JP2009188862A - Backup power supply circuit for real-time clock circuit, and semiconductor device - Google Patents

Backup power supply circuit for real-time clock circuit, and semiconductor device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable current consumption of a load circuit to be accurately measured without excessively charging a secondary battery. <P>SOLUTION: A backup power supply circuit 20 for a real-time clock circuit 11 includes: a backup power source 20 which is charged by a main power source Vin; a first switch means SW1 interposed between the main power source Vin and a power supply terminal of the real-time clock circuit 11; a second switch means SW2 interposed between the backup power source 20 and the power supply terminal of the real-time clock circuit 11; a first voltage detection circuit 12 which detects a voltage of the main power source Vin and turns off the first switch means SW1 when the voltage is lower than or equal to a first detection voltage; and a second voltage detection circuit 13 which detects the voltage of the main power source Vin and turns off the second switch means SW2 when the voltage is equal to or higher than a second detection voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、リアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路およびそれを搭載した半導体装置に関し、特にバックアップ電源として充電可能な電源を用いたリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路、および、そのバックアップ電源回路を半導体で構成した装置に関するものである。   The present invention relates to a backup power supply circuit for a real-time clock circuit and a semiconductor device equipped with the backup power supply circuit. It relates to the device.

最近の電子機器では、主電源のオン／オフに係わらず動作を継続する必要のある回路が増加してきている。リアルタイムクロック回路も、その１つに含まれる。
リアルタイムクロック回路は、時計機能を備えた回路であるため、その性格上２４時間連続して動作する必要がある。従って、リアルタイムクロック回路に通常電力を供給している電子機能の主電源の電圧が、リアルタイムクロック回路の最低動作電圧以下まで低下したときには、必ず何等かのバックアップ電源に切り換えて動作を継続させるようになっている。 In recent electronic devices, an increasing number of circuits need to continue operation regardless of whether the main power supply is on or off. A real-time clock circuit is included in one of them.
Since the real-time clock circuit is a circuit having a clock function, it is necessary to operate continuously for 24 hours due to its nature. Therefore, when the voltage of the main power supply of the electronic function that supplies normal power to the real-time clock circuit drops below the minimum operating voltage of the real-time clock circuit, be sure to switch to some backup power supply and continue operation. It has become.

図３は、従来のバックアップ電源として二次電池を用いたリアルタイムクロック回路の回路構成図である。
Ｖｉｎは主電源、３０は主電源Ｖｉｎにより電力供給される負荷回路、１０はリアルタイムクロックＩＣ、２０は二次電池である。リアルタイムクロックＩＣ１０は、リアルタイムクロック回路（ＲＴＣ）１１とダイオードＤ１で構成されており、主電源端子Ｖｃｃと二次電池接続端子Ｖｂを備えている。 FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a real-time clock circuit using a secondary battery as a conventional backup power source.
Vin is a main power source, 30 is a load circuit powered by the main power source Vin, 10 is a real-time clock IC, and 20 is a secondary battery. The real-time clock IC 10 includes a real-time clock circuit (RTC) 11 and a diode D1, and includes a main power supply terminal Vcc and a secondary battery connection terminal Vb.

ダイオードＤ１のアノードは主電源端子Ｖｃｃに、カソードはリアルタイムクロック回路１１の電源端子に接続されると共に、二次電池接続端子Ｖｂにも接続されている。
リアルタイムクロックＩＣ１０の主電源端子Ｖｃｃには、主電源Ｖｉｎと負荷回路３０が接続されている。二次電池接続端子Ｖｂには、二次電池２０が接続されている。二次電池２０内の抵抗ｒは、電池の内部抵抗であり、２１は保護抵抗である。 The anode of the diode D1 is connected to the main power supply terminal Vcc, and the cathode is connected to the power supply terminal of the real-time clock circuit 11, and is also connected to the secondary battery connection terminal Vb.
The main power supply Vin and the load circuit 30 are connected to the main power supply terminal Vcc of the real time clock IC10. A secondary battery 20 is connected to the secondary battery connection terminal Vb. A resistance r in the secondary battery 20 is an internal resistance of the battery, and 21 is a protective resistance.

以下、図３に示す回路の動作を説明する。
主電源Ｖｉｎの電圧が二次電池２０の電圧より高い場合には、リアルタイムクロック回路１１への給電はダイオードＤ１を介して主電源Ｖｉｎから行われると共に、主電源Ｖｉｎにより二次電池２０が充電される。
一方、主電源Ｖｉｎの電圧が何等かの原因で二次電池２０の電圧より低くなると、ダイオードＤ１はオフするので、リアルタイムクロック回路１１への給電は二次電池２０から行われるようになる。 The operation of the circuit shown in FIG. 3 will be described below.
When the voltage of the main power source Vin is higher than the voltage of the secondary battery 20, power is supplied to the real-time clock circuit 11 from the main power source Vin via the diode D1, and the secondary battery 20 is charged by the main power source Vin. The
On the other hand, when the voltage of the main power source Vin becomes lower than the voltage of the secondary battery 20 for some reason, the diode D1 is turned off, so that power is supplied to the real-time clock circuit 11 from the secondary battery 20.

