JP2009529680A - 電圧低下検出器システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

電圧低下状態を検出するための回路は、温度補償型電圧低下基準電圧と、電圧低下基準電圧と比較するための入力信号とを提供する温度補償回路を含んでもよい。加えて、検出回路は、入力信号が電圧低下基準電圧を超える場合、電圧低下インジケータを生成する比較器を含んでもよい。特定の実装では、温度補償回路は、並列接続された２つの分岐を有する。第１の分岐は、実質的に温度非依存性である基準電圧を提供し、第２の分岐は、供給電圧の指示である入力信号を提供する。第１の分岐は、比較器の第１の入力に結合され、第２の分岐は、比較器の第２の入力に結合される。加えて、温度補償回路は、基準電圧を調節するための構成要素を有する第３の分岐を含んでもよい。

Description

本発明は、概して電気回路に関する。

電圧低下（ｂｒｏｗｎｏｕｔ）検出器は、装置に供給された電力が所定の閾値レベルを下回る場合に検出するために、例えば、計算装置において使用可能な装置である。いくつかの従来の電圧低下検出器は、電源電圧をバンドギャップ回路によって提供されたバンドギャップ基準電圧と比較するために、比較器を使用する。分圧された電源電圧がバンドギャップ基準電圧を下回る場合、比較器出力信号を使用して、電圧低下を示すことが可能である。バンドギャップ回路は、バンドギャップ基準電圧と称される温度補償型電圧閾値を提供可能である。バンドギャップ回路は、温度変化に非依存性である電圧閾値を生成するために、ダイオードと、抵抗器と、増幅器とを含む、いくつかの構成要素を必要としてもよい。

電圧低下状態を検出するための回路は、温度補償型電圧低下基準電圧と、電圧低下基準電圧と比較するための入力信号とを提供する温度補償回路を含んでもよい。加えて、検出回路は、入力信号が電圧低下基準電圧を超える場合、電圧低下インジケータを生成する比較器を含んでもよい。特定の実装では、温度補償回路は、並列接続された２つの分岐を有する。第１の分岐は、実質的に温度非依存性である基準電圧を提供し、第２の分岐は、供給電圧の指示である入力信号を提供する。第１の分岐は、比較器の第１の入力に結合され、第２の分岐は、比較器の第２の入力に結合される。加えて、温度補償回路は、基準電圧を調節するための構成要素を有する第３の分岐を含んでもよい。

他の実装では、電圧低下検出のための方法が記載される。本方法は、温度補償回路の第１の分岐を使用して、電圧低下閾値電圧を設定するステップを含む。電圧低下閾値電圧は、実質的に温度変化に非依存性である。本方法は、第１の分岐と並列の温度補償回路の第２の分岐を使用して、第２の電圧を提供するステップを含む。第２の電圧は、電源電圧を示す。また、本方法は、第２の電圧が電圧低下閾値電圧を超える場合、比較器から信号を生成するステップを含む。電圧低下閾値電圧は、比較器の第１の入力に結合され、第２の電圧は、比較器の第２の入力に結合される。

さらに他の実装では、回路は、基準電圧の通過を入力電圧によって検出するための検出構成要素と、基準電圧を生成するための温度補償回路とを含むように記載される。温度補償回路は、並列に接続され、検出構成要素に別個に結合された２つの回路分岐（実質的に温度非依存性である基準電圧を生成するための第１の回路分岐と、入力電圧を生成するための第２の回路分岐）を含む。

他の実装では、電圧低下検出のための方法が記載される。本方法は、電圧低下閾値電圧を設定するステップと、実質的に一定のレベルに電圧低下閾値電圧を実質的に維持するための並列回路要素の温度変化を補償するステップを含む、実質的に温度変化に非依存性である電圧低下閾値電圧を維持するステップと、電源電圧を示す第２の電圧を評価するステップと、第２の電圧が電圧低下閾値電圧を超える場合、信号を生成するステップとを含む。

本明細書に記載されるシステムおよび技術は、以下の利点のうちの１つ以上を提供してもよい。第１に、温度補償型基準電圧は、バンドギャップ回路を使用せずに提供されてもよく、それによってシステム内の構成要素数が減少され得る。第２に、電圧低下検出器の正確性は、安価かつより単純な構成要素によって維持されてもよい。第３に、システムは、温度補償型基準信号を提供し、低消費電力を必要としてもよい。第４に、システムは、調節可能電圧低下閾値を促進する構成要素を含んでもよい。

１つ以上の実施形態の詳細は、付随の図面および後述の説明に記載される。実施形態の他の特性、側面、および利点は、説明および図面、ならびに請求項から明白となるであろう。

種々の図面における同様の参照記号は、同様の要素を示す。

電圧低下検出器は、計算装置内の電源電圧を監視するために使用可能である。電圧低下検出器は、電源電圧が所定の電圧閾値を下回る場合、電圧レベルの形式で信号を提供可能である。いくつかの実装では、専ら抵抗器とダイオードとを含む回路は、温度補償電圧閾値を生成可能である。比較器は、電圧閾値を電源電圧と、または電源電圧から派生した電圧と比較するために使用可能である。電源電圧が電圧閾値を下回る場合、比較器は、出力信号を生成し、電圧低下を示すことが可能である。いくつかの実施形態では、計算装置は、電圧低下インジケータを使用し、装置の所定のシャットダウンを実行する、または動作電力を節約するために不必要な構成要素の電源を切る等、一連の省電力ルーチンを起動する。

