JP3023776B2 - 遅延回路 - Google Patents

遅延回路

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JP3023776B2
JP3023776B2 JP10119648A JP11964898A JP3023776B2 JP 3023776 B2 JP3023776 B2 JP 3023776B2 JP 10119648 A JP10119648 A JP 10119648A JP 11964898 A JP11964898 A JP 11964898A JP 3023776 B2 JP3023776 B2 JP 3023776B2
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    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/13Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/02Multiple-port networks
    • H03H11/26Time-delay networks
    • H03H11/265Time-delay networks with adjustable delay
    • HELECTRICITY
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    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K5/01Shaping pulses
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はコンデンサへの充放
電を用いた遅延回路と、その遅延回路を用いた装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来のコンデンサへの充放電を用いた遅
延回路の一例を図2に示す。まずは、この遅延回路の動
作を説明する。最初の状態ではスイッチ1はONして
(閉じて)いてスイッチ2はOFFして(開いて)いる
ため、コンデンサ7が接続された端子Aは(V1−V
2)の電位になっている。本遅延回路の動作を開始する
ために、入力端子11に信号が与えられる。前記入力端
子11に信号が入るとコントロール回路8がスイッチ1
をOFFしてスイッチ2をONにする。端子Aは定電流
源12が接続されており、同じく端子Aに接続されてい
るコンデンサ7の電荷がディスチャージされていく。
【0003】端子Aの電位が基準電圧5の電位V3にな
るとコンパレータ9の出力が反転する。ディスチャージ
にある程度時間を要するので、本回路は遅延回路として
利用される。ここでコントロール回路8が動作を始めて
コンパレータ9の出力が反転するまでの時間が遅延時間
となる。これらを図3に示している。横軸を時間、縦軸
を電圧で示したものである。初期の状態では図2におけ
る端子Aの電位は(V1−V2)であるが、入力端子1
1に信号が入力された時間taからは定電流により容量
がディスチャージされるので端子Aの電位は低下してい
く。その後端子A電位が基準電圧5の電位V3に達する
とコンパレータの出力電圧が反転する。
【0004】遅延時間T0はコンデンサ7の容量値をC
0,定電流源12の定電流値をI0とおけば、次のよう
になる。
【0005】
【数1】
【0006】容量値C0を大きくするか定電流値I0を
小さくすば遅延時間は長くすることができる。逆に容量
値C0を小さくするか定電流値I0を大きくすれば遅延
時間は短くすることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来例として図2に示
したコンデンサへの充放電を用いた遅延回路の場合は、
次のような問題点がある。ここまで説明した遅延回路で
は、コンデンサ7が接続された端子Aが電位V1に短絡
されてしまうといった状態では不具合が生じる。コンデ
ンサ7に接続されるべき端子Aが、(V1−V2)より
高い電圧になった場合、コンパレータ9の反転入力端子
がV3より低くならない。このためコンパレータ6の出
力は反転することはない。これはすなわち遅延が実現さ
れず、無制限に遅延時間が延びてしまうことになる。こ
の時の電位を示したのが図4である。コンデンサ7が接
続された端子Aが異常な状態で接続されて電位V1にな
っている。このため端子Aの電圧は常に電位V1であ
り、コンパレータ9の出力が反転することがない。
【0008】この遅延回路は、保護回路や誤動作防止回
路としても用いられる。たとえばリチウムイオン電池で
は電圧が高くなると延焼などの危険性があるため過充電
防止回路が設けられている。その過充電防止回路にも遅
