JP3719986B2 - 誤動作防止回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、CPUなどの制御信号によって制御されるものでそのCPUとは作動電源電圧の異なるパワーアンプ回路などの負荷が、電源電圧の低下時や電源投入時に電源電圧が立ち上がる過程において電源電圧が低いことに起因して起こる誤動作を防止する回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5に従来の保護回路を示しており、その回路構成を述べる。論理回路1はCPUなどで構成されており、図示しない装置全体の制御を行う制御信号を手段する。回路ユニット2は例えば携帯電話機の送信用パワーアンプモジュールであり、論理回路1より高い電源電圧Eで作動する。その回路ユニット2には、電源電圧が入力される電源入力端子と、制御信号が入力される制御信号入力端子を備える。
【0003】
制御信号入力端子に入力される信号の電圧振幅は、回路ユニット2の電源電圧Eとほぼ同じ電圧が必要であり、論理回路1から出力される制御信号の電圧振幅では不足になる。このためにレベルシフト(L/S)手段3が備えられており、論理回路1からの制御信号の電圧振幅を回路ユニット2の電源電圧と同じ振幅となるように増幅し、その増幅された制御信号は、レベルシフト信号出力手段4を通じて回路ユニット2の制御信号入力端子に供給される。
【0004】
前記回路ユニット2の内部には、この回路ユニットを制御するための制御回路2aが設けられている。その制御回路2aへの制御信号(回路内制御信号)は、ソースが電源入力端子に接続され、ゲートが制御入力端子に接続されたPチャンネルMOS型トランジスタM1のドレインを通じて供給される。ゲートに入力される制御信号によってトランジスタM1がオンオフし、これによりドレインに生じる信号が回路内制御信号となる。
【0005】
前記レベルシフト(L/S)信号出力手段4は、Pチャンネル型MOS型トランジスタM3のドレインとNチャンネルMOS型トランジスタM2の両ドレインが相互接続されてなる直列回路で構成されており、PチャンネルMOS型トランジスタM3のソースは電源電圧の正側に、NチャンネルMOS型トランジスタM2のソースは抵抗R2を介して電源電圧の負側に接続される。そして両トランジスタの相互接続されたゲートには、レベルシフト手段3からの出力信号が印加される。
【0006】
尚、前記抵抗R2は、両トランジスタM2、M3が瞬間的に同時にオンするような場合があっても、両トランジスタを通じて流れようとする短絡電流を制限するためのものであり、本回路の機能に直接関係するものではない。
【0007】
図5の回路における動作を図6のタイムチャートに従って説明する。電源電圧EのスイッチSWがオンすると、回路ユニット2の電源入力端子の電圧は、図6(a)のように時間の経過と共に上昇する。いま、図6(b)に示すように、論理回路1からローレベルの制御信号が出力され、レベルシフト手段3の出力部(G点)に0Vが出力されているとする。
【0008】
レベルシフト信号出力手段4はインバータ回路となっているため、このレベルシフト信号出力手段4からの制御信号はハイレベルになる。図6(a)のように電源入力端子電圧が上昇していても、PチャンネルMOS型トランジスタM3のソース・ゲート間の電圧が所定の電圧差(Vth3)になるまでは、そのトランジスタM3がオンしないため、その間は図6(c)に示すように、制御信号端子電圧はローレベルのままとなっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
いま、回路ユニット2内のPチャンネルMOS型トランジスタM1がオンするソース・ゲート電圧(Vth1)が、前記Vth3(トランジスタM3がオンする電圧)より小さい場合、論理回路1からの制御信号がローレベルにも拘わらず、図6(d)に示すように、電源入力端子電圧がVth1からVth3の電圧の間、PチャンネルMOS型トランジスタM1はオンとなり、回路ユニット2内の制御回路2aにハイレベルの信号を与えてしまい、回路ユニット2内で誤動作が生じる。
【0010】
このような現象は、電源立ち上がり時以外にも、電源電圧がVth3以下の電圧まで低下した場合にも発生する。
【0011】
図7は公報(特開平5-252660)に開示の「誤動作防止回路」を示している。これは制御用IC18により通電期間が規制される負荷12の誤動作を防止する回路であって、制御用IC18の動作保証電圧の下限値より高い設定電圧を上回る期間に限定して有意の制御信号S1を出力する“電源電圧監視部38”と、その信号S1が出力されている期間にのみ、負荷12への通電を可能にする“負荷電流通電部40”とを備える。
【0012】
この保護回路では、“電源電圧監視部38”に電圧検知用ICのごとき能動部品が必要となり、回路全体が複雑化して高価となった。
【0013】
従って本発明は、上述のように、Vth1がVth3より低い場合で回路電圧が確立されていないような場合等で生じる誤動作をなくせ、かつ、比較的簡単な構成によるる誤動作防止回路を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ロジックレベルのオンオフ信号を電源電圧レベルにシフトするレベルシフト手段(3)と、
