JP6590397B2 - Power monitoring system - Google Patents

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Description

本発明は、発振回路及び電源監視システムに関する。   The present invention relates to an oscillation circuit and a power supply monitoring system.

今日、様々な電気機器において、所定の周波数を有する電気信号を出力する発振回路が広く用いられている。   2. Description of the Related Art Oscillation circuits that output electrical signals having a predetermined frequency are widely used in various electrical devices today.

抵抗、容量及びトランジスタで構成されるRC発振回路が提案されている(特許文献1)。この例では、RC発振回路は、電源電圧が印加された抵抗と容量との間の電位と、電源電圧の分圧電位とは、入力される電圧比較器を有する。トランジスタは、容量と並列接続され、電圧比較器の出力により開閉制御される。   An RC oscillation circuit including a resistor, a capacitor, and a transistor has been proposed (Patent Document 1). In this example, the RC oscillation circuit includes a voltage comparator to which a potential between a resistor and a capacitor to which a power supply voltage is applied and a divided potential of the power supply voltage are input. The transistor is connected in parallel with the capacitor and is controlled to be opened and closed by the output of the voltage comparator.

他のRC発振回路も提案されている(特許文献2)。この例では、電圧発生回路は、異なる第1及び第2の電圧を発生する。選択回路は、第1及び第2の電圧の一方を出力する。電圧比較回路には、選択回路からの電圧と、電源電圧が印加された抵抗と容量との間の電位とが入力される。選択回路での選択は、電圧比較回路の出力により制御され、抵抗へ印加する印加電圧を決定する。   Other RC oscillation circuits have also been proposed (Patent Document 2). In this example, the voltage generation circuit generates different first and second voltages. The selection circuit outputs one of the first and second voltages. The voltage from the selection circuit and the potential between the resistor and the capacitor to which the power supply voltage is applied are input to the voltage comparison circuit. The selection in the selection circuit is controlled by the output of the voltage comparison circuit, and determines the applied voltage to be applied to the resistor.

実開昭60−30634号公報Japanese Utility Model Publication No. 60-30634 実開昭60−32834号公報Japanese Utility Model Publication No. 60-32834

しかし、発明者は、以下に示す問題点を見出した。特許文献1及び2に記載の構成では、トランジスタの制御端子に信号を入力するために、バッファ回路として2段従属接続されたインバータが設けられている。そのため、発振回路の出力信号以外に、インバータを駆動する電力が必要となり、消費電力がその分だけ増えてしまう。また、バッファ回路の分だけ回路面積が大きくなってしまい、小型化の観点から不利である。   However, the inventor has found the following problems. In the configurations described in Patent Documents 1 and 2, an inverter connected in two stages as a buffer circuit is provided as a buffer circuit in order to input a signal to the control terminal of the transistor. Therefore, in addition to the output signal of the oscillation circuit, electric power for driving the inverter is required, and the power consumption increases accordingly. In addition, the circuit area is increased by the buffer circuit, which is disadvantageous from the viewpoint of miniaturization.

本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、小型かつ消費電力が小さい発振回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a small-sized oscillation circuit with low power consumption.

本発明の一態様である発振回路は、カソードが電源と接続され、アノードがグランドと接続されるツェナーダイオードと、前記ツェナーダイオードに対して並列に接続される容量と、前記ツェナーダイオード及び前記容量に対して直列に接続される抵抗と、前記ツェナーダイオードと前記抵抗との間のノードと接続される出力端子と、を備え、前記ツェナーダイオードは、前記カソードが第1の電圧となったときに降伏し、前記カソードの電圧は、降伏後に前記第1の電圧よりも小さい第2の電圧であるツェナー電圧となるものである。   An oscillation circuit which is one embodiment of the present invention includes a Zener diode having a cathode connected to a power supply and an anode connected to a ground, a capacitor connected in parallel to the Zener diode, the Zener diode, and the capacitor. A resistor connected in series to the node, and an output terminal connected to a node between the Zener diode and the resistor, the Zener diode breaking down when the cathode becomes a first voltage. The cathode voltage becomes a Zener voltage, which is a second voltage smaller than the first voltage after breakdown.

本発明によれば、小型かつ消費電力が小さい発振回路を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a small oscillation circuit with low power consumption.