図１は、電圧低下を検出するための例示的システム１００のブロック図である。システム１００は、電源１０２と、装置とを含む。示される実施例では、装置は、計算装置１０４であるが、他の装置も可能である。一例として、計算装置内に含まれる実装が参照される。当業者は、開示される回路および方法が、他の装置と併用可能であることを理解されるであろう。

電源１０２は、その動作のために、計算装置に電力を供給するために使用可能である。電源１０２は、電圧レベルＵ_Ｐを有する信号を供給可能である。計算装置１０４は、電圧低下検出器１０６と、処理装置１０８とを含むことが可能である。計算装置１０４は、処理装置１０８を利用して、動作の制御、監視、および実行が可能である。電圧低下検出器１０６は、温度補償回路１１０と、比較器１１２とを含むことが可能である。温度補償回路１１０および処理装置１０８は、電圧レベルＵ_Ｐを有する入力信号として、電源１０２の出力信号を受信可能である。

温度補償回路１１０は、比較器１１２の入力１１４に温度補償型電圧基準を提供可能である。いくつかの実装では、温度補償は、上昇電圧レベルと下降電圧レベルとの総和による温度上昇に伴って、回路内で達成可能である。温度に比例した電圧の純変動は、実質的に０となり得る。

例えば、回路内に含まれるダイオード間の電圧は、温度上昇に伴って、実質的に２ｍＶ／Ｋ（プロセス依存性）の割合で減少してもよい。

バンドギャップ基準回路は、絶対温度（ＰＴＡＴ）に比例する電流を生成することによって、これを利用する。

この電流が直列の抵抗器とダイオードとを流れる時、以下の式が求められる。

ここで、初項は、温度上昇に伴って減少するが、第２項は、温度に伴って増加する。これらの電圧は、相殺され、以下の式を有する一定電圧を提供するように設計されてもよい。

温度補償型電圧基準は、本明細書において電圧低下基準レベルＵ_ＢＯＲと称される。電圧低下基準レベルは、供給された電力の低下または喪失を検出するために使用可能である。この検出は、供給された電力（例えば、電源１０２から）が電圧低下閾値レベルを超える場合に生じ得る。また、温度補償回路１１０は、電源１０２の電流レベルを示す信号（Ｕ_Ｐ’）を提供可能である。いくつかの実装では、信号（Ｕ_Ｐ’）は、温度補償回路１１０内の分圧器によって生成される分圧された電源電圧であって、比較器１１２の入力１１６に提供される。比較器１１２は、電源信号Ｕ_ｐ’（例えば、分圧された電源電圧レベル）が温度補償型電圧低下基準Ｕ_ＢＯＲを下回る、または上回る場合に判断可能である。これが生じた場合、比較器１１２は、比較器出力１１８を第１の電圧レベルから第２の電圧レベルに移行させることが可能である。例えば、第１の電圧レベルは、実質的に２．５ボルトであってもよく、第２の電圧レベルは、実質的に０ボルトであってもよい。比較器１１２の信号出力１１８は、本明細書では電圧低下インジケータ信号Ｕ_ＢＯと称される。

いくつかの実装では、計算装置１０４は、電圧低下インジケータ信号を使用し、省電源状態下、その動作を制御する。他の実装では、計算装置１０４は、電圧低下インジケータ信号を使用し、計算装置の電源が入れられる場合に判断を行う。この場合、出力１１８は、実質的に０〜実質的に２．５ボルトに移行してもよい。コンピュータ装置１０４は、この出力信号Ｕ_ＢＯを使用して、処理装置１０８をデフォルト状態に再設定する等、電源オンイベントを起動可能である。

図２は、図１のシステムを使用して、電圧低下を検出するための例示的方法２００の工程図である。方法２００は、図１を参照して記載したように、計算装置１０４が、例えば、電源１０２から電源信号を受信すると、ステップ２０２から開始する。温度補償回路１１０は、入力として、電源信号を受信する。

任意ステップ２０４に示されるように、いくつかの条件下、システム温度変化が検出されてもよい。システム温度変化が存在する場合、ステップ２０６では、温度補償回路が温度補償を実行する。例えば、回路は、その機能に伴って温度を上昇し得る。回路の構成要素間を流れる電流は、抵抗を経験し得、それは、熱を生成することになる。温度補償回路１１０の構成要素のいくつかが熱くなるにつれ、これらの構成要素は、回路の出力電圧の増加に寄与し得る。同時に、温度補償回路１１０の他の構成要素が熱くなるにつれ、温度補償回路１１０の出力電圧の低下に寄与し得る。対照的、つまり電圧変化を補償するステップのため、純出力電圧は、回路内の温度変化にかかわらず、一定のままとなり得る。この補償の詳細は、図３に関連づけて記載される。