延回路を使用することができる。またリチウムイオン電
池の充電器にも充電時間の設定(充電停止回路)などに
遅延回路が使用されている。このため図1に示したコン
デンサ7が接続された端子Aが、(V1−V2)より高い
電圧に短絡した時には、過充電防止回路や充電停止回路
が働かず大変危険な状態となってしまう。前記した充電
器の遅延が働かないと充電が永久的に継続されることに
なり、充電器、リチウムイオン電池の発熱を進めるここ
になる。これにより機器の延焼、発熱が起こりうる大変
危険な状態である。
【0009】保護や安全性向上のために設けられた回路
では、故障が発生した場合でも何らかの保護が働かねば
ならない。いわゆる‘フェイルセーフ’となっていなけ
ればならない。本発明の場合には、遅延時間が短くなっ
たとしても出力電圧が反転して、外部に信号を送出する
ことが要求される。
【0010】
【課題を解決するための手段】遅延時間の設定にコンデ
ンサの充放電を用いた遅延回路において、コンデンサの
端子電圧が所定の電圧範囲外になったことを検出する電
圧検出回路を追加する。
【0011】
【発明の実施の形態】遅延時間の設定にコンデンサへの
充放電を用いた遅延回路において、コンデンサ端子が充
放電する時の電圧範囲外になったことを検出する電圧検
出回路を追加し、確実に遅延時間が完了するようにす
る。この一実施例を図1に示し、この遅延回路の動作を
説明する。
【0012】最初の状態ではスイッチ1はONして(閉
じて)いてスイッチ2はOFFして(開いて)いる。コ
ンデンサ7の接続された端子Aは予め電源電圧3の電位
V1から基準電圧4の電位V2を引いた値になってい
る。本遅延回路の動作を開始するために、入力端子11
に信号が与えられる。前記入力端子11に信号が入ると
コントロール回路8がスイッチ1をOFFしてスイッチ
2をONにする。コンパレータ9、13は常時オンして
いるものとする。端子Aは定電流源12が接続されてお
り、同じく端子Aに接続されている容量4がディスチャ
ージされていく。
【0013】端子Aの電位が基準電圧5の電位V3に達
するとコンパレータ9の出力が反転する。ディスチャー
ジにある程度時間を要するので、本回路は遅延回路とし
て利用される。ここでコントロール回路8が動作を始め
てコンパレータ9の出力が反転するまでの時間が遅延時
間となる。遅延時間T0はコンデンサ7の容量をC0,
定電流源12の定電流値をI0とおけば、次のようにな
る。
【0014】
【数2】
【0015】端子および出力端子の電圧変化は図3とま
ったく同じになる。今コンデンサ7が外来要因で端子A
との接続が開放された様な異常動作の場合を考える。こ
の様な開放状態では、コントロール回路8が動作したと
同時に定電流源12により端子Aの電位が下がり、コン
パレータ9の反転入力端子がV3以下になる。これによ
り遅延時間がほとんど無い状態でコンパレータ9の出力
は反転する。またコンデンサ7の接続された端子Aが、
外来要因でグランド電位に接続された状態でもコントロ
ール回路8が動作したときには、A端子電圧がV3以下
であるので遅延時間がほとんど無い状態でコンパレータ
9の出力が反転し、安全性が高まる。これを図5に示し
ている。
【0016】一方、コンデンサ7が接続された端子A
が、外来要因で(V1−V2)より高い電位に接続され
ることもある。従来例ではこの場合に永久的に出力端子
電圧が反転しなかった。本発明の実施例ではこれが改善
されている。すなわち、端子Aが(V1−V2)より高
い電位V4に接続されると遅延時間がほとんど無い状態
で、出力電圧は反転し安全性は高まる。
【0017】具体例としてコンデンサ7が、電源の電位
V1に短絡された場合を説明する。この状態でコントロ
ール回路8が動作を始めると、A端子の電位が(V1−
V2)より高い電圧V4よりも高くなるために本発明で
設けられているコンパレータ13の出力が反転する。ここ
まで説明した状態では遅延時間がほとんど無くコンパレ
ータの出力電圧は反転することになる。この時の電圧変
化を図6に示している。
【0018】他の実施例を図7にしめす。この回路は図
2の回路と同じ働きをするが、容量や定電流の接続が図
1とは異なる。最初の状態ではスイッチ1はONして
(閉じて)いてスイッチ2はOFFして(開いて)い
る。コンデンサ7は予め基準電圧の電位V2の電位にな
っている。本遅延回路の動作を開始するために、入力端
子11に信号が与えられる。前記入力端子11に信号が
入るとコントロール回路8がスイッチ1をOFFしてス
イッチ2をONにする。端子Aは定電流源12が接続さ
れており、同じく端子Aに接続されているコンデンサ7
がディスチャージされていく。端子Aの電位が電源電圧
の電位V1から基準電圧5の電位V3を引いた値に達す
るとコンパレータ13の出力が反転する。この時の電圧
変化を図8に示している。
