流れる成分はほとんど無くなる。

従って、この実施形態によれば、実際にはバッテリーが実装されておらず、バッテリー出力による電圧Ｖ_B が印加されていない状態において、周囲温度が上昇したときも、バッテリー出力に電圧が現れてしまう虞れはなくなり、よって、低電圧検知処理に誤動作が生じるのを確実に抑えることができる。

本発明による２系統電源用電圧検知回路の一実施形態を示す回路図である。 従来技術による２系統電源用電圧検知回路の一例を示す回路図である。

符号の説明

１：リセット回路(ＩＣ)
２、３、４、６：ダイオード
５：コンデンサ
７〜１１：抵抗
Ｃ：電圧検知端子
Ｒ_X：低電圧検知処理に伴って等価的に挿入されてしまう抵抗

Claims (1)

1. 第１のダイオードと第２のダイオードを備え、２系統の電源の中で電圧が高い方の電圧を選択し検知するようにした２系統電源用電圧検知回路において、
   前記第１のダイオードにより高い電圧の電源が選択されたとき、前記第２のダイオードに現れる漏れ電流を共通電位部分に流すための第３のダイオードが設けられていることを特徴とする２系統電源用電圧検知回路。

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