ステップ２０６後、またはシステム温度変化がステップ２０４で検出されない場合、方法２００は、ステップ２０８に進む。ステップ２０８では、電源電圧（例えば、分圧された電源電圧、比較器１１２の入力１１６）が、電圧低下基準電圧（比較器１１２の入力１１４）を超えるかどうか判断される。これが生じる場合、ステップ２１０では、電圧低下インジケータ信号が生成される。例えば、電圧低下インジケータ信号は、比較器１１２の信号出力１１８であることが可能である。処理装置１０８は、比較器１１２の信号出力１１８から電圧低下信号インジケータを受信可能である。

任意に、ステップ２１２では、計算装置１０４は、電圧低下インジケータ信号に基づいて作動してもよい。例えば、処理装置１０８によって、省電源電圧レベルで機能性が維持されるように、計算装置は、不必要な構成要素の電源を切ってもよい。次いで、方法２００は終了する。

ステップ２０８において、電源電圧が電圧低下基準電圧を超えていないと判断される場合、方法２００は、ステップ２０２へ進み、電源から電源信号の受信を継続する。

図３は、例示的温度補償電圧低下回路３００の概略図である。電圧低下回路３００の温度補償回路１１０は、抵抗器Ｒ_１３０２、Ｒ_２３０４、Ｒ_３３０６と、ダイオードＤ_１３０８、Ｄ_２３１０とを含む。温度補償回路１１０の出力は、比較器３１２の入力に結合される。

温度補償回路１１０の第１の分岐では、抵抗器Ｒ_１３０２の端子３１４は、電源電圧Ｖ_ＣＣ３１６に結合される。抵抗器Ｒ_１３０２の端子３１８は、ノード３２２で抵抗器Ｒ_２３０４の端子３２０に結合される。抵抗器Ｒ_２３０４の端子３２４は、ダイオードＤ_１３０８のノード３２６に結合される。ダイオードＤ_１３０８のカソード３２８は、電源接地３３０に接続される。

温度補償回路１１０の第２の分岐では、抵抗器Ｒ_３３０６の端子３３２もまた、電源電圧Ｖ_ＣＣ３１６に結合される。抵抗器Ｒ_３３０６の端子３３４は、ノード３３８でダイオードＤ_２３１０のノード３３６に結合される。ダイオードＤ_２３１０のカソード３４０は、電源接地３３０に結合される。このように、温度補償型回路の第１および第２の分岐は、一端で電源電圧Ｖ_ＣＣ３１６と、他端で接地点３３０との接続を共有するため、並列に接続される。
ノード３２２は、比較器３１２の負の入力、つまり反転入力３４２に結合される。比較器３１２の負の入力３４２は、図１を参照して記載されたように、Ｕ_ｐ’と称される。負の入力３４２は、電流電源電圧の指示である。ノード３３８は、比較器３１２の正の入力、つまり非反転入力３４４に結合される。

比較器３１２の正の入力３４４は、図１を参照して記載されたように、電圧低下基準レベルＵ_ＢＯＲと称される。電圧低下基準レベルは、閾値を設定し、それを超える場合、電圧低下状態を示す。比較器３１２の出力３５０は、図１を参照して記載されたように、電圧低下インジケータ信号Ｕ_ＢＯである。比較器３１２は、端子３４６で電源電圧Ｖ_ｃｃ３１６によって励起され、端子３４８で電源接地３３０によって接地される。

温度およびダイオード電圧の関数としてのダイオードを流れる電流は、以下の式によって特徴づけることが可能である。

ここで、
Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数は、ｋＢ＝１．３８−１０^−２３
電子電圧は、ｑ＝１．６×１０^−１９
温度は、Ｔ
ダイオード電圧は、Ｖ_Ｄ
飽和電流（プロセス依存性）は、Ｉ_Ｓ
ダイオード間の電圧は、そこを流れる電流の関数として有意に変化し得ない。したがって、ダイオード間の電圧は、以下の式によって概算可能である。

ここで、
温度は、Ｔ
室温は、Ｔ_０＝３００Ｋ
ダイオード電圧は、Ｖ_Ｄ
室温でのダイオード電圧（プロセス依存性）は、Ｖ_Ｄ０＝０．６５Ｖ
したがって、上記式は、ダイオードＤ_１３０８のノード３２６での電圧と、ダイオードＤ_２３１０のノード３３６での電圧とを特徴づけるために使用されてもよい。いくつかの実装では、抵抗器Ｒ_１３０２および抵抗器Ｒ_３３０６の値は、互いに等しくなるように、温度補償電圧低下回路３００内で選択可能である。温度補償電圧低下回路３００に対する電圧低下基準レベルＵ_ＢＯＲは、以下のように計算可能である。

ここで、
Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数は、ｋ_Ｂ＝１．３８×１０^−２３
電子電圧は、ｑ＝１．６×１０^−１９
温度は、Ｔ
室温は、Ｔ_０＝３００Ｋ
室温でのダイオード電圧（プロセス依存性）は、Ｖ_Ｄ０＝０．６５Ｖ
ダイオード電圧温度勾配（プロセス依存性）は、ｋ_１＝−２ｍＶ／Ｋ
ダイオード間の面積比（設計者により選択される）は、Ａ＝１０
Ａの選択は、いくつかの要因に基づいてもよい。例えば、Ａが小さ過ぎる場合、比Ｒ３／Ｒ２は大きくなり、それによって回路は、高消費電力および低正確性となり得る。しかしながら、Ａが大き過ぎる場合、シリコン領域の問題と、並列に接続されたダイオードを流れる電流漏洩とが存在し得る。いくつかの実施形態では、Ａに対し実質的に１０の比の選択によって、大き過ぎるまたは小さ過ぎる値との間に均衡がもたらされる。