実施の形態1にかかる発振回路の構成を模式的に示す回路である。1 is a circuit diagram schematically showing a configuration of an oscillation circuit according to a first exemplary embodiment; 実施の形態1にかかるツェナーダイオードの特性評価回路を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a Zener diode characteristic evaluation circuit according to the first embodiment; ツェナーダイオードに印加する逆方向電圧を変化させたときの出力電圧を示すグラフである。It is a graph which shows an output voltage when changing the reverse voltage applied to a Zener diode. 実施の形態1にかかる発振回路の動作を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an operation of the oscillation circuit according to the first exemplary embodiment. 実施の形態1にかかる発振回路の動作を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an operation of the oscillation circuit according to the first exemplary embodiment. 実施の形態1にかかる発振回路の出力電圧とツェナーダイオードに流れる電流を示すグラフである。3 is a graph showing an output voltage of the oscillation circuit according to the first embodiment and a current flowing through the Zener diode. 実施の形態1にかかる発振回路の出力電圧と電源電圧との関係の例を示すグラフである。3 is a graph illustrating an example of a relationship between an output voltage and a power supply voltage of the oscillation circuit according to the first embodiment. 実施の形態2にかかる電源監視システムの構成を模式的に示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration of a power supply monitoring system according to a second exemplary embodiment. 実施の形態3にかかる電源監視システムの構成を模式的に示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram schematically showing a configuration of a power supply monitoring system according to a third embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as necessary.

実施の形態1
実施の形態1にかかる発振回路100について説明する。図1は、実施の形態1にかかる発振回路100の構成を模式的に示す回路である。発振回路100は、ツェナーダイオードZD、抵抗R、容量C及び出力端子TOUTを有する。
Embodiment 1
The oscillation circuit 100 according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a circuit diagram schematically illustrating a configuration of the oscillation circuit 100 according to the first embodiment. The oscillation circuit 100 includes a Zener diode ZD, a resistor R, a capacitor C, and an output terminal TOUT.

ツェナーダイオードZDのカソードは、抵抗Rを介して電源VCCと接続される。ツェナーダイオードZDのアノードは、グランドと接続される。容量Cは、ツェナーダイオードZDのカソードとアノードとの間に接続され、すなわちツェナーダイオードZDと並列に接続される。出力端子TOUTは、抵抗RとツェナーダイオードZDのカソードとの間のノードN1と接続される。電源VCCは、DC電源であり、一定の電源電圧VCCを出力する。   The cathode of the Zener diode ZD is connected to the power supply VCC via the resistor R. The anode of the Zener diode ZD is connected to the ground. The capacitor C is connected between the cathode and the anode of the Zener diode ZD, that is, connected in parallel with the Zener diode ZD. The output terminal TOUT is connected to a node N1 between the resistor R and the cathode of the Zener diode ZD. The power supply VCC is a DC power supply and outputs a constant power supply voltage VCC.

本実施の形態にかかるツェナーダイオードZDの特性について説明する。図2は、実施の形態1にかかるツェナーダイオードZDの特性評価回路110を示す回路図である。ツェナーダイオードZDの特性評価回路110は、本実施の形態にかかる発振回路100から容量Cを除去した構成を有する。なお、ツェナーダイオードZDの特性評価回路110の抵抗R10、電源V10、出力端子T10は、それぞれ発振回路100の抵抗R、電源VCC、出力端子TOUTに対応する。電源V10は、出力電圧を変化させることができる電源であり、例えば電源V10は正弦波信号を出力電圧として出力できる。   The characteristics of the Zener diode ZD according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the characteristic evaluation circuit 110 of the Zener diode ZD according to the first embodiment. The characteristic evaluation circuit 110 of the Zener diode ZD has a configuration in which the capacitor C is removed from the oscillation circuit 100 according to the present embodiment. Note that the resistor R10, the power supply V10, and the output terminal T10 of the Zener diode ZD characteristic evaluation circuit 110 correspond to the resistor R, the power supply VCC, and the output terminal TOUT of the oscillation circuit 100, respectively. The power supply V10 is a power supply that can change an output voltage. For example, the power supply V10 can output a sine wave signal as an output voltage.