レベルシフト手段(3)よりの信号を制御信号として出力するレベルシフト信号出力手段(4、5)と、
電源入力端子および前記制御信号が入力される制御信号入力端子、および前記制御信号でスイッチオンして電源入力端子への電源電圧を所定の制御回路へ給電する第1のスイッチ手段(M1)を有する回路ユニット(2)とで構成される回路の誤動作を防止回路であって、
前記レベルシフト信号出力手段(4、5)より出力される制御信号と、回路ユニット(2)の電源入力端子の電源電圧とが、当該回路のスチッチオン時およびオフ時に同電圧になるようにしたことを特徴とする。
【0015】
上記レベルシフト信号出力手段(5)としては、請求項2で示した構成(対応図:図1)を例示でき、上記レベルシフト信号出力手段(4)としては、請求項3で示した構成(対応図:図3)を例示できる。
【0016】
上記レベルシフト信号出力手段(4)における第3のスイッチ手段(M3)と第4のスイッチ手段(M4)とは請求項4で述べたようにほぼ同じ特性であることが望ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の第1の実施形態を示し、その構成を述べる。尚、図1の回路にあるレベルシフト信号出力手段5の構成以外は、図5の従来例と構成機能とも同じであり、既に従来技術の説明で詳細を述べているので説明は省略する。
【0018】
レベルシフト信号出力手段は、NチャンネルMOS型トランジスタM2からなり、そのドレインは抵抗R1を介して電源電圧Eの正側に、そのソースは電源電圧の負側に接続され、そしてそのゲートには、レベルシフト手段3の出力部が接続され、ドレインは回路ユニット2の制御信号入力端子に接続される。
【0019】
次に回路の動作を図2のタイムチャートを参照して説明する。電源電圧EのスイッチSWがオンすると、回路ユニット2の電源入力端子の電圧は、図2(a)のように時間の経過と共に上昇する。いま、図2(b)に示すように、論理回路1からローレベルの制御信号が出力され、レベルシフト手段3の出力部(G点)に0Vが出力されているとする。
【0020】
レベルシフト信号出力手段5はインバータ回路となっているため、このレベルシフト信号出力手段6からの制御信号はハイレベルになる。図2(a)のように電源入力端子電圧が上昇しても、NチャンネルMOS型トランジスタM2はゲート電圧がローレベルのため、オフ状態が維持され、そのトランジスタM2には電流は流れない。
【0021】
抵抗R1に電流が流れないため、トランジスタM2のドレイン電位は電源入力端子電圧と同じになる。従って、図2(c)に示すように、制御信号端子電圧は、電源入力端子電圧と同じタイミングで電圧が上昇する。この制御信号端子電圧をゲート信号として受けるPチャンネルMOS型トランジスタM1もオフであるため、図2(d)に示すように、回路内制御信号電圧は0Vに維持される。
【0022】
この回路であれば、電源投入時や電源電圧低下時に、回路ユニット2内のPチャンネルMOS型トランジスタM1がオンすることはないが、抵抗R1の抵抗値が大きいと、レベルシフト信号出力手段5の出力信号がローレベルからハイレベルに移行するときの時間が長くなり、高速の制御には適さないという不具合がある。
【0023】
図3は上述津の不具合を解消した本発明の第2の実施形態を示し、その構成を述べる。この図3は、図1の従来例に対してPチャンネルMOS型トランジスタM3と電源電圧の正側との接続点Sと、回路ユニット2の電源入力端子との間に、PチャンネルMOS型トランジスタM4を、ソースを接続点S側にして挿入したものであり、ゲートは電源電圧の負側に接続される。
【0024】
次に回路の動作を図4のタイムチャートを参照して説明する。電源電圧EのスイッチSWがオンすると、PチャンネルMOS型トランジスタM4のソース(接続点S)電圧は、図4(a)のように時間の経過と共に上昇する。そのソース電圧がPチャンネルMOS型トランジスタM4のソース・ゲート間電圧が所定の値(Vth4)未満では、図4(b)に示すように、そのトランジスタM4はオフのため、同トランジスタM4のドレイン、つまり電源入力電圧も0Vであるが、前記所定の値(Vth4)に達すると、同トランジスタM4はオンとなり、電源入力電圧は、ソース電圧の上昇に同期して上昇する。
【0025】
いま、図4(c)に示すように、論理回路1からローレベルの制御信号が出力され、レベルシフト手段3の出力部(G点)に0Vが出力されているとする。レベルシフト信号出力手段4はインバータ回路となっているため、このレベルシフト信号出力手段4からの制御信号はハイレベルになる。従って図4(a)のように電源入力端子電圧が上昇しても、PチャンネルMOS型トランジスタM3のソース・ゲート間の電圧が所定の電圧差(Vth3)になるまでは、そのトランジスタM3がオンしないため、制御信号端子電圧もローレベルのままとなっている。
【0026】