しかしながら、この回路は、スイッチ手段にオン時の電圧降下が大きいダイオードＤ１を用いているため、主電源Ｖｉｎの電圧は、二次電池２０の満充電電圧より、さらにダイオードＤ１の順方向電圧だけ高い電圧にしなければならず、電圧のロスが大きい。特に、最近の電子機器の電圧は省電力化の影響で低電圧動作となっているため、ダイオードＤ１の順方向電圧の影響は大きく、電力効率を下げてしまう。
また、二次電池２０の代わりに大容量キャパシタを用いた場合には、ダイオードＤ１の順方向電圧分だけ充電電圧が低くなり、主電源Ｖｉｎがオフした場合のバックアップ時間が短かくなると言う問題もある。 However, since this circuit uses the diode D1 having a large voltage drop when the switch is turned on, the voltage of the main power source Vin is higher than the fully charged voltage of the secondary battery 20 by the forward voltage of the diode D1. It must be a voltage, and the voltage loss is large. In particular, since the voltage of recent electronic devices is a low voltage operation due to the effect of power saving, the influence of the forward voltage of the diode D1 is large and the power efficiency is lowered.
In addition, when a large-capacity capacitor is used instead of the secondary battery 20, the charging voltage is lowered by the forward voltage of the diode D1, and the backup time when the main power source Vin is turned off is shortened. is there.

図４は、従来のバックアップ電源を用いたリアルタイムクロック回路の他の回路構成図である。
これは、効率低下の原因であるダイオードＤＩの代わりに、オン抵抗の小さいトランジスタをスイッチ手段ＳＷ１に用いたバックアップ電源回路の例を示している。なお、Ａ１は、負荷回路３０の消費電流を測定するための電流測定装置である。
リアルタイムクロックＩＣ１０は、リアルタイムクロック回路１１と第１電圧検出回路１２、およびスイッチ手段ＳＷ１で構成されており、主電源端子Ｖｃｃと二次電池接続端子Ｖｂを備えている。 FIG. 4 is another circuit configuration diagram of a real-time clock circuit using a conventional backup power supply.
This shows an example of a backup power supply circuit in which a transistor having a small on-resistance is used as the switch means SW1 instead of the diode DI that causes the efficiency reduction. A1 is a current measuring device for measuring the current consumption of the load circuit 30.
The real-time clock IC 10 includes a real-time clock circuit 11, a first voltage detection circuit 12, and switch means SW1, and includes a main power supply terminal Vcc and a secondary battery connection terminal Vb.

スイッチ手段ＳＷ１は、主電源端子Ｖｃｃと二次電池接続端子Ｖｂ間に接続され、リアルタイムクロック回路１１の電源は二次電池接続端子Ｖｂに接続されている。
第１電圧検出回路１２の電圧検出入力は主電源端子Ｖｃｃに接続され、出力はスイッチ手段ＡＷ１の制御端子に接続されている。
第１電圧検出回路１２は主電源Ｖｉｎの電圧を検出し、この電圧が第１検出電圧以下になると、スイッチ手段ＳＷ１をオフにする。第１検出電圧は、負荷回路３０の正常動作が保証されている最低作動電圧以上に設定されている。 The switch means SW1 is connected between the main power supply terminal Vcc and the secondary battery connection terminal Vb, and the power supply of the real-time clock circuit 11 is connected to the secondary battery connection terminal Vb.
The voltage detection input of the first voltage detection circuit 12 is connected to the main power supply terminal Vcc, and the output is connected to the control terminal of the switch means AW1.
The first voltage detection circuit 12 detects the voltage of the main power source Vin, and when this voltage becomes equal to or lower than the first detection voltage, it turns off the switch means SW1. The first detection voltage is set to be equal to or higher than the minimum operating voltage at which the normal operation of the load circuit 30 is guaranteed.