図3は、ツェナーダイオードZDに印加する逆方向電圧V10を変化させたときの出力電圧を示すグラフである。図3では、電源V10の出力電圧をV10と表示し、出力端子T10での電圧をVtと表示した。ツェナーダイオードZDは、ヒステリシス特性を有するツェナーダイオードである。ツェナーダイオードZDは、逆方向に印加される電圧V10が降伏電圧Vbを超える(図3の区間A1からA2)と、逆方向の電流が流れ、ツェナーダイオードのカソードの電圧はツェナー電圧Vzに降下する(図3の区間A3)。この際、逆方向の印加電圧V10が更に増加しても(図3の区間A4)、ツェナーダイオードZDでの降下電圧が変化しないように電流が流れるので、出力端子T10での電圧Vtはツェナー電圧Vbのままで維持される。   FIG. 3 is a graph showing the output voltage when the reverse voltage V10 applied to the Zener diode ZD is changed. In FIG. 3, the output voltage of the power source V10 is indicated as V10, and the voltage at the output terminal T10 is indicated as Vt. The Zener diode ZD is a Zener diode having hysteresis characteristics. In the Zener diode ZD, when the voltage V10 applied in the reverse direction exceeds the breakdown voltage Vb (section A1 to A2 in FIG. 3), a reverse current flows and the voltage of the cathode of the Zener diode drops to the Zener voltage Vz. (Section A3 in FIG. 3). At this time, even if the reverse applied voltage V10 further increases (section A4 in FIG. 3), the current flows so that the voltage drop at the Zener diode ZD does not change, so the voltage Vt at the output terminal T10 is the Zener voltage. Vb is maintained as it is.

ツェナーダイオードZDは、逆方向の印加電圧V10が降伏電圧Vbよりも小さくなっても、上述の降伏状態が維持されて電流が流れ続ける。そして、逆方向の電圧V10がツェナー電圧Vzに到達すると(図3の区間A5)、ツェナーダイオードZDは降伏状態を脱して電流が流れなくなる。つまり、ツェナー電圧Vzは降伏電圧Vbよりも小さいため、ツェナーダイオードZDは印加される逆方向の電圧V10に対してヒステリシスな挙動を示すことが理解できる。   In the Zener diode ZD, even if the applied voltage V10 in the reverse direction becomes smaller than the breakdown voltage Vb, the above-described breakdown state is maintained and current continues to flow. When the reverse voltage V10 reaches the Zener voltage Vz (section A5 in FIG. 3), the Zener diode ZD exits the breakdown state and no current flows. That is, since the Zener voltage Vz is smaller than the breakdown voltage Vb, it can be understood that the Zener diode ZD exhibits a hysteresis behavior with respect to the applied reverse voltage V10.

次に、発振回路100の動作について説明する。図4及び5は、実施の形態1にかかる発振回路100の動作を示す回路図である。   Next, the operation of the oscillation circuit 100 will be described. 4 and 5 are circuit diagrams illustrating the operation of the oscillation circuit 100 according to the first embodiment.

ステップS1:VOUT<Vbの場合
この場合、図4に示すように、ツェナーダイオードZDは降伏状態ではないので、ツェナーダイオードZDには電流は流れない。よって、容量Cは電源電圧VCCにより充電される。このとき、容量Cに流れる電流Iの値は抵抗Rによって規制されるので、容量Cの充電は所定の時定数を有することとなる。なお、ステップS1は、電源VCCが電圧の印加を開始して、発振回路100の動作が開始した場合、及び、後述するステップS3の後の状態に対応する。
Step S1: When VOUT <Vb In this case, as shown in FIG. 4, since the Zener diode ZD is not in the breakdown state, no current flows through the Zener diode ZD. Therefore, the capacitor C is charged by the power supply voltage VCC. At this time, since the value of the current I flowing through the capacitor C is regulated by the resistor R, charging of the capacitor C has a predetermined time constant. Note that step S1 corresponds to the case where the power supply VCC starts applying voltage and the operation of the oscillation circuit 100 starts, and the state after step S3 described later.

ステップS2:VOUT>Vbの場合
出力電圧VOUTが降伏電圧Vbよりも大きくなると、図5に示すように、ツェナーダイオードZDが降伏状態となり、本実施の形態では、抵抗Rの抵抗値は、降伏状態時のツェナーダイオードZDの抵抗値はほぼ0となる。よって、ツェナーダイオードZDには、逆方向の電流Iが流れ、容量Cに充電されている電荷もツェナーダイオードZDを介して放電される。よって、出力電圧VOUTは急激に降下する。
Step S2: When VOUT> Vb When the output voltage VOUT becomes larger than the breakdown voltage Vb, as shown in FIG. 5, the Zener diode ZD enters the breakdown state. In this embodiment, the resistance value of the resistor R is the breakdown state. At that time, the resistance value of the Zener diode ZD is almost zero. Therefore, a reverse current I flows through the Zener diode ZD, and the charge charged in the capacitor C is also discharged through the Zener diode ZD. Therefore, the output voltage VOUT drops rapidly.