電圧低下基準レベルＵ_ＢＯＲが温度Ｔに非依存性であるためには、抵抗器Ｒ_３３０６および抵抗器Ｒ_２３０４の値は、以下のように選択可能である。

ここで、
Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数は、ｋ_Ｂ＝１．３８×１０^−２３
電子電圧は、ｑ＝１．６×１０^−１９
ダイオード電圧温度勾配（プロセス依存性）は、ｋ_１＝−２ｍＶ／Ｋ
ダイオード間の比（設計者により選択される）は、Ａ＝１０
したがって、電圧低下基準レベルＵ_ＢＯＲは、

ここで、
室温は、Ｔ_０＝３００Ｋ
室温でのダイオード電圧（プロセス依存性）は、Ｖ_Ｄ０＝０．６５Ｖ
ダイオード電圧温度勾配（プロセス依存性）は、ｋ_１＝−２ｍＶ／Ｋ
電源電圧Ｖｃｃ３１６が電圧低下基準レベルＵ_ＢＯＲよりも低く強制される場合、ノード３２２での電圧レベルは、ノード３３８での電圧レベルよりも低くなるであろう。したがって、比較器３１２の負の入力３４２は、比較器３１２の正の入力３４４よりも低く強制され、比較器３１２の出力３５０に電圧低下状態を示すように移行させる。本実施例では、電源電圧Ｖ_ｃｃ３１６が１．２５ボルトを下回る場合、電圧低下指示が生じる。

図４は、可変電圧低下電圧基準を有する、例示的温度補償電圧低下回路４００の概略図である。図３の回路では、電圧低下電圧は、実質的に１．２５ボルトに固定される。温度補償電圧低下回路４００は、電圧低下電圧基準レベルの変更を促進する、温度補償回路１１０に結合された分圧器４０２を含む。分圧器４０２の抵抗器の値の変動によって、温度補償回路１１０に電圧低下基準レベルを特定させる。

本実施例では、温度補償回路１１０は、分圧器４０２、抵抗器Ｒ_１４０４、Ｒ_２４０６、Ｒ_３４０８と、ダイオードＤ_１４１０、Ｄ_２４１２を含む。温度補償電圧低下回路４００の出力は、比較器４１４の入力に結合される。

分圧器４０２は、抵抗器Ｒ_４４１６と抵抗器Ｒ_５４１８とを含む。抵抗器Ｒ_４４１６の端子４２０は、電源電圧Ｖ_ＣＣ４２２に結合される。抵抗器Ｒ_４４１６の端子４２４は、ノード４２８で抵抗器Ｒ_５４１８の端子４２６に結合される。抵抗器Ｒ_５４３０の端子４３０は、電源接地４３２に結合される。

温度補償回路１１０の第１の分岐では、抵抗器Ｒ_１４０４の端子４３４は、分圧器４０２のノード４２８に結合される。抵抗器Ｒ_１４０４の端子４３６は、ノード４４０で抵抗器Ｒ_２４０６の端子４３８に結合される。抵抗器Ｒ_２４０６の端子４４２は、ダイオードＤ_１４１０のアノード４４４に結合される。ダイオードＤ_１４１０のカソード４４６は、電源接地４３２に接続される。

温度補償電圧低下回路４００の第２の分岐では、抵抗器Ｒ_３４０８の端子４４８もまた、ノード４２８に結合される。抵抗器Ｒ_３４０８の端子４５０は、ノード４５４でダイオードＤ_２４１２のノード４５２に結合される。ダイオードＤ_２４１２のカソード４５６は、電源接地４３２に接続される。

分圧器４０２は、ノード４２８で第１および第２の分岐に結合される、温度補償回路１１０の第３の分岐とみなされてもよい。

ノード４４０は、比較器４１４の負の入力、つまり反転入力４５８に結合される。比較器４１４の負の入力４５８は、同様に、図１を参照して記載されたように、Ｕ_Ｐ’と称される。ノード４５４は、比較器４１４の正の入力、つまり非反転入力４６０に結合される。比較器４１４の正の入力４６０は、同様に、図１を参照して記載されたように、電圧低下基準レベルＵ_ＢＯＲと称される。また、比較器４１４の出力４６２は、同様に、図１を参照して記載されたように、電圧低下インジケータ信号Ｕ_ＢＯである。比較器４１４は、端子４６４で電源電圧Ｖｃｃ４２２によって励起され、端子４６６で電源接地４３２によって接地される。

ダイオードを流れる電流Ｉ（Ｖ_Ｄ，Ｔ）と、ダイオード間の電圧Ｖ_Ｄ（Ｔ）の式は、温度補償電圧低下回路４００に適用可能である。抵抗器Ｒ_１４０４および抵抗器Ｒ_３４０８を流れる電流は、温度依存性であることが可能である。抵抗器Ｒ_１４０４および抵抗器Ｒ_３４０８の値を互いに等しく選択することによって、電圧低下基準レベルは、以下のように求められる。