今、主電源Ｖｉｎの電圧が負荷回路３０の最低作動電圧以上の場合には、スイッチ手段ＳＷ１はオンしているので、リアルタイムクロック回路１１には主電源Ｖｉｎから電力が供給されている。さらに、主電源Ｖｉｎによって、二次電池２０も充電されている。
主電源Ｖｉｎの電圧が低下して負荷回路３０の最低作動電圧以下になるか、あるいは、機器の電源がオフされて主電源Ｖｉｎから負荷回路３０への電力供給が停止すると、第１電圧検出回路１２はスイッチ手段ＳＷ１をオフにする。それにより、リアルタイムクロック回路１１への電力供給は二次電池２０から行われるので、主電源Ｖｉｎが低下、もしくはオフになっても、リアルタイムクロック回路１１への電力供給が継続される。従って、リアルタイムクロック回路１１は時間を計時し続けることができる。この回路では、スイッチ手段ＳＷ１のオン時の電圧降下をダイオードＤ１に比べ大幅に小さくできるため、主電源Ｖｉｎの電圧を低くでき、大幅な電力効率の向上が図れる。 Now, when the voltage of the main power source Vin is equal to or higher than the minimum operating voltage of the load circuit 30, the switch means SW1 is on, so that power is supplied to the real time clock circuit 11 from the main power source Vin. Further, the secondary battery 20 is also charged by the main power source Vin.
When the voltage of the main power source Vin decreases and becomes lower than the minimum operating voltage of the load circuit 30, or when the power supply of the device is turned off and the power supply from the main power source Vin to the load circuit 30 is stopped, the first voltage detection circuit 12 turns off the switch means SW1. Thereby, since the power supply to the real-time clock circuit 11 is performed from the secondary battery 20, the power supply to the real-time clock circuit 11 is continued even if the main power source Vin is lowered or turned off. Therefore, the real time clock circuit 11 can keep timing. In this circuit, since the voltage drop when the switch means SW1 is turned on can be made significantly smaller than that of the diode D1, the voltage of the main power source Vin can be lowered and the power efficiency can be greatly improved.

なお、リアルタイムクロック回路に二次電池を内蔵させた電子機器としては、例えば、特開２００２−１６２４８５号公報（特許文献１参照）に記載のものがある。これによれば、リアルタイムクロック回路とバックアップ用二次電池との間の配線を短縮化して配線による電力ロスを低減させ、かつ、電子機器に組み込む前からリアルタイムクロック回路を作動させることができるようにして、電子機器生産者やユーザーの時刻設定を不要にしている。   As an electronic device in which a secondary battery is incorporated in a real-time clock circuit, for example, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-162485 (see Patent Document 1). According to this, the wiring between the real-time clock circuit and the backup secondary battery is shortened to reduce power loss due to wiring, and the real-time clock circuit can be operated before being incorporated into an electronic device. Therefore, the time setting of the electronic device producer or user is unnecessary.

特開２００２−１６２４８５号公報JP 2002-162485 A

前述のように、従来技術では、主電源Ｖｉｎの電圧が、二次電池２０の充電上限電圧以上の場合には、二次電池を過充電してしまう、という危険がある。二次電池を過充電すると、発熱し、最悪発火や爆発に至ることもあるため、極めて危険である。   As described above, in the prior art, when the voltage of the main power source Vin is equal to or higher than the charging upper limit voltage of the secondary battery 20, there is a risk that the secondary battery is overcharged. If the secondary battery is overcharged, it generates heat and may cause the worst ignition or explosion, which is extremely dangerous.

二次電池の代わりに、大容量のキャパシタを用いることもできる。大容量のキャパシタとしては電気二重層キャパシタが一般的であるが、電気二重層キャパシタの耐電圧は、電解液に水系を使用した場合には約１Ｖ、非水系を使用した場合には約３Ｖとなる。さらに、高耐圧を得るには直列接続して用いるため、任意の耐圧を得ることはできない。キャパシタの耐圧を上げるために直列接続すると、キャパシタの容量は耐圧に反比例して減少してしまうので、できるだけ低い耐圧のキャパシタを使用したが、その場合、スペース効率は向上する。しかし、二次電池同様に、キャパシタの耐圧を越える電圧を印加すると、キャパシタ内にガスが発生し、破裂するおそれがあるため、危険であることに変わりはない。   A large capacity capacitor may be used instead of the secondary battery. An electric double layer capacitor is generally used as a large-capacity capacitor. The withstand voltage of an electric double layer capacitor is about 1 V when an aqueous solution is used for the electrolyte, and about 3 V when a non-aqueous type is used. Become. Furthermore, since a high breakdown voltage is used in series connection, an arbitrary breakdown voltage cannot be obtained. If the capacitors are connected in series to increase the breakdown voltage of the capacitor, the capacitance of the capacitor decreases in inverse proportion to the breakdown voltage. Therefore, a capacitor having a lowest breakdown voltage is used. In this case, space efficiency is improved. However, as with the secondary battery, if a voltage exceeding the withstand voltage of the capacitor is applied, gas is generated in the capacitor and may explode.