ステップS3:VOUT=Vrの場合
出力電圧VOUTが降下してツェナー電圧Vzになると、ツェナーダイオードZDが降伏状態から脱するので、ツェナーダイオードZDには電流が流れなくなる。よって、図4に示すように、容量Cの充電が再開される。
Step S3: When VOUT = Vr When the output voltage VOUT drops to the Zener voltage Vz, the Zener diode ZD is released from the breakdown state, so that no current flows through the Zener diode ZD. Therefore, as shown in FIG. 4, the charging of the capacitor C is resumed.

つまり、発振回路100では、ステップS1からステップS3によるサイクルが繰り返えされることが理解できる。図6は、実施の形態1にかかる発振回路100の出力電圧VOUTとツェナーダイオードZDに流れる電流を示すグラフである。図6に示すように、出力電圧VOUTは、ツェナー電圧Vzから降伏電圧Vbまでスロープ状に立ち上がり、降伏電圧Vbに達すると急峻にツェナー電圧Vzへ降下する、鋸波状ないしは略鋸波状の波形を有する。ツェナーダイオードZDに流れる電流IZDは、降伏状態開始時に最大となり、降伏終了へ向かってスロープ状に値が小さくなり、降伏状態でないときには0となる。 That is, in the oscillation circuit 100, it can be understood that the cycle from step S1 to step S3 is repeated. FIG. 6 is a graph showing the output voltage VOUT of the oscillation circuit 100 according to the first embodiment and the current flowing through the Zener diode ZD. As shown in FIG. 6, the output voltage VOUT rises in a slope shape from the Zener voltage Vz to the breakdown voltage Vb, and has a sawtooth or substantially sawtooth waveform that drops sharply to the Zener voltage Vz when the breakdown voltage Vb is reached. . The current I ZD flowing through the Zener diode ZD becomes maximum at the start of the breakdown state, decreases in a slope shape toward the end of the breakdown, and becomes zero when not in the breakdown state.

ここで、発振回路100の発振周波数について検討する。発振回路100のような抵抗と容量との直列回路における容量の充電電圧は、一般に以下の式(1)で表される。

Figure 0006590397
式(1)のτ(τ=CR)が時定数である。式(1)に示すように、時定数τ、すなわち容量Cの充電速度は、抵抗Rの抵抗値と容量Cの容量値とにより決定される。 Here, the oscillation frequency of the oscillation circuit 100 will be examined. A charging voltage of a capacitor in a series circuit of a resistor and a capacitor like the oscillation circuit 100 is generally expressed by the following formula (1).
Figure 0006590397
In Equation (1), τ (τ = CR) is a time constant. As shown in Expression (1), the time constant τ, that is, the charging speed of the capacitor C is determined by the resistance value of the resistor R and the capacitance value of the capacitor C.

発振回路100において、出力電圧VOUTがツェナーダイオードZDのツェナー電圧Vzから降伏電圧Vbまで上昇する間の時間Tは、上述の時定数τを用い、以下の式(2)で表される。

Figure 0006590397
In the oscillation circuit 100, the time T during which the output voltage VOUT rises from the Zener voltage Vz of the Zener diode ZD to the breakdown voltage Vb is expressed by the following equation (2) using the time constant τ described above.
Figure 0006590397

ステップS2において、出力電圧VOUTがツェナーダイオードZDの降伏電圧Vbからツェナー電圧Vzに降下する時間が瞬時であり、ここでは0とみなす。よって、式(2)2に示した時間Tは、発振回路100の発振周期である。この場合、発振回路100の発振周期fは、以下の式(3)で示される。

Figure 0006590397
In step S2, the time for the output voltage VOUT to drop from the breakdown voltage Vb of the Zener diode ZD to the Zener voltage Vz is instantaneous, and is regarded as 0 here. Therefore, the time T shown in Expression (2) 2 is the oscillation cycle of the oscillation circuit 100. In this case, the oscillation period f of the oscillation circuit 100 is represented by the following formula (3).
Figure 0006590397