ここで、PチャンネルMOS型トランジスタM4のVth4電圧と、PチャンネルMOS型トランジスタM3のVth3電圧が同一になるようにそれらのトランジスタを選定しておくと、両トランジスタM3、M4は、図4(b)、図4(d)のように、スイッチSWのオンから同じ時間経過後に同時にオンすることになり、電源入力端子電圧と制御信号入力端子電圧とは同じ電圧となる。
【0027】
即ち、回路ユニット2内のPチャンネルMOS型トランジスタM1のゲートがローレベルの間は、電源入力端子には電圧が印加されないため、PチャンネルMOS型トランジスタM1が誤ってオンとなることはなく、従って、回路内制御信号は図4(e)に示されるように、0Vに維持され、回路ユニット2での誤動作をなくせる。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、電源スイッチがオンされたとき、回路ユニットの電源入力端子に供給される電源電圧の立ち上がりに呼応するように、回路ユニットへの制御信号電圧を変化させたので、その立ち上がりの間に、回路ユニット内の制御回路が誤まった制御信号で誤動作するといったことをなくせ、しかも安価の素子の追加だけで実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態を示した回路図
【図2】 図1の回路動作を示したタイムチャート
【図3】 本発明の第2の実施形態を示した回路図
【図4】 図3の回路動作を示したタイムチャート
【図5】 回路ユニットを制御するための従来の回路図
【図6】 図5の回路動作を示したタイムチャート
【図7】 公報に開示の誤動作保護回路の図
【符号の説明】
1 論理回路
2 回路ユニット
2a 制御回路
3 レベルシフト手段
4 レベルシフト信号出力手段
5 レベルシフト信号出力手段
M1、M3、M4 PチャンネルMOS型トランジスタ
M2 NチャンネルMOS型トランジスタ
Claims (7)
- 電源入力端子、制御信号入力端子、及び前記電源入力端子への電源電圧を所定の制御回路へ給電する第1のスイッチ手段を有する回路ユニットと、
ロジックレベルを電源電圧レベルにシフトするレベルシフト手段と、
前記レベルシフト手段からの信号を制御信号として前記制御信号入力端子を介して前記第1のスイッチ手段のゲートに出力し、電源立ち上げ時または電源低下時に前記所定の制御回路が誤動作しないように、前記電源入力端子と前記制御信号入力端子を同電圧にすることが可能なレベルシフト信号出力手段と、
を備えたことを特徴とする誤動作防止回路。 - ロジックレベルを電源電圧レベルにシフトするレベルシフト手段(3)と、
レベルシフト手段(3)よりの信号を制御信号として出力するレベルシフト信号出力手段(5)と、
電源入力端子、前記制御信号が入力される制御信号入力端子、および前記制御信号でスイッチオンして電源入力端子への電源電圧を所定の制御回路へ給電する第1のスイッチ手段(M1)を有する回路ユニット(2)とで構成される回路の誤動作を防止回路であって、
前記レベルシフト信号出力手段(5)は、第2のスイッチ手段(M2)からなり、そのドレインは抵抗(R1)を介して電源電圧の正側に、そのソースは電源電圧の負側に接続され、そしてそのゲートには、レベルシフト手段(3)の出力部が接続され、そして前記ドレインは前記制御信号入力端子に接続されることを特徴とする誤動作防止回路。 - ロジックレベルを電源電圧レベルにシフトするレベルシフト手段(3)と、
レベルシフト手段(3)よりの信号を制御信号として出力するレベルシフト信号出力手段(4)と、
電源入力端子、前記制御信号が入力される制御信号入力端子、および前記制御信号でスイッチオンして電源入力端子への電源電圧を所定の制御回路へ給電する第1のスイッチ手段(M1)を有する回路ユニット(2)とで構成される回路の誤動作を防止回路であって、
前記レベルシフト信号出力手段(4)は、
第2のスイッチ手段(M2)と第3のスイッチ手段(M3)との直列回路からなり、第3のスイッチ手段(M3)の一端は電源電圧の正側に、第2のスイッチ手段(M3)の一端は電源電圧の負側に接続され、そして両スイッチ手段のそれぞれの制御端子は相互接続され、それらの制御端子には、レベルシフト手段(3)よりの制御信号が供給され、そして、両スイッチ手段の接続点は前記制御入力端子に接続されており、
前記電源入力端子へは、前記第3のスイッチ手段(M3)と前記電源電圧の正側との接続点(S)から第4のスイッチ手段(M4)介して電源を供給することを特徴とする誤動作防止回路。 - 上記第3のスイッチ手段(M3)と第4のスイッチ手段(M4)とはほぼ同じ特性とした請求項3記載の誤動作防止回路。
- 上記第1のスイッチ手段(M1)はPチャンネルMOS型トランジスタである請求項1〜4のいずれかに記載の誤動作防止回路。
- 上記第2のスイッチ手段(M2)はNチャンネルMOS型トランジスタである請求項1〜5のいずれかに記載の誤動作防止回路。
- 上記第3および第4のスイッチ手段(M3、M4)はPチャンネルMOS型トランジスタである請求項3〜6のいずれかに記載の誤動作防止回路。
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