さらに、図４の回路において、負荷回路３０の動作を確認するため、負荷回路３０の消費電流Ｉ３を測定する場合には、当然、主電源Ｖｉｎの電圧は負荷回路３０の作動下限電圧以上の電圧に設定されているので、スイッチ手段ＳＷ１は第１電圧検出回路１２の出力によりオンとなっている。そのため、電流測定装置Ａ１の測定電流値Ｉ１は、主電源Ｖｉｎの電圧が二次電池２０の電圧以上に設定されている場合には、負荷回路３０の消費電流Ｉ３に二次電池への充電電流Ｉ２の合計になる。また、主電源Ｖｉｎの電圧が二次電池の電圧以下に設定されている場合には、負荷回路３０の消費電流Ｉ３には二次電池２０から供給される分が含まれるため、電流測定装置Ａ１の測定電流値Ｉ１と負荷回路３０の消費電流Ｉ３と一致せず、正確な消費電流が測定できない、という問題がある。   Furthermore, in the circuit of FIG. 4, when measuring the current consumption I3 of the load circuit 30 in order to confirm the operation of the load circuit 30, the voltage of the main power source Vin is naturally a voltage equal to or higher than the operating lower limit voltage of the load circuit 30. Therefore, the switch means SW1 is turned on by the output of the first voltage detection circuit 12. Therefore, when the voltage of the main power source Vin is set to be equal to or higher than the voltage of the secondary battery 20, the measured current value I1 of the current measuring device A1 is the current consumption I3 of the load circuit 30 and the charging current to the secondary battery. This is the sum of I2. Further, when the voltage of the main power source Vin is set to be equal to or lower than the voltage of the secondary battery, the current consumption I3 of the load circuit 30 includes the amount supplied from the secondary battery 20, and thus the current measuring device A1. The measured current value I1 does not match the current consumption I3 of the load circuit 30, and there is a problem that an accurate current consumption cannot be measured.

（目的）
本発明の目的は、上述した問題を考慮してなされたものであって、二次電池２０を過充電することなく、負荷回路３０の正確な消費電流の測定が可能なリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路およびその半導体装置を提供することにある。 (the purpose)
An object of the present invention has been made in consideration of the above-described problems, and is a backup power supply for a real-time clock circuit capable of accurately measuring the current consumption of the load circuit 30 without overcharging the secondary battery 20. A circuit and a semiconductor device thereof are provided.

本発明のリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路は、リアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路において、主電源により充電されるバックアップ電源と、前記主電源と、前記リアルタイムクロック回路の電源端子間に介挿された第１スイッチ手段と、前記バックアップ電源と、前記リアルタイムクロック回路の電源端子間に介挿された第２スイッチ手段と、前記主電源の電圧を検出し、該電圧が第１検出電圧以下の場合には前記第１スイッチ手段をオフする第１電圧検出回路と、前記主電源の電圧を検出し、該電圧が第２検出電圧以上の場合には前記第２スイッチ手段をオフする第２電圧検出回路を備える（請求項１参照）。   A backup power supply circuit for a real-time clock circuit according to the present invention is a backup power supply circuit for a real-time clock circuit, in which a backup power supply charged by a main power supply, the main power supply, and a power supply terminal of the real-time clock circuit are interposed between 1 switch means, the backup power supply, the second switch means inserted between the power supply terminals of the real-time clock circuit, and the voltage of the main power supply are detected, and the voltage is less than the first detection voltage A first voltage detection circuit for turning off the first switch means; and a second voltage detection circuit for detecting the voltage of the main power supply and turning off the second switch means when the voltage is equal to or higher than a second detection voltage. (See claim 1).

また、リアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路において、主電源により充電されるバックアップ電源と、前記主電源と、前記リアルタイムクロック回路の電源端子間に介挿された第１スイッチ手段と、前記バックアップ電源と、前記リアルタイムクロック回路の電源端子間に介挿された第２スイッチ手段と、前記主電源の電圧を検出し、該電圧が第１検出電圧以下の場合には前記第１スイッチ手段をオフする第１電圧検出回路と、前記リアルタイムクロック回路の電源電圧を検出し、該電圧が第２検出電圧以上の場合には、前記第２スイッチ手段をオフにする第２電圧検出回路を備える（請求項２参照）。   In the backup power supply circuit of the real-time clock circuit, a backup power supply charged by a main power supply, the main power supply, a first switch means interposed between power supply terminals of the real-time clock circuit, the backup power supply, Second switch means inserted between the power supply terminals of the real-time clock circuit, and a first switch for detecting the voltage of the main power supply and turning off the first switch means when the voltage is equal to or lower than the first detection voltage. A voltage detection circuit and a second voltage detection circuit that detects a power supply voltage of the real-time clock circuit and turns off the second switch means when the voltage is equal to or higher than a second detection voltage (see claim 2). ).

また、前記第１検出電圧は、前記第２検出電圧より低い電圧とする（請求項３参照）。
また、前記第１検出電圧は、前記主電源によって駆動される負荷回路の作動下限電圧よりやや高い電圧とする（請求項４参照）。
また、前記第２検出電圧は、前記バックアップ電源の充電上限電圧以下の電圧とする（請求項５参照）。 The first detection voltage is lower than the second detection voltage (see claim 3).
The first detection voltage is set to a voltage that is slightly higher than an operation lower limit voltage of a load circuit driven by the main power supply (see claim 4).
The second detection voltage is set to a voltage equal to or lower than a charging upper limit voltage of the backup power supply (see claim 5).