以上説明したように、本構成によれば、ヒステリシス特性を有するツェナーダイオード、抵抗及び容量の3つの部品を用いた簡易な構成できる発振回路を提供することができる。これにより、発振回路の小型化、軽量化の観点で有利である。また、部品点数が少ないので、低コストでの製造が実現できる。更に、部品点数が少ないので、故障率(Failure In Time:FIT)を低減でき、部品交換時間の低減にも寄与することができる。   As described above, according to this configuration, it is possible to provide an oscillation circuit that can be simply configured using three components, ie, a Zener diode having hysteresis characteristics, a resistor, and a capacitor. This is advantageous from the viewpoint of reducing the size and weight of the oscillation circuit. In addition, since the number of parts is small, manufacturing at low cost can be realized. Furthermore, since the number of parts is small, a failure rate (Failure In Time: FIT) can be reduced, which can contribute to a reduction in parts replacement time.

本構成によれば、式(1)に示すように、抵抗Rの値を大きくすることで容量Cの充電の時定数が大きくなる。よって、式(3)に示すように、発振回路100の発振周波数を小さくすることができる。したがって、抵抗Rの値を選択することで、発振周波数を容易に制御することができる。抵抗Rの値は、予め決定してもよいし、可変抵抗を用いて動的に制御可能に構成してもよい。   According to this configuration, as shown in the equation (1), increasing the value of the resistor R increases the time constant for charging the capacitor C. Therefore, as shown in Expression (3), the oscillation frequency of the oscillation circuit 100 can be reduced. Therefore, the oscillation frequency can be easily controlled by selecting the value of the resistor R. The value of the resistor R may be determined in advance, or may be configured to be dynamically controllable using a variable resistor.

本構成によれば、式(1)に示すように、容量Cの値を大きくすることで、容量Cの充電の時定数が大きくなる。よって、式(3)に示すように、発振周波数を小さくすることができる。したがって、容量Cの値を選択することで、発振周波数を容易に制御することができる。容量Cの値は、予め決定してもよいし、可変容量を用いて動的に制御可能に構成してもよい。   According to this configuration, as shown in Expression (1), the time constant for charging the capacitor C is increased by increasing the value of the capacitor C. Therefore, as shown in Expression (3), the oscillation frequency can be reduced. Therefore, the oscillation frequency can be easily controlled by selecting the value of the capacitor C. The value of the capacity C may be determined in advance, or may be configured to be dynamically controllable using a variable capacity.

また、式(3)に示すように、電源電圧VCCの値を変化させることで発振周波数を変化させることもできる。図7は、実施の形態1にかかる発振回路100の出力電圧VOUTと電源電圧VCCとの関係の例を示すグラフである。ここでは、ツェナーダイオードZDとして、RSB16V(ローム株式会社)を用いた。この場合の、ツェナーダイオードZDの降伏電圧Vbは18.17V、ツェナー電圧Vzは17.97Vであった。また、抵抗Rの抵抗値を10kΩ、容量Cの値を0.1μF(50V)とした。図7に示すように、電源電圧VCCの値を大きくすることで発振周波数を大きくすることができる。換言すれば、電源電圧VCCを変化させることで、発振周波数を容易に制御することができる。   Further, as shown in Expression (3), the oscillation frequency can be changed by changing the value of the power supply voltage VCC. FIG. 7 is a graph showing an example of the relationship between the output voltage VOUT and the power supply voltage VCC of the oscillation circuit 100 according to the first embodiment. Here, RSB16V (ROHM Co., Ltd.) was used as the Zener diode ZD. In this case, the breakdown voltage Vb of the Zener diode ZD was 18.17V, and the Zener voltage Vz was 17.97V. The resistance value of the resistor R was 10 kΩ, and the value of the capacitor C was 0.1 μF (50 V). As shown in FIG. 7, the oscillation frequency can be increased by increasing the value of the power supply voltage VCC. In other words, the oscillation frequency can be easily controlled by changing the power supply voltage VCC.

以上説明したように、抵抗R、容量C及び電源電圧VCCの値を変化させても、出力電圧VOUTの振幅はVb−Vrに維持されるので、出力電圧VOUTの発振周波数のみを変化させることができる。   As described above, even if the values of the resistor R, the capacitor C, and the power supply voltage VCC are changed, the amplitude of the output voltage VOUT is maintained at Vb−Vr. Therefore, only the oscillation frequency of the output voltage VOUT can be changed. it can.

