JPH0746775A - バックアップ電源検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バックアップ電源への充電タイミングを制御す
る処理を必要とせずに、正確にバックアップ電源の出力
電圧を検出する。 【構成】システムリセット信号によりシステム電源１１
からバックアップ電源１２への充電回路を遮断するトラ
ンジスタ１６と、バックアップ電源１２の出力電圧をシ
ステムのメモリ等の最低保証電圧と比較して、その比較
結果を電圧判定出力として出力する電圧検出部１７の出
力を、システムリセット信号の立ち下がりエッジで保持
するとともに、その保持した信号をバックアップ電源検
出信号としてシステムに出力するラッチ回路１８とを設
けたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電源バックアップを
必要とする素子、例えばメモリや時計等を使用した電子
機器に用いられ、停電時に前記素子に電力を供給するバ
ックアップ電源の出力電圧を検出するバックアップ電源
検出回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にＳＲＡＭ（static random access
memory ）等の揮発性メモリは、システム電源から供給
される電力が断たれたとき、すなわち停電時には、記憶
されている内容（データ）が失われてしまう。

【０００３】ところで、電子機器では電源オフ後に再び
電源オンしたとき、電源オフ前の状態から継続して処理
を行いたいという要望があり、この要望に応えて、ニッ
ケル・カドミウム電池等の充電池をバックアップ電源と
して設け、停電時にも、ＳＲＡＭ等の揮発性メモリに記
憶されている内容を保持し続けられるようにするものが
あった。

【０００４】しかし、充電池にも充電容量に限界があ
り、システム電源の停電時間が長くなると、充電池の充
電容量が減少してしまい、その出力電圧がしだいに降下
する。一方、ＳＲＡＭ等の揮発性メモリにも、その記憶
している内容を保持できる最低保証電圧があり、バック
アップ電源の出力電圧がその最低保証電圧より低くなる
と、揮発性メモリに記憶されている内容が、正確に記憶
保持されているものか保証できなくなる。

【０００５】この揮発性メモリに記憶されている内容が
正確に記憶保持されているか否かを判断するのに、メモ
リチェックを行うという方法があるが、また、簡易的な
方法として、バックアップ電源の出力電圧を検出するバ
ックアップ電源検出回路を設けて、その検出されたバッ
クアップ電源の出力電圧が、揮発性メモリの最低保証電
圧以上か否かを判断し、バックアップ電源の出力電圧が
最低保証電圧以上ならば、揮発性メモリに記憶されてい
る内容は正確に記憶保持されているものと判断する方法
がある。

【０００６】従来のバックアップ電源検出回路は、例え
ば特開昭２−１１４８２７号公報に記載されていている
ものが知られている。

【０００７】すなわち、図３に示すような構成になって
いる。１はシステム電源であり、図示しないが、電源ス
イッチを介して供給される商用交流電源（ＡＣ１００
Ｖ）の電力をシステム（電子機器）で必要な所定の直流
電圧の電力に変換して、前記システムに供給する（シス
テム電源出力）ものである。

【０００８】２はバックアップ電源であり、ニッケル・
カドミウム充電池から構成され、第１のダイオード３を
介して、前記システムの電源バックアップを必要とする
ＳＲＡＭ等の素子へ電力を供給する（バックアップ電源
出力）ものである。

【０００９】前記システム電源１から前記バックアップ
電源２へ、第２のダイオード４及び充電電流を制限する
抵抗５を直列に構成した充電回路が接続され、この第２
のダイオード４と抵抗５との間にＰＮＰ形のトランジス
タ６が介挿されている。すなわち、このトランジスタ６
のエミッタ端子及びコレクタ端子が、それぞれ前記第２
のダイオード４のカソード端子及び前記抵抗５の一端に
接続されている。このトランジスタ６のベース端子に
は、前記システムにより制御される充電開始信号が入力
されるようになっている。

【００１０】また、前記バックアップ電源２の出力は、
電圧検出部７に入力されるようになっており、この電圧
検出部７では、前記バックアップ電源２の出力を前記シ
ステムで使用する揮発性メモリの最低保証電圧と比較し
て、その比較結果をバックアップ電源検出信号として前
記システムに出力するようになっている。

【００１１】充電開始信号は、システム電源１の電力供
給復帰時に、バックアップ電源２に同時に充電が行われ
ないように、トランジスタ６をオフ状態にして、上記充
電回路を途中で遮断状態にするものである。そして、電
圧検出部７からのバックアップ電源検出信号によるバッ
クアップ電源の出力電圧のチェックが終了すれば、充電
開始信号によりトランジスタ６はオン状態となり、バッ
クアップ電源２への充電が開始される。