また、前記第１検出回路、もしくは前記第２電圧検出回路、もしくは両電圧検出回路の検出電圧を設定するためのトリミング手段を備える（請求項６参照）。
また、前記バックアップ電源に二次電池を用いる（請求項７参照）。
また、前記バックアップ電源に大容量キャパシタを用いる（請求項８参照）。
さらに、前記リアルタイムクロック回路、前記第１スイッチ手段、前記第２スイッチ手段、前記第１電圧検出回路、および前記第１電圧検出回路を１チップに集積する（請求項９参照）。 In addition, trimming means for setting detection voltages of the first detection circuit, the second voltage detection circuit, or both voltage detection circuits is provided (see claim 6).
Further, a secondary battery is used for the backup power source (see claim 7).
Further, a large-capacity capacitor is used for the backup power supply (see claim 8).
Further, the real-time clock circuit, the first switch means, the second switch means, the first voltage detection circuit, and the first voltage detection circuit are integrated on one chip (see claim 9).

本発明によれば、主電源とリアルタイムクロック回路の電源入力端子との間に第１スイッチ手段を設け、リアルタイムクロック回路の電源入力端子とバックアップ用電源との間に第２スイッチ手段を設け、主電源の電圧がバックアップ電源の耐電圧を超えた場合には、第２スイッチ手段をオフするようにしたので、バックアップ電源の過充電が防止できるようになった。
また、負荷回路の消費電流測定を行う場合には、主電源の電圧を負荷回路の最低作動電圧に設定することで、第２スイッチ手段をオフすることができるので、バックアップ電源の影響を受けずに消費電流測定が可能となった。 According to the present invention, the first switch means is provided between the main power supply and the power supply input terminal of the real-time clock circuit, and the second switch means is provided between the power supply input terminal of the real-time clock circuit and the backup power supply. When the voltage of the power source exceeds the withstand voltage of the backup power source, the second switch means is turned off, so that overcharging of the backup power source can be prevented.
Also, when measuring the current consumption of the load circuit, the second switch means can be turned off by setting the voltage of the main power supply to the minimum operating voltage of the load circuit, so that it is not affected by the backup power supply. In addition, current consumption can be measured.

以下、本発明の実施形態を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施例に係るリアルタイムクロック回路のバックアップ電源の構成図である。
なお、図１において、リアルタイムクロックＩＣ１０内部に特徴があり、リアルタイムクロックＩＣ１０以外については、図４に示す従来技術と同じである。
リアルタイムクロックＩＣ１０は、リアルタイムクロック回路１１、第１電圧検出回路１２、第２電圧検出回路１３、スイッチ手段ＳＷ１、スイッチ手段ＳＷ２で構成され、主電源端子Ｖｃｃと二次電池接続端子Ｖｂを備えている。
また、スイッチ手段ＳＷ２は、二次電池接続端子Ｖｂとリアルタイムクロック回路１１の電源端子間に接続されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a backup power supply of a real-time clock circuit according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the real-time clock IC 10 has a characteristic, and other than the real-time clock IC 10 is the same as the prior art shown in FIG. 4.
The real-time clock IC 10 includes a real-time clock circuit 11, a first voltage detection circuit 12, a second voltage detection circuit 13, switch means SW1, and switch means SW2, and includes a main power supply terminal Vcc and a secondary battery connection terminal Vb. .
The switch means SW2 is connected between the secondary battery connection terminal Vb and the power supply terminal of the real-time clock circuit 11.

第１電圧検出回路１２の電圧検出入力は、主電源端子Ｖｃｃに接続され、出力は第１スイッチ手段ＳＷ１の制御端子に接続されている。また、第２電圧検出回路１３の電圧検出入力も主電源端子Ｖｃｃに接続され、出力は第２スイッチ手段ＳＷ２の制御端子に接続されている。
第１電圧検出回路１２の第１検出電圧は、負荷回路３０の最低作動電圧より少し高い電圧に設定されており、検出電圧が第１検出電圧以上の場合に第１スイッチ手段ＳＷ１をオンにする。また、第２電圧検出回路１３の第２検出電圧は二次電池２０の充電上限電圧に設定されており、検出電圧が第２検出電圧以上の場合に第２スイッチ手段ＳＷ２をオフにする。 The voltage detection input of the first voltage detection circuit 12 is connected to the main power supply terminal Vcc, and the output is connected to the control terminal of the first switch means SW1. The voltage detection input of the second voltage detection circuit 13 is also connected to the main power supply terminal Vcc, and the output is connected to the control terminal of the second switch means SW2.
The first detection voltage of the first voltage detection circuit 12 is set to a voltage slightly higher than the lowest operating voltage of the load circuit 30, and when the detection voltage is equal to or higher than the first detection voltage, the first switch means SW1 is turned on. . The second detection voltage of the second voltage detection circuit 13 is set to the upper limit voltage for charging the secondary battery 20, and the second switch means SW2 is turned off when the detection voltage is equal to or higher than the second detection voltage.