実施の形態2
実施の形態2にかかる電源監視システム200について説明する。図8は、実施の形態2にかかる電源監視システム200の構成を模式的に示すブロック図である。電源監視システム200は、電装システム201の内部の電源線の電圧を監視するシステムとして構成される。
Embodiment 2
A power supply monitoring system 200 according to the second embodiment will be described. FIG. 8 is a block diagram schematically illustrating a configuration of the power supply monitoring system 200 according to the second embodiment. The power supply monitoring system 200 is configured as a system that monitors the voltage of the power supply line inside the electrical system 201.

電装システム201は、24Vバッテリ1、スイッチSW1〜SW3、負荷11〜13を有する。24Vバッテリ1の出力は、電源線W1により、スイッチSW1〜SW3の一端と接続される。   The electrical system 201 includes a 24V battery 1, switches SW1 to SW3, and loads 11 to 13. The output of the 24V battery 1 is connected to one end of the switches SW1 to SW3 through the power line W1.

スイッチSW1の他端とグランドとの間には、負荷11が接続され、電源線W1を介して電源が供給される。スイッチSW2の他端とグランドとの間には、負荷12が接続され、電源線W2を介して電源が供給される。スイッチSW3の他端とグランドとの間には、負荷13が接続され、電源線W3を介して電源が供給される。   A load 11 is connected between the other end of the switch SW1 and the ground, and power is supplied through the power supply line W1. A load 12 is connected between the other end of the switch SW2 and the ground, and power is supplied through the power line W2. A load 13 is connected between the other end of the switch SW3 and the ground, and power is supplied through the power supply line W3.

例えば、電装システム201が車載システムである場合、電源線W1をACC電源線、負荷11をACC電源ソケットとすることができる。また、電源線W2をヘッドランプ電源、負荷12をヘッドランプとすることができる。電源線W3をテールランプ電源、負荷13をテールランプとすることができる。   For example, when the electrical system 201 is an in-vehicle system, the power line W1 can be an ACC power line and the load 11 can be an ACC power socket. Further, the power line W2 can be a headlamp power source, and the load 12 can be a headlamp. The power supply line W3 can be a tail lamp power source, and the load 13 can be a tail lamp.

電源監視システム200は、発振回路101〜104、制御部105及びコンデンサC1〜C4を有する。発振回路101〜104には、実施の形態1にかかる発振回路100が用いられる。   The power supply monitoring system 200 includes oscillation circuits 101 to 104, a control unit 105, and capacitors C1 to C4. The oscillation circuit 100 according to the first embodiment is used for the oscillation circuits 101 to 104.

発振回路101は電源線W1から電源供給を受け、コンデンサC1を介して出力電圧VOUT1を制御部105へ出力する。よって、出力電圧VOUT1は、電源線W1の電圧に応じた発振周波数となる。   The oscillation circuit 101 receives power supply from the power supply line W1, and outputs the output voltage VOUT1 to the control unit 105 via the capacitor C1. Therefore, the output voltage VOUT1 has an oscillation frequency corresponding to the voltage of the power supply line W1.

発振回路102は電源線W2から電源供給を受け、コンデンサC2を介して出力電圧VOUT2を制御部105へ出力する。よって、出力電圧VOUT2は、電源線W2の電圧に応じた発振周波数となる。   The oscillation circuit 102 receives power supply from the power supply line W2, and outputs the output voltage VOUT2 to the control unit 105 via the capacitor C2. Therefore, the output voltage VOUT2 has an oscillation frequency corresponding to the voltage of the power supply line W2.

発振回路103は電源線W3から電源供給を受け、コンデンサC3を介して出力電圧VOUT3を制御部105へ出力する。よって、出力電圧VOUT3は、電源線W3の電圧に応じた発振周波数となる。   The oscillation circuit 103 receives power supply from the power supply line W3 and outputs the output voltage VOUT3 to the control unit 105 through the capacitor C3. Therefore, the output voltage VOUT3 has an oscillation frequency corresponding to the voltage of the power supply line W3.

発振回路104は電源線W4から電源供給を受け、コンデンサC4を介して出力電圧VOUT4を制御部105へ出力する。よって、出力電圧VOUT4は、電源線W4の電圧に応じた発振周波数となる。   The oscillation circuit 104 receives power supply from the power supply line W4 and outputs the output voltage VOUT4 to the control unit 105 through the capacitor C4. Therefore, the output voltage VOUT4 has an oscillation frequency corresponding to the voltage of the power supply line W4.

よって、制御部105は、出力電圧VOUT1〜VOUT4のそれぞれの周波数を測定することで、電源線W1〜W4の電圧を監視することができる。   Therefore, the control unit 105 can monitor the voltages of the power supply lines W1 to W4 by measuring the frequencies of the output voltages VOUT1 to VOUT4.