【0019】コンデンサの接続されている端子Aが外来
要因によりV4より低い電位に接続されたり、(V1−
V3)より高い電位に接続された時には遅延時間がほと
んど無い状態でコンパレータ9あるいはコンパレータ1
3の出力が反転する。また図1の例では端子Aの電位が
予め(V1−V2)の電位に設定されているが、この電
位はV1〜グランドのどの電位になっていても構わな
い。
【0020】入力端子の電圧が変化する以前にはコンデ
ンサの電位はV1やグランドの電位であっても本発明は
実現可能である。これも図1に示した回路で説明でき
る。初期状態ではスイッチ1、2ともにOFFにしてお
く。コンデンサ7は予めグランドの電位になっている。
この時スイッチ1、2、コンパレータ9、13は全てO
FFしている。本遅延回路の動作を開始するために、入
力端子11に信号が与えられる。前記入力端子11に信
号が入るとコントロール回路8がスイッチ1をONして
まずコンデンサ7を(V1−V2)電位までチャージす
る。その後にスイッチ1をOFF,スイッチ2をON,
コンパレータ9、13を動作可能な状態にする。端子A
は定電流源12が接続されており、同じく端子Aに接続
されているコンデンサ7がディスチャージされていく。
端子Aの電位が基準電圧5の電位V3に達するとコンパ
レータ9の出力が反転する。この時のA端子電圧と出力
端子の電位変化を図9に示す。
【0021】初期のコンデンサの電位はVSSでなくて
も構わない。すなわち初期状態でコンパレータがOFF
していればコンデンサ4の電位はどの様な状態であって
もかまわない。以上の実施例を説明してきたが、コンパ
レータの入力端子や出力論理はどのように組んでも本発
明を実施することが可能である。
【0022】ここまで説明した実施例は、半導体集積回
路で構成することも可能である。その際には、容量を集
積回路に組み込むことが困難であり、外部に接続され
る。このために本発明が有効性を発揮することになる。
【0023】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように簡単な回
路を追加するだけで、容量が開放状態になったり、電源
電圧電位やグランド電位に短絡された異常時にも出力電
位が変化するよう働くため、機器全体の信頼性を高め、
安全性を向上させるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の遅延回路の実施例を示した説明図であ
る。
【図2】従来の遅延回路を示した説明図である。
【図3】従来の遅延回路の状態変化を示した説明図であ
る。
【図4】従来の遅延回路の状態変化を示した説明図であ
る。
【図5】本発明の遅延回路の実施例の状態変化を示した
説明図である。
【図6】本発明の遅延回路の実施例の状態変化を示した
説明図である。
【図7】本発明の遅延回路の他の実施例を示した説明図
である。
【図8】本発明の遅延回路の他の実施例の状態変化を示
した説明図である。
【図9】本発明の遅延回路の他の実施例の状態変化を示
した説明図である。
【符号の説明】
1,2 スイッチ 3 電源 4,5,6 基準電圧 7 コンデンサ 8 コントロール回路 9,13 コンパレータ 10 出力端子 11 入力端子 12 定電流源

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の端子が、一方が接地されている電
    源の他方の端子に第1の基準電圧を介して接続された第
    1のスイッチと、第3 の端子が前記第1のスイッチの第2の端子に接続さ
    れ、第4の端子が接地されたコンデンサと、第5の 端子が、前記第1のスイッチの第2の端子に第2
    のスイッチを介して接続され、第6の端子が接地された
    定電流源と、 入力端子からの信号により前記第1のスイッチを閉状態
    から開状態に、前記第2のスイッチを開状態から閉状態
    に切替えるコントロール回路と、第1の入力 端子が前記第1のスイッチの第2の端子に接
    続され、第2の入力端子が第2の基準電圧を介して接地
    され、第1の入力端子の電圧が第2の入力端子の電圧よ
    り低くなったときに反転信号を出力する第1のコンパレ
    ータとからなる遅延回路において、第3の入力 端子が第3の基準電圧を介して前記電源の他
    方の端子に接続され、第4の入力端子が前記コンデンサ
    第3の端子に接続され、前記第4の入力端子の電圧が
    前記第3の入力端子の電圧より小さいときに反転信号を
    出力する第2のコンパレータと、 前記第1のコンパレータの出力と前記第2のコンパレー
    タの出力を入力するOR回路よりなることを特徴とする
    遅延回路。
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