【００１２】上述したように、システム電源１の電力供
給復帰時にトランジスタ６をオフ状態にするのは、バッ
クアップ電源２に同時に充電が行われると、その瞬間に
バックアップ電源２の出力電圧が急激に上昇してしまう
ので、停電時のバックアップ電源２の出力電圧を正確に
検出するために、バックアップ電源２の停電時の電圧を
そのまま維持する必要があるからである。

【００１３】すなわち、図４に示すように、システム電
源１が電力供給を行っている時点（ｔ１）においては、
すでに充電開始信号がローレベルとなってトランジスタ
６がオン状態になっており、システム電源１から第２の
ダイオード４及び抵抗５からなる充電回路を介してバッ
クアップ電源２へ充電が行われている。

【００１４】従って、バックアップ電源２は十分な充電
状態にあり、その出力電圧はシステム電源１の出力電圧
よりダイオード４及びトランジスタ６による電圧降下分
低い電圧となる。また、電圧検出部７から出力されるバ
ックアップ電源検出信号は、バックアップ電源２の出力
電圧が正常であることを示すハイレベルとなっている。

【００１５】電源スイッチがオフされ、システム電源１
の電力供給が断たれた時点（ｔ２）においては、システ
ムの電源バックアップを必要とする素子に、バックアッ
プ電源２から第１のダイオード３を介して電力が供給さ
れる。そして、電源スイッチがオフの間、バックアップ
電源２の充電容量が除々に消費され、その充電容量が所
定容量を下回ると（ｔ３）、バックアップ電源２の出力
電圧がしだいに降下し始める。

【００１６】例えば、バックアップ電源２の出力電圧が
メモリ等の最低保証電圧を下回り、その後、再び電源ス
イッチがオンされると、システム電源１の電力供給復帰
時（ｔ４）には、同時に充電開始信号がハイレベルとな
ってトランジスタ６がオフ状態となり、バックアップ電
源２への充電が遮断される。

【００１７】このとき、バックアップ電源検出信号は、
バックアップ電源２の出力電圧の異常を示すローレベル
となる。従って、システム側ではこのローレベルのバッ
クアップ電源検出信号によりメモリ異常と判断するよう
になっている。

【００１８】このバックアップ電源の出力電圧のチェッ
クが終了すると（ｔ５）、充電開始信号がローレベルに
なってトランジスタ６がオン状態となり、システム電源
１からバックアップ電源２へ充電回路を介して充電が開
始される。

【００１９】すると、バックアップ電源２の出力電圧が
急速に回復して、電圧検出部７から出力されるバックア
ップ電源検出信号はハイレベルに変化するが、すでにバ
ックアップ電源２の出力電圧のチェックは終了している
ので問題とはならない。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のバックアップ電源検出回路では、システム電源の電力
供給復帰時に、同時にバックアップ電源２への充電を行
わないようにするため、トランジスタ６のベース端子へ
出力する充電開始信号を制御する処理をシステム（電子
機器）側で行わなければならないという問題があった。

【００２１】そこでこの発明は、バックアップ電源への
充電タイミングを制御する処理を必要とせずに、正確に
バックアップ電源の出力電圧を検出することができるバ
ックアップ電源検出回路を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明は、電源バック
アップを必要とする素子、外部から供給される電力によ
り必要な電力を発生するシステム電源及び、システム電
源からの電力供給が断たれた停電時に素子に電力を供給
し、システム電源ににより充電されるバックアップ電源
を使用した電子機器に用いられ、バックアップ電源の出
力電圧を検出するバックアップ電源検出回路において、
バックアップ電源から素子へのバックアップ電力供給ラ
インに介挿され、システム電源から供給される電力のバ
ックアップ電源への流入を阻止する阻止手段と、システ
ム電源から供給される電力を充電電流としてバックアッ
プ電源に供給する充電ラインと、この充電ラインに介挿
され、システム電源の電力供給復帰時に電子機器で発生
するリセット信号により充電ラインを遮断する充電制御
手段と、バックアップ電源の出力電圧を検出する検出回
路と、リセット信号による充電ラインの遮断時に、検出
回路から出力された検出信号をリセット解除時以降も保
持する検出信号保持手段とを設けたものである。

【００２３】

【作用】このような構成の本発明において、システム電
源からの電力供給が断たれた停電状態から電力供給状態
に復帰した時には、阻止手段により、システム電源から
バックアップ電力供給ラインを介してバックアップ電源
への電力の流入が阻止され、充電制御手段により、電力
供給復帰時の電子機器で発生したリセット信号により充
電ラインが遮断される。

【００２４】従って、システム電源からバックアップ電
源への充電は一切行われない。

【００２５】検出回路により、バックアップ電源の出力
電圧が検出され、この検出回路から出力された検出信号
は、リセット信号による充電ラインの遮断時に、検出信
号保持手段により、リセット解除時以降も保持される。