したがって、本構成によれば、上述の実施の形態にかかる発振回路を電圧センサとして用いて電源電圧を監視する電源監視システムを実現することができる。   Therefore, according to this configuration, it is possible to realize a power supply monitoring system that monitors the power supply voltage using the oscillation circuit according to the above-described embodiment as a voltage sensor.

実施の形態3
実施の形態3にかかる電源監視システム300について説明する。図9は、実施の形態3にかかる電源監視システム300の構成を模式的に示すブロック図である。電源監視システム300は、電源電圧VCCを監視するシステムとして構成される。電源監視システム300は、発振回路100、電界効果トランジスタ(FET)31、抵抗R2、スピーカ32を有する。
Embodiment 3
A power supply monitoring system 300 according to the third embodiment will be described. FIG. 9 is a block diagram schematically illustrating a configuration of the power supply monitoring system 300 according to the third embodiment. The power supply monitoring system 300 is configured as a system that monitors the power supply voltage VCC. The power supply monitoring system 300 includes an oscillation circuit 100, a field effect transistor (FET) 31, a resistor R2, and a speaker 32.

本実施の形態では、ツェナーダイオードZDとして、RSB16V(ローム株式会社)を用いた。また、抵抗Rの抵抗値を10kΩ、容量Cの値を0.1μF(50V)とした。FET31には、汎用のP型FETであるRSU002P03を用いた。   In the present embodiment, RSB16V (ROHM Co., Ltd.) is used as the Zener diode ZD. The resistance value of the resistor R was 10 kΩ, and the value of the capacitor C was 0.1 μF (50 V). For the FET 31, RSU002P03, which is a general-purpose P-type FET, was used.

FET31のソースは電源VCCと接続され、ドレインは抵抗R2とスピーカ32とを介してグランドと接続される。   The source of the FET 31 is connected to the power supply VCC, and the drain is connected to the ground via the resistor R2 and the speaker 32.

電源監視システム300では、電源電圧VCCとして12Vが供給される。電源電圧VCCが正常値である12Vであれば、発振回路100は発振しない。しかし、バッテリ配線の異常などで電源電圧VCCが上昇し、20V以上となると、発振回路100は発振する。そして、発振回路100の出力電圧VOUTと電源電圧VCCとの差異が2.5Vを超えるとFET31がオンとなり、スピーカ32からは発振周波数に応じた音声が出力される。   In the power supply monitoring system 300, 12V is supplied as the power supply voltage VCC. When the power supply voltage VCC is 12 V, which is a normal value, the oscillation circuit 100 does not oscillate. However, the oscillation circuit 100 oscillates when the power supply voltage VCC rises to 20 V or more due to an abnormality in the battery wiring or the like. When the difference between the output voltage VOUT of the oscillation circuit 100 and the power supply voltage VCC exceeds 2.5 V, the FET 31 is turned on, and sound corresponding to the oscillation frequency is output from the speaker 32.

以上、本構成によれば、電源電圧を監視し、電源電圧が上昇する以上が生じた場合に以上を検出して警報音を発する電源監視システム300を実現することができる。   As described above, according to the present configuration, it is possible to realize the power supply monitoring system 300 that monitors the power supply voltage and detects the above and outputs an alarm sound when the power supply voltage rises or exceeds.

その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、容量値、抵抗値及び電源電圧のいずれか1つを変化させてもよいし、容量値、抵抗値又は電源電圧のうち2つを変化させてもよい。また、容量値、抵抗値及び電源電圧の全てを変化させてもよい。
Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, any one of the capacitance value, the resistance value, and the power supply voltage may be changed, or two of the capacitance value, the resistance value, and the power supply voltage may be changed. Further, all of the capacitance value, the resistance value, and the power supply voltage may be changed.