ここで、
Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数は、ｋ_Ｂ＝１．３８×１０^−２３
電子電圧は、ｑ＝１．６×１０^−１９
温度は、Ｔ
室温は、Ｔ_０＝３００Ｋ
室温でのダイオード電圧（プロセス依存性）は、Ｖ_Ｄ０＝０．６５Ｖ
ダイオード電圧温度勾配（プロセス依存性）は、ｋ_１＝−２ｍＶ／Ｋ
ダイオード間の比（設計者によって選択されてもよい）は、Ａ＝１０
結果として得られた電圧低下基準レベルＵ_ＢＯＲは、温度非依存性である。したがって，

温度依存項を書き換えおよび修正すると、以下のようになる。

温度非感度レベルを導出してもよい。

温度依存項が０に設定されるため、電圧低下基準レベルＵ_ＢＯＲは、以下のようになり得る。

ここで、
Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数は、ｋ_Ｂ＝１．３８×１０^−２３
電子電圧は、ｑ＝１．６×１０^−１９
室温は、Ｔ_０＝３００Ｋ
室温でのダイオード電圧（プロセス依存性）は、Ｖ_Ｄ０＝０．６５Ｖ
ダイオード電圧温度勾配（プロセス依存性）は、ｋ_１＝−２ｍＶ／Ｋ
ダイオード間の比（設計者により選択される）は、Ａ＝１０
ダイオードＤ_１４１０およびＤ_２４１２を流れる電流は、設計パラメータとして温度補償電圧低下回路４００内で選択可能である。したがって、抵抗器Ｒ_２４０６は、以下の式によって求めることが可能である。

ここで、
Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数は、ｋ_Ｂ＝１．３８×１０^−２３
電子電圧は、ｑ＝１．６×１０^−１９
室温は、Ｔ_０＝３００Ｋ
電源電圧Ｖ_ｃｃ４２２が電圧低下基準レベルＵ_ＢＯＲの場合の抵抗器Ｒ_２４０６およびダイオードＤ_１４１０、Ｄ_２４１２を流れる電流は、Ｉ_２
ダイオード間の比（設計者により選択される）は、Ａ＝１０
抵抗器Ｒ_２４０６の値が求められた後、抵抗器Ｒ_３４０８、Ｒ_４４１６、Ｒ_５４３０間の関係は、電圧低下基準レベルＵ_ＢＯＲに対し上述された式を使用して求めることが可能である。

最小値抵抗器Ｒ_４４１６は、０を有することが可能である。つまり、抵抗器Ｒ_３４０８の最大値は、以下の式で示されるような結果となる。

ここで、
Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数は、ｋ_Ｂ＝１．３８×１０^−２３
電子電圧は、ｑ＝１．６×１０^−１９
ダイオード電圧温度勾配（プロセス依存性）は、ｋ_１＝−２ｍＶ／Ｋ
ダイオード間の比（設計者により選択される）は、Ａ＝１０
いくつかの実施形態では、抵抗器Ｒ_３４０８は、大きな値を有するように選択される。
しかしながら、抵抗器Ｒ_３４０８の値が大き過ぎるように選択される場合、抵抗器Ｒ_４４１６の値は、小さくなり過ぎる可能性がある。これによって、温度補償電圧低下回路４００の消費電力量が大きくなる結果となり得る。温度補償電圧低下回路４００は、ノード４４０での電源電圧Ｖ_ＣＣ４２２の変化に対し有利に働く感度を有するように設計可能である。一実装では、これは、抵抗器Ｒ_３４０８に対し大きな値を選択することによって達成される。以下の式は、この感度を特徴づけることが可能である。

ここで、
Ｕ_１は、ノード４４０での電圧レベルである。
これは、以下を含意する。

ここで、
Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数は、ｋ_Ｂ＝１．３８×１０^−２３
電子電圧は、ｑ＝１．６×１０^−１９
室温は、Ｔ_０＝３００Ｋ
室温でのダイオード電圧（プロセス依存性）は、Ｖ_Ｄ０＝０．６５Ｖ
ダイオード電圧温度勾配（プロセス依存性）は、ｋ_１＝−２ｍＶ／Ｋ
ダイオード間の比（設計者により選択される）は、Ａ＝１０
抵抗器Ｒ_２４０６およびＲ_３４０８の値が求められると、抵抗器Ｒ_４４１６およびＲ_５４３０の値は、以下の式に示されるように求めることが可能である。

ここで、
Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数は、ｋ_Ｂ＝１．３８×１０^−２３
電子電圧は、ｑ＝１．６×１０^−１９
室温は、Ｔ_０＝３００Ｋ
室温でのダイオード電圧（プロセス依存性）は、Ｖ_Ｄ０＝０．６５Ｖ
ダイオード電圧温度勾配（プロセス依存性）は、ｋ_１＝−２ｍＶ／Ｋ
ダイオード間の比（設計者により選択される）は、Ａ＝１０
電圧低下基準レベルは、Ｕ_ＢＯＲ
例えば、温度補償電圧低下回路４００は、実質的に３．５ボルトの電圧低下基準レベルＵ_ＢＯＲとなるように設計可能である。温度補償電圧低下回路４００は、ダイオードＤ_１４１０、Ｄ_２４１２および抵抗器Ｒ_２４０６を流れる電流Ｉ_２がｌｕＡｍｐに等しくなるように設計可能である。抵抗器Ｒ_２４０６の値は、以下のように計算可能である。