【００２６】従って、リセット解除時に、検出信号保持
手段により保持された検出信号に基づいて、電子機器等
は、バックアップ電源の出力電圧が正常か異常かを正確
に判断することができる。

【００２７】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。

【００２８】図１において、１１はシステム電源であ
り、図示しないが、電源スイッチを介して供給される商
用交流電源（ＡＣ１００Ｖ）の電力をシステム（電子機
器）で必要な所定の直流電圧の電力に変換して、システ
ム電源出力として前記システムに供給するものである。

【００２９】１２はバックアップ電源であり、ニッケル
・カドミウム充電池から構成され、阻止手段としての第
１のダイオード１３を介して、前記システムの電源バッ
クアップを必要とするメモリや時計等の素子へバックア
ップ電源出力として電力を供給するものである。なお、
前記バックアップ電源１２から前記第１のダイオード１
３を介して前記システムの電源バックアップを必要とす
る素子へ電力ラインが、バックアップ電力供給ラインと
なっている。

【００３０】前記システム電源１１から前記バックアッ
プ電源１２へ、第２のダイオード１４及び充電電流を制
限する抵抗１５を直列に構成した充電ラインとしての充
電回路が接続され、この第２のダイオード１４と抵抗１
５との間に充電制御手段としてのＰＮＰ形のトランジス
タ１６が介挿されている。すなわち、このトランジスタ
１６のエミッタ端子及びコレクタ端子が、それぞれ前記
第２のダイオード１４のカソード端子及び前記抵抗１５
の一端に接続されている。このトランジスタ１６のベー
ス端子には、前記システムで電源投入時（システム電源
の電力供給復帰時）に発生するシステムリセット信号が
入力されるようになっている。

【００３１】また、前記バックアップ電源１２の出力
は、検出回路としての電圧検出部１７に入力されるよう
になっており、この電圧検出部１７では、前記バックア
ップ電源１２の出力を前記システムで使用する揮発性メ
モリの最低保証電圧と比較して、その比較結果を電圧判
定出力（検出信号）としてフリップフロップ回路からな
る検出信号保持手段としてのラッチ回路１８へ出力する
ようになっている。

【００３２】このラッチ回路１８にはシステムリセット
信号が入力されており、このラッチ回路１８は、システ
ムリセット信号がハイレベルの時、前記電圧検出回路１
７の電圧判定出力をそのまま出力するスルー状態とな
り、システムリセット信号の立ち下がりエッジで前記電
圧検出回路１７の電圧判定出力を保持し、システムリセ
ット信号がローレベルの間、その保持した電圧判定出力
を保持し続けるラッチ状態となり、このラッチ回路１８
の保持した電圧判定出力は、バックアップ電源検出信号
として前記システムに出力するようになっている。

【００３３】このような構成の本実施例においては、図
２に示すように、システム電源１１が電力供給を行って
いる時点（ｔ１）、すなわち通常にシステムにおいて処
理が行われている時には、当然リセット信号はローレベ
ルになっており、トランジスタ１６はオン状態で、シス
テム電源１１から第２のダイオード１４及び抵抗１５か
らなる充電回路を介してバックアップ電源１２へ充電が
行われている。

【００３４】従って、バックアップ電源１２は十分な充
電状態にあり、その出力電圧は、システム電源１１の出
力電圧よりダイオード１４及びトランジスタ１６による
電圧降下分低い電圧となる。また、電圧検出部１７の電
圧判定出力は、バックアップ電源２の出力電圧が正常で
あることを示すハイレベルとなっている。さらに、ラッ
チ回路１８から出力されるバックアップ電源検出信号
は、前リセット信号の立ち下がりによりバックアップ電
源の出力電圧が正常であったことを示すハイレベルに保
持されている。

【００３５】電源スイッチがオフされた等により、シス
テム電源１１の電力供給が断たれた時点（ｔ２）におい
ては、システムの電源バックアップを必要とする素子
に、バックアップ電源１２から第１のダイオード１３を
介して電力が供給され、バックアップ電源１２の充電容
量が除々に消費され、その充電容量が所定容量を下回る
と（ｔ３）、バックアップ電源１２の出力電圧がしだい
に降下し始める。

【００３６】例えば、ここでバックアップ電源１２の出
力電圧がメモリ等の最低保証電圧を下回ると、その後、
再び電源スイッチがオンされた等によるシステム電源１
１の電力供給復帰時（ｔ４）には、同時にシステムで発
生したシステムリセット信号がハイレベルとなりトラン
ジスタ１６がオフ状態となり、バックアップ電源１２へ
の充電が遮断される。