なお、上述の実施の形態にかかる発振回路では、高電位側に抵抗Rが接続され、低電位側にツェナーダイオードZDと容量Cとが接続されるものとしたが、これは例示に過ぎない。すなわち、低電位側に抵抗Rが接続され、高電位側にツェナーダイオードZDと容量Cとが接続される構成としてもよい。換言すれば、抵抗Rと、ツェナーダイオードZD及び容量Cとの接続位置を入れ換えてもよい。この場合、出力電圧VOUTの波形は、図6と異なり、急峻に立ち上がり、緩やかに立ち下がる波形となる。   In the oscillation circuit according to the above-described embodiment, the resistor R is connected to the high potential side and the Zener diode ZD and the capacitor C are connected to the low potential side. However, this is merely an example. That is, the resistor R may be connected to the low potential side, and the Zener diode ZD and the capacitor C may be connected to the high potential side. In other words, the connection positions of the resistor R, the Zener diode ZD, and the capacitor C may be interchanged. In this case, unlike the waveform of FIG. 6, the waveform of the output voltage VOUT is a waveform that rises steeply and falls gently.

1 24Vバッテリ
11〜13 負荷
31 FET
32 スピーカ
100、101〜104 発振回路
105 制御部
110 特性評価回路
200、300 電源監視システム
201 電装システム
C 容量
C1〜C4 コンデンサ
N1 ノード
R、R2、R10 抵抗
SW1〜SW3 スイッチ
T10 出力端子
TOUT 出力端子
Vb 降伏電圧
VCC 電源
VOUT、VOUT1〜VOUT4 出力電圧
Vz ツェナー電圧
W1〜W4 電源線
ZD ツェナーダイオード
1 24V battery 11-13 Load 31 FET
32 Speaker 100, 101-104 Oscillator circuit 105 Control unit 110 Characteristic evaluation circuit 200, 300 Power supply monitoring system 201 Electrical system C Capacitance C1-C4 Capacitor N1 Nodes R, R2, R10 Resistors SW1-SW3 Switch T10 Output terminal TOUT Output terminal Vb Breakdown voltage VCC Power supply VOUT, VOUT1 to VOUT4 Output voltage Vz Zener voltage W1 to W4 Power supply line ZD Zener diode

Claims (5)

カソードが電源と接続され、アノードがグランドと接続されるツェナーダイオードと、
前記ツェナーダイオードに対して並列に接続される容量と、
前記ツェナーダイオード及び前記容量に対して直列に接続される抵抗と、
前記ツェナーダイオードと前記抵抗との間のノードと接続される出力端子と、
前記出力端子の電圧と前記電源の電圧とが入力され、前記出力端子の電圧と前記電源の電圧との差が所定値よりも大きな場合に閉じるスイッチと、
前記スイッチと前記グランドとの間に接続され、前記スイッチが閉じたときに警報を発する警報器と、を備え、
前記ツェナーダイオードは、前記カソードが第1の電圧となったときに降伏し、
前記カソードの電圧は、降伏後に前記第1の電圧よりも小さい第2の電圧であるツェナー電圧となる、
電源監視システム。
A Zener diode whose cathode is connected to the power supply and whose anode is connected to the ground;
A capacitor connected in parallel to the Zener diode;
A resistor connected in series with the zener diode and the capacitor;
An output terminal connected to a node between the Zener diode and the resistor;
The switch that closes when the voltage of the output terminal and the voltage of the power supply are input, and the difference between the voltage of the output terminal and the voltage of the power supply is greater than a predetermined value;
An alarm device connected between the switch and the ground and generating an alarm when the switch is closed,
The zener diode breaks down when the cathode is at a first voltage;
The cathode voltage becomes a Zener voltage, which is a second voltage smaller than the first voltage after breakdown,
Power monitoring system.
前記抵抗は、前記ツェナーダイオード及び前記容量の前記電源側の端部と前記電源との間に挿入され、又は、前記ツェナーダイオード及び前記容量の前記グランド側の端部と前記グランドとの間に挿入され、
前記出力端子は、前記抵抗の前記ツェナーダイオード側の端部と接続される、
請求項1に記載の電源監視システム。
The resistor is inserted between an end of the Zener diode and the capacitor on the power supply side and the power supply, or inserted between an end of the Zener diode and the capacitor on the ground side and the ground. And
The output terminal is connected to an end of the resistor on the Zener diode side;
The power supply monitoring system according to claim 1.
前記抵抗は、可変抵抗である、
請求項1又は2に記載の電源監視システム。
The resistor is a variable resistor.
The power supply monitoring system according to claim 1 or 2.
前記容量は、可変容量である、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電源監視システム。
The capacity is a variable capacity,
The power supply monitoring system according to any one of claims 1 to 3.
前記電源は、出力する電圧を調整可能に構成される、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電源監視システム。
The power source is configured to be capable of adjusting a voltage to be output.
The power supply monitoring system according to any one of claims 1 to 4.
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