例えば、負荷回路３０の最低作動電圧を２．７Ｖとしたとき、第１電圧検出回路１２の第１検出電圧を２．７５Ｖとする。また、二次電池２０の充電上限電圧を３Ｖとしたとき、第２電圧検出回路１３の第２検出電圧を３Ｖとする。さらに、主電源Ｖｉｎの最大電圧を３．３Ｖとする。
主電源端子Ｖｃｃの電圧が、第１検出電圧（２．７５Ｖ）と第２検出電圧（３Ｖ）の間にある場合は、第１スイッチ手段ＳＷ１と第２スイッチ手段ＳＷ２は共にオンしている。この状態では、主電源Ｖｉｎからリアルタイムクロック回路１１への給電と二次電池２０の充電が行われる。 For example, when the minimum operating voltage of the load circuit 30 is 2.7 V, the first detection voltage of the first voltage detection circuit 12 is 2.75 V. Further, when the charging upper limit voltage of the secondary battery 20 is 3V, the second detection voltage of the second voltage detection circuit 13 is 3V. Further, the maximum voltage of the main power source Vin is set to 3.3V.
When the voltage of the main power supply terminal Vcc is between the first detection voltage (2.75V) and the second detection voltage (3V), both the first switch means SW1 and the second switch means SW2 are on. In this state, power is supplied from the main power source Vin to the real-time clock circuit 11 and the secondary battery 20 is charged.

主電源端子Ｖｃｃの電圧が、第１検出電圧（２．７５Ｖ）以下の場合には、第１スイッチ手段ＳＷ１がオフ、第２スイッチ手段ＳＷ２はオンである。この状態では、二次電池２０からリアルタイムクロック回路１１の給電が行われる。
主電源端子Ｖｃｃの電圧が、第２検出電圧（３Ｖ）以上の場合には、第１スイッチ手段ＳＷ１がオン、第２スイッチ手段ＳＷ２はオフである。この状態では、主電源Ｖｉｎからリアルタイムクロック回路１１の給電が行われるが、二次電池２０への充電は行われない。すなわち、主電源端子Ｖｃｃの電圧が二次電池２０の充電上限電圧以上の場合には、充電を行わないようにしたので、二次電池２０の過充電を防止することができる。 When the voltage of the main power supply terminal Vcc is equal to or lower than the first detection voltage (2.75 V), the first switch means SW1 is off and the second switch means SW2 is on. In this state, power is supplied from the secondary battery 20 to the real-time clock circuit 11.
When the voltage of the main power supply terminal Vcc is equal to or higher than the second detection voltage (3V), the first switch means SW1 is on and the second switch means SW2 is off. In this state, power is supplied to the real-time clock circuit 11 from the main power source Vin, but the secondary battery 20 is not charged. That is, since charging is not performed when the voltage of the main power supply terminal Vcc is equal to or higher than the charging upper limit voltage of the secondary battery 20, overcharge of the secondary battery 20 can be prevented.

また、負荷回路３０の消費電流の測定を行う場合には、主電源Ｖｉｎの電圧を負荷回路３０の最低作動電圧（２．７Ｖ）に設定する。それにより、最低作動電圧は第１検出電圧よりも低いので、第１検出電圧回路１２が動作して第１スイッチ手段ＳＷ１をオフにする。その結果、図４で示した従来技術のように、主電源Ｖｉｎから二次電池２０への充電電流（−Ｉ２）や、二次電池２０から負荷回路３０へ流れる電流（Ｉ２）の影響を受けることなく、負荷回路３０の消費電流Ｉ３を電流測定装置Ａ１の測定電流Ｉ１として正確に測定できるようになる。   Further, when measuring the current consumption of the load circuit 30, the voltage of the main power source Vin is set to the minimum operating voltage (2.7V) of the load circuit 30. Thereby, since the minimum operating voltage is lower than the first detection voltage, the first detection voltage circuit 12 operates to turn off the first switch means SW1. As a result, as in the prior art shown in FIG. 4, the charging current (−I2) from the main power source Vin to the secondary battery 20 and the current (I2) flowing from the secondary battery 20 to the load circuit 30 are affected. Therefore, the consumption current I3 of the load circuit 30 can be accurately measured as the measurement current I1 of the current measuring device A1.

実施例では、バックアップ電源として二次電池２０を用いた例を示したが、二次電池２０の代よりに大容量のキャパシタを用いることもできる。第２電圧検出回路１３の第２検出電圧を大容量のキャパシタの耐電圧以下に設定すればよい。   In the embodiment, an example in which the secondary battery 20 is used as the backup power source has been shown. However, a capacitor having a larger capacity than that of the secondary battery 20 can be used. The second detection voltage of the second voltage detection circuit 13 may be set to be equal to or lower than the withstand voltage of the large capacity capacitor.