ここで、
Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数は、ｋ_Ｂ＝１．３８×１０^−２３
電子電圧は、ｑ＝１．６×１０^−１９
室温は、Ｔ_０＝３００Ｋ
ダイオード間の比（設計者により選択される）は、Ａ＝１０
Ｉ_２＝ｌｕＡｍｐ＝１ｘ１０^−６
抵抗器Ｒ_３４０８の最大値は、以下のように計算可能である。

ここで、
Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数は、ｋ_Ｂ＝１．３８×１０^−２３
電子電圧は、ｑ＝１．６×１０^−１９
ダイオード間の比（設計者により選択される）は、Ａ＝１０
ダイオード電圧温度勾配（プロセス依存性）は、ｋ_１＝−２ｍＶ／Ｋ
上記で求められるように、Ｒ_２＝６０ｋＯｈｍ
上述のように、抵抗器Ｒ_３４０８の値は、大きくなるように選択可能である。抵抗器Ｒ_４４１６の値が小さくなり過ぎる結果となる可能性があり、それによって回路に大量の電力を消費させてしまう場合がある。したがって、抵抗器Ｒ_３４０８の値は、その最大計算値６００ｋＯｈｍよりも小さくなるように選択されてもよい。一実施例では、Ｒ_３４０８は、５００ｋＯｈｍとなるように選択される。抵抗器Ｒ_４４１６およびＲ_５４３０の値は、以下の式を使用して計算可能である。

ここで、
Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数は、ｋ_Ｂ＝１．３８×１０^−２３
電子電圧は、ｑ＝１．６×１０^−１９
ダイオード間の比（設計者により選択される）は、Ａ＝１０
室温は、Ｔ_０＝３００Ｋ
室温でのダイオード電圧（プロセス依存性）は、Ｖ_Ｄ０＝０．６５Ｖ
ダイオード電圧温度勾配（プロセス依存性）は、ｋ_１＝−２ｍＶ／Ｋ
上記で求められるように、Ｒ_２＝６０ｋＯｈｍ
上記で選択されるように、Ｒ_３＝５００ｋＯｈｍ
電力低下基準レベルは、Ｕ_ＢＯＲ＝３．５ボルト
次いで、感度は、以下の式を使用して計算可能である。

ここで、
Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数は、ｋ_Ｂ＝１．３８×１０^−２３
電子電圧は、ｑ＝１．６×１０^−１９
ダイオード間の比（設計者により選択される）は、Ａ＝１０
室温は、Ｔ_０＝３００Ｋ
室温でのダイオード電圧（プロセス依存性）は、Ｖ_Ｄ０＝０．６５Ｋ
ダイオード電圧温度勾配（プロセス依存性）は、ｋ_１＝−２ｍＶ／Ｋ
上記で求められるように、Ｒ_２＝６０ｋＯｈｍ
上記で選択されるように、Ｒ_３＝５００ｋＯｈｍ
電力低下基準レベルは、Ｕ_ＢＯＲ＝３．５ボルト
したがって、電源電圧Ｖ_ＣＣ４２２が１ボルト変化する場合、比較器４１４の負の入力４５８に結合される、ノード４４０での電圧レベルは、３２ｍＶ変化するであろう。感度は、比較器４１４の設計制約を選択するために使用可能である。

電圧低下装置は、図５に示されるシステム５００等のシステム内に含めてもよい。システム５００は、プロセッサ５１０と、メモリ５２０と、記憶装置５３０と、１つ以上の入／出力装置５４０とを含む。構成要素５１０、５２０、５３０、５４０のそれぞれは、システムバス５５０を使用して相互接続可能である。いくつかの実装では、プロセッサ５１０は、システム５００内で実行するための命令を処理可能である。例えば、プロセッサ５１０は、方法２００の任意ステップ２１２を行う命令を実行する、処理装置１０８であることが可能である。電圧低下検出器１０６は、プロセッサ５１０、メモリ５２０、記憶装置５３０、または入／出力装置５４０に提供される電源電圧を監視するように、システム５００内に統合されてもよい。

いくつかの実装では、プロセッサ５１０は、単一スレッド型プロセッサである。他の実装では、プロセッサ５１０は、マルチスレッド型プロセッサである。プロセッサ５１０は、メモリ５２０内、または記憶装置５３０上に格納された命令を処理可能である。いくつかの実装では、処理された命令は、入／出力装置５４０の１つ上でユーザインターフェースのためのグラフィカル情報を生成してもよい。

メモリ５２０は、システム５００内に情報を格納する。いくつかの実装では、メモリ５２０は、コンピュータ可読媒体である。いくつかの実装では、メモリ５２０は、揮発性メモリ装置である。他の実装では、メモリ５２０は、不揮発性メモリ装置である。