【００３７】このとき、電圧検出部１７の電圧判定出力
は、バックアップ電源１２の出力電圧の異常を示すロー
レベルとなる。一方、システムリセット信号はハイレベ
ルとなっているので、ラッチ回路１８は、その電圧判定
出力をそのままバックアップ電源検出信号としてシステ
ムに出力する。

【００３８】やがて、システムリセット信号がローレベ
ルになると（ｔ５）、その立ち下がりエッジで、電圧検
出部１７の電圧判定出力がラッチ回路１８により保持さ
れる。その保持された電圧判定出力はローレベルであ
り、従ってローレベルのバックアップ電源検出信号がシ
ステムに出力される。その結果、リセット解除されたシ
ステム側では、このローレベルのバックアップ電源検出
信号により、メモリ異常の可能性があると判断するよう
になっている。

【００３９】一方、システムリセット信号がローレベル
になると（ｔ５）、トランジスタ１６がオン状態とな
り、システム電源１１からバックアップ電源１２へ第２
のダイオード１４及び抵抗１５からなる充電回路を介し
て充電が開始される。

【００４０】すると、バックアップ電源１２の出力電圧
が急速に回復して、電圧検出部１７の電圧判定出力はハ
イレベルに変化するが、すでに、ラッチ回路１８はラッ
チ状態になっているので、ラッチ回路１８から出力され
るバックアップ電源検出信号はローレベルのままとなっ
ていて、システム側でのバックアップ電源の出力電圧の
チェック処理には問題とはならない。

【００４１】このように本実施例によれば、システムリ
セット信号によりシステム電源１１からバックアップ電
源１２への充電回路を遮断するトランジスタ１６と、バ
ックアップ電源１２の出力電圧をシステムのメモリ等の
最低保証電圧と比較して、その比較結果を電圧判定出力
として出力する電圧検出部１７の出力を、システムリセ
ット信号の立ち下がりエッジで保持するとともに、その
保持した信号をバックアップ電源検出信号としてシステ
ムに出力するラッチ回路１８とを設けたことにより、シ
ステム電源１１の電力供給復帰時に、システムリセット
信号のリセット時間だけバックアップ電源１２への充電
開始を遅延させることができ、バックアップ電源１２へ
の充電タイミングを制御する処理を必要とせず、しかも
そのリセット解除時に、ラッチ回路１８によりシステム
リセット信号の立ち下がりで電圧検出部１７の電圧判定
出力を保持することができるので、リセット解除後に、
システム電源１１の電力供給復帰時のバックアップ電源
１２の出力電圧を正確に検出することができる。

【００４２】従って、システム側では、バックアップ電
源１２への充電タイミングを制御する処理が必要がな
く、ソフトウエアをその分削除することができる。さら
に、従来、充電開始信号を出力するために、例えばＩ／
Ｏ（input/output）等の出力ポートを使用していたが、
この実施例においては、システムリセット信号を使用す
るので、出力ポートを使用する必要がなく、Ｉ／Ｏ等の
出力ポートをその分他の用途に有効に使用できるという
効果を得ることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
バックアップ電源への充電タイミングを制御する処理を
必要とせずに、正確にバックアップ電源の出力電圧を検
出することができるバックアップ電源検出回路を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の要部回路構成を示す図。

【図２】同実施例の各種信号のタイミングを示す図。

【図３】従来例の要部回路構成を示す図。

【図４】従来例の各種信号のタイミングを示す図。

【符号の説明】

１１…システム電源、１２…バックアップ電源、１３…
第１のダイオード、１４…第２のダイオード、１５…抵
抗、１６…トランジスタ、１７…電圧検出部、１８…ラ
ッチ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源バックアップを必要とする素子、外
   部から供給される電力により必要な電力を発生するシス
   テム電源及び、前記システム電源からの電力供給が断た
   れた停電時に前記素子に電力を供給し、前記システム電
   源ににより充電されるバックアップ電源を使用した電子
   機器に用いられ、前記バックアップ電源の出力電圧を検
   出するバックアップ電源検出回路において、前記バック
   アップ電源から前記素子へのバックアップ電力供給ライ
   ンに介挿され、前記システム電源から供給される電力の
   前記バックアップ電源への流入を阻止する阻止手段と、
   前記システム電源から供給される電力を充電電流として
   前記バックアップ電源に供給する充電ラインと、この充
   電ラインに介挿され、前記システム電源の電力供給復帰
   時に前記電子機器で発生するリセット信号により前記充
   電ラインを遮断する充電制御手段と、前記バックアップ
   電源の出力電圧を検出する検出回路と、前記リセット信
   号による前記充電ラインの遮断時に、前記検出回路から
   出力された検出信号をリセット解除時以降も保持する検
   出信号保持手段とを設けたことを特徴とするバックアッ
   プ電源検出回路。