図２は、本発明の第２の実施例に係るリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路の構成図である。
図１と異なる点は、第２電圧検出回路１３の電圧検出入力が主電源入力端子Ｖｃｃからリアルタイムクロック回路１１の電源端子に移動した点である。それ以外は、図１と全く同じである。
第２電圧検出回路１３の電圧検出入力をリアルタイムクロック回路１１の電源端子に移動することによって、二次電池２０の充電時の電圧検出の際に、第１スイッチ手段ＳＷ１のオン抵抗による電圧降下の影響を排除できるようになり、二次電池２０の充電電圧をより満充電に近付けることができるようになった。 FIG. 2 is a configuration diagram of the backup power supply circuit of the real-time clock circuit according to the second embodiment of the present invention.
The difference from FIG. 1 is that the voltage detection input of the second voltage detection circuit 13 has moved from the main power supply input terminal Vcc to the power supply terminal of the real-time clock circuit 11. The rest is exactly the same as FIG.
By moving the voltage detection input of the second voltage detection circuit 13 to the power supply terminal of the real-time clock circuit 11, the voltage drop due to the on-resistance of the first switch means SW1 is detected during voltage detection when the secondary battery 20 is charged. The influence can be eliminated, and the charging voltage of the secondary battery 20 can be made closer to full charge.

勿論、図２の回路でも、二次電池２０の代わりに大容量キャパシタを使用することが可能である。
上記リアルタイムクロック回路１１と第１、第２電圧検出回路１２，１３、および第１、第２スイッチ手段ＳＷ１，２を１チップの半導体装置に集積することにより、小型でローコストなリアルタイムクロックＩＣが実現できる。
さらに、本リアルタイムクロックＩＣは、半導体装置内に第１電圧検出回路１２、第２電圧検出回路１３の検出電圧を設定するためのトリミング手段を備えている。半導体製造工程の途中において、本リアルタイムクロックＩＣを使用する電子機器の電源特性と、バックアップ電源に使用する二次電池、もしくは大容量キャパシタの耐電圧に合わせて、第１電圧検出回路１２、および第２電圧検出回路１３のどちらか一方、または両方の検出電圧をトリミングすることで、同一半導体装置でありながら幅広いバックアップ電源回路に対応することが可能となる。 Of course, a large-capacity capacitor can be used instead of the secondary battery 20 in the circuit of FIG.
By integrating the real-time clock circuit 11, the first and second voltage detection circuits 12 and 13, and the first and second switch means SW1 and SW2 in a one-chip semiconductor device, a small and low-cost real-time clock IC is realized. it can.
Furthermore, the real-time clock IC includes trimming means for setting the detection voltages of the first voltage detection circuit 12 and the second voltage detection circuit 13 in the semiconductor device. During the semiconductor manufacturing process, the first voltage detection circuit 12 and the first voltage detection circuit 12 are arranged in accordance with the power supply characteristics of the electronic device using the real-time clock IC and the withstand voltage of the secondary battery or large-capacitance capacitor used for the backup power supply. By trimming one or both of the detection voltages of the two voltage detection circuit 13, it is possible to deal with a wide range of backup power supply circuits while being the same semiconductor device.

本発明の第１の実施例に係るリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路の構成図である。1 is a configuration diagram of a backup power supply circuit of a real-time clock circuit according to a first example of the present invention. FIG. 本発明の第２の実施例に係るリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路の構成図である。It is a block diagram of the backup power supply circuit of the real-time clock circuit which concerns on 2nd Example of this invention. 従来のリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路の構成図である。It is a block diagram of the backup power supply circuit of the conventional real-time clock circuit. 従来のリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路の構成図である。It is a block diagram of the backup power supply circuit of the conventional real-time clock circuit.

符号の説明Explanation of symbols

１０ リアルタイムクロックＩＣ
１１ リアルタイムクロック回路
１２ 第１電圧検出回路
１３ 第２電圧検出回路
２０ バックアップ電源
３０ 負荷回路
Ａ１ 電流測定装置
２１ 保護抵抗
ＳＷ１ 第１スイッチ手段
ＳＷ２ 第２スイッチ手段
Ｖｉｎ 主電源
Ｉ１ 電流測定装置の測定電流
Ｉ２ 二次電池から負荷回路へ流れる電流
Ｉ３ 負荷回路の消費電流
Ｖｃｃ 主電源端子
Ｖｂ 二次電池接続端子 10 Real-time clock IC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Real time clock circuit 12 1st voltage detection circuit 13 2nd voltage detection circuit 20 Backup power supply 30 Load circuit A1 Current measurement apparatus 21 Protection resistance SW1 1st switch means SW2 2nd switch means Vin Main power supply I1 Measurement current I2 of current measurement apparatus Current flowing from secondary battery to load circuit I3 Current consumption of load circuit Vcc Main power supply terminal Vb Secondary battery connection terminal

Claims (9)

リアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路において、
主電源により充電されるバックアップ電源と、
前記主電源と、前記リアルタイムクロック回路の電源端子間に介挿された第１スイッチ手段と、
前記バックアップ電源と、前記リアルタイムクロック回路の電源端子間に介挿された第２スイッチ手段と、
前記主電源の電圧を検出し、該電圧が第１検出電圧以下の場合には、前記第１スイッチ手段をオフする第１電圧検出回路と、
前記主電源の電圧を検出し、該電圧が第２検出電圧以上の場合には、前記第２スイッチ手段をオフする第２電圧検出回路と
を具備するリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路。 In the backup power supply circuit of the real-time clock circuit,
A backup power source charged by the main power source;
A first switch means interposed between the main power supply and a power supply terminal of the real-time clock circuit;
A second switch means interposed between the backup power supply and a power supply terminal of the real-time clock circuit;
A first voltage detection circuit that detects the voltage of the main power supply and turns off the first switch means when the voltage is equal to or lower than the first detection voltage;
A backup power supply circuit for a real-time clock circuit, comprising: a second voltage detection circuit that detects a voltage of the main power supply and turns off the second switch means when the voltage is equal to or higher than a second detection voltage. リアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路において、
主電源により充電されるバックアップ電源と、
前記主電源と、前記リアルタイムクロック回路の電源端子間に介挿された第１スイッチ手段と、
前記バックアップ電源と、前記リアルタイムクロック回路の電源端子間に介挿された第２スイッチ手段と、
前記主電源の電圧を検出し、該電圧が第１検出電圧以下の場合には、前記第１スイッチ手段をオフする第１電圧検出回路と、
前記リアルタイムクロック回路の電源電圧を検出し、該電圧が第２検出電圧以上の場合には、前記第２スイッチ手段をオフする第２電圧検出回路と
を具備するリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路。 In the backup power supply circuit of the real-time clock circuit,
A backup power source charged by the main power source;
A first switch means interposed between the main power supply and a power supply terminal of the real-time clock circuit;
A second switch means interposed between the backup power supply and a power supply terminal of the real-time clock circuit;
A first voltage detection circuit that detects the voltage of the main power supply and turns off the first switch means when the voltage is equal to or lower than the first detection voltage;
A backup power supply circuit for a real-time clock circuit, comprising: a second voltage detection circuit that detects a power supply voltage of the real-time clock circuit and turns off the second switch means when the voltage is equal to or higher than a second detection voltage. 請求項１または請求項２に記載のリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路において、
前記第１検出電圧は、前記第２検出電圧より低い電圧であることを特徴とするリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路。 In the backup power supply circuit of the real-time clock circuit according to claim 1 or 2,
The backup power supply circuit for a real-time clock circuit, wherein the first detection voltage is lower than the second detection voltage. 請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路において、
前記第１検出電圧は、前記主電源によって駆動される負荷回路の作動下限電圧よりやや高い電圧であることを特徴とするリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路。 In the backup power supply circuit of the real-time clock circuit according to any one of claims 1 to 3,
The backup power supply circuit for a real-time clock circuit, wherein the first detection voltage is a voltage slightly higher than an operation lower limit voltage of a load circuit driven by the main power supply. 請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路において、
前記第２検出電圧は、前記バックアップ電源の充電上限電圧以下の電圧であることを特徴とするリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路。 In the backup power supply circuit of the real-time clock circuit according to any one of claims 1 to 4,
The backup power supply circuit of a real-time clock circuit, wherein the second detection voltage is a voltage equal to or lower than a charge upper limit voltage of the backup power supply. 請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路において、
前記第１電圧検出回路、もしくは前記第２電圧検出回路、もしくは両電圧検出回路の検出電圧を設定するためのトリミング手段を備えたことを特徴とするリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路。 In the backup power supply circuit of the real-time clock circuit according to any one of claims 1 to 5,
A backup power supply circuit for a real-time clock circuit, comprising trimming means for setting detection voltages of the first voltage detection circuit, the second voltage detection circuit, or both voltage detection circuits. 請求項１から請求項６のいずれか一つに記載のリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路において、
前記バックアップ電源に二次電池を用いたことを特徴とするリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路。 In the backup power supply circuit of the real-time clock circuit according to any one of claims 1 to 6,
A backup power supply circuit for a real-time clock circuit, wherein a secondary battery is used as the backup power supply. 請求項１から請求項６のいずれか一つに記載のリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路において、
前記バックアップ電源に大容量キャパシタを用いたことを特徴とするリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路。 In the backup power supply circuit of the real-time clock circuit according to any one of claims 1 to 6,
A backup power supply circuit for a real-time clock circuit, wherein a large capacity capacitor is used for the backup power supply. 請求項１から請求項８のいずれか一つに記載のリアルタイムクロック回路のバックアップ電源回路において、
前記リアルタイムクロック回路、前記第１スイッチ手段、前記第２スイッチ手段、前記第１電圧検出回路、および前記第２電圧検出回路を、１チップに集積したことを特徴とするリアルタイムクロック半導体装置。 In the backup power supply circuit of the real-time clock circuit according to any one of claims 1 to 8,
A real-time clock semiconductor device, wherein the real-time clock circuit, the first switch means, the second switch means, the first voltage detection circuit, and the second voltage detection circuit are integrated on one chip.
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