メモリ１０６等の記憶装置５３０は、システム１００のための大容量記憶を提供可能である。いくつかの実装では、記憶装置５３０は、コンピュータ可読媒体である。種々の異なる実装では、記憶装置５３０は、フロッピー（登録商標）ディスク装置、ハードティスク装置、光ディスク装置、またはテープ装置であってもよい。

入／出力装置５４０は、システム５００のための入／出力動作を提供する。いくつかの実装では、入／出力装置５４０は、キーボードおよび／または位置決め装置を含む。他の実装では、入／出力装置５４０は、グラフィカルユーザーインターフェースを表示するための表示装置を含む。

記載される特性は、デジタル電子回路、またはコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせ内に実装可能である。該装置は、プログラム可能プロセッサによって実行するための、例えば、機械可読記憶装置または伝搬信号等の情報担体において有形に具現化されるコンピュータプログラム製品内に実装可能であり、方法ステップは、入力データに作用し、出力を生成することによって、記載された実装の機能を行う命令プログラムを実行する、プログラム可能プロセッサによって行うことが可能である。記載された特性は、データ記憶システムと、少なくとも１つの入力装置と、少なくとも１つの出力装置とからデータおよび命令を受信し、そこへデータおよび命令を送信するように結合された少なくとも１つのプログラム可能プロセッサを含む、プログラム可能システム上で実行可能な１つ以上のコンピュータプログラム内に有利に実装可能である。コンピュータプログラムは、特定の作用を実行または特定の結果をもたらすコンピュータ内で、直接または間接的に使用可能な一式の命令である。コンピュータプログラムは、コンパイラ型言語またはインタープリタ型言語を含む、任意の形式のプログラム言語で書き込むことが可能であり、独立型プログラムまたはモジュールを含む形態、構成要素、サブルーチン、あるいは計算環境での使用に好適な他の装置に展開可能である。

命令プログラム実行のための好適なプロセッサは、一例として、汎用および特定目的のマイクロプロセッサ、単一プロセッサ、または任意の種類のコンピュータの複数プロセッサのうちの１つを含む。概して、プロセッサは、読込専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、または両方から命令およびデータを受信するであろう。コンピュータの不可欠要素は、命令を実行するためのプロセッサと、命令およびデータを格納するための１つ以上のメモリである。概して、コンピュータはまた、データファイルを格納するための１つ以上の大量記憶装置を含む、またはそれらと通信するように動作可能に結合されるだろう。そのような装置は、内部ハードティスクおよびポータブルディスク等の磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスクを含む。コンピュータプログラム命令およびデータの有形具現化に好適な記憶装置は、一例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリ装置等の半導体メモリ装置、内部ハードティスクおよびポータブルディスク等の磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含む、任意の形式の不揮発性メモリである。プロセッサおよびメモリは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補完される、またはその中に組み込まれることが可能である。

ユーザとの対話用に提供するため、特性は、ユーザに情報を表示するためのＣＲＴ（カソード線管）またはＬＣＤ（液晶表示装置）モニタ等の表示装置と、ユーザがコンピュータに入力可能なマウスまたはトラックボール等のキーボードまたは位置決め装置とを有するコンピュータ上に実装可能である。

システムの構成要素は、通信ネットワーク等の任意の形式または媒体のデジタルデータによって接続可能である。通信ネットワークの実施例は、例えば、ＬＡＮ、ＷＡＮ、コンピュータ、インターネットを形成するネットワークを含む。

いくつかの実施形態が記載された。それでもなお、種々の修正が、本主題の精神および範囲から逸脱することなくなされ得ることを理解されるであろう。例えば、本明細書で図１を参照して記載されたように、比較器１１２は、分圧された電源電圧レベルが温度補償型電圧基準を上回って上昇する場合に判断可能である。これが生じる場合、比較器１１２の出力１１６は、第１の電圧レベル、例えば０ボルトから、第２の電圧レベル、例えば２．５ボルトに移行し、計算装置１０４への電力印加を示すであろう。計算装置１０４は、このインジケータを使用して、その構成要素の電源を入れ、初期化可能である。さらに他の実装、電源電圧は、比較器に入力されるまで分圧されない。加えて、図３および４の接地３３０、４３２は、それぞれ電源接地の代わりに浮動接地であることが可能である。故に、他の実施形態も、以下の請求項の範囲内である。

図１は、温度補償回路を含む、電圧低下を検出するための例示的システムのブロック図である。 図２は、図１のシステムを使用して、電圧低下を検出するための例示的方法の工程図である。 図３は、例示的温度補償電圧低下回路の概略図である。 図４は、可変電圧低下電圧基準を有する、例示的温度補償電圧低下回路の概略図である。 図５は、全体的コンピュータシステムの概略図である。

Claims (23)

1. 基準電圧によって指定される電圧低下閾値の交差を検出する比較器であって、該比較器は第１および第２の入力を有する、比較器と、
   並列に接続された２つの分岐を有する温度補償回路であって、該２つの分岐は、実質的に温度に非依存性である該基準電圧を提供する第１の分岐と、供給電圧の指示を提供する第２の分岐であり、該第１の分岐は、該第１の入力に結合され、該第２の分岐は、該第２の入力に結合される、温度補償回路と
   を備える、電圧低下検出回路。
2. 前記温度補償回路は、前記基準電圧を調節するための構成要素を有する第３の分岐をさらに備える、請求項２に記載の検出回路。
3. 前記構成要素は、直列の２つの抵抗器を含む、請求項２に記載の検出回路。
4. 前記第３の分岐は、前記抵抗器間のノードで前記第１および第２の分岐に結合される、請求項３に記載の検出回路。
5. 前記第１の分岐は、直列の第１の抵抗器と第２の抵抗器とを含む、請求項１に記載の検出回路。
6. 前記第１の分岐は、前記第１と第２の抵抗器との間の第１のノードで前記第１の入力に結合される、請求項５に記載の検出回路。
7. 前記第１の分岐は、前記第２の抵抗器に直列に結合され、接地されたそのカソードを有する第１のダイオードをさらに備える、請求項５に記載の検出回路。
8. 前記比較器の第１の入力は、負の入力、つまり反転入力である、請求項１に記載の検出回路。
9. 前記第２の分岐は、第３の抵抗器を備える、請求項１に記載の検出回路。
10. 前記第２の分岐は、前記第３の抵抗器に直列に結合され、接地されたそのカソードを有する第２のダイオードをさらに備える、請求項９に記載の検出回路。
11. 前記第２の分岐は、前記第３の抵抗器と前記第２のダイオードとの間の第２のノードで前記第２の入力に結合される、請求項１０に記載の検出回路。
12. 前記比較器の第２の入力は、正の入力、つまり非反転入力である、請求項１に記載の検出回路。
13. 前記第１の分岐は、直列に結合された第１の抵抗器と第２の抵抗器と第１のダイオードとを備え、前記第２の分岐は、直列に結合された第３の抵抗器と第２のダイオードとを備えており、該第１および第２の分岐は、該第１の抵抗器と該第３の抵抗器との間のノードで結合される、請求項１に記載の検出回路。
14. 前記第１および第２の分岐に結合された第３の分岐をさらに備え、該第３の分岐は、第４の抵抗器と、第５の抵抗器と、前記第１の抵抗器と前記第３の抵抗器との間の前記ノードに結合される該第４と第５の抵抗器との間のノードとを有する、請求項１３に記載の検出回路。
15. 前記抵抗器と前記ダイオードとの間の関係は、次式
    

    

    によって表される、請求項１４に記載の検出回路であって、ｋ_Ｂは、Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数、ｑは、電子電荷定数、Ａは、該ダイオード間の比、ｋ_１は、該ダイオードの電圧温度勾配である、検出回路。
16. 前記第２の抵抗器は、以下の抵抗値
    

    

    を有する、請求項１５に記載の検出回路であって、Ｉ_２は、該第２の抵抗器を流れる電流の値、Ｔ_０は、前記温度補償回路を囲繞する環境の温度である、検出回路。
17. 前記第３の抵抗器は、以下の最大抵抗値
    

    

    を有する、請求項１６に記載の検出回路。
18. 前記第４の抵抗器は、以下の抵抗値
    

    

    を有する、請求項１７に記載の検出回路であって、Ｖ_ＲＥＦは、前記電圧基準、Ｔ_０は、前記温度補償回路を囲繞する環境の温度、Ｖ_ＤＯは、該環境の温度における前記ダイオードの電圧である、検出回路。
19. 前記第５の抵抗器は、以下の抵抗値
    

    

    を有する、請求項１７に記載の検出回路であって、Ｖ_ＲＥＦは、前記電圧基準、Ｔ_０は、前記温度補償回路を囲繞する環境の温度、Ｖ_ＤＯは、該環境の温度における前記ダイオードの電圧である、検出回路。
20. 温度補償回路の第１の分岐を使用して電圧低下閾値電圧を設定することであって、該電圧低下閾値電圧は、実質的に温度変化に非依存性であることと、
    該第１の分岐と並列の該温度補償回路の第２の分岐を使用して第２の電圧を提供することであって、該第２の電圧は電源電圧を示す、ことと、
    該第２の電圧が該電圧低下閾値電圧を交差する場合、比較器から信号を生成することであって、該電圧低下閾値電圧は、該比較器の第１の入力に結合され、該第２の電圧は、該比較器の第２の入力に結合される、ことと
    を含む、電圧低下検出のための方法。
21. 前記電圧低下閾値電圧を選択することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
22. 入力電圧によって基準電圧の交差を検出するための検出構成要素と、
    該基準電圧を生成するための温度補償回路であって、並列に接続され、該検出構成要素に別個に結合される２つの回路分岐を備える、温度補償回路と、
    実質的に温度非依存性である該基準電圧を生成するための第１の回路分岐と、
    該入力電圧を生成するための第２の回路分岐と
    を備える、回路。
23. 電圧低下閾値電圧を設定することと、
    実質的に一定のレベルにおいて該電圧低下閾値電圧を実質的に維持するために、並列回路要素の温度変化を補償することを含む、実質的に温度変化に非依存性である該電圧低下閾値電圧を維持することと、
    電源電圧を示す第２の電圧を評価することと、
    該第２の電圧が該電圧低下閾値電圧を交差する場合、信号を生成することと
    を含む、電圧低下検出のための方法。

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