JPH0749422Y2 - 電圧監視回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、例えばコンピュータ等
の直流電源等において、電源電圧を監視するのに好適な
電圧監視回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ等においては、直流電源が
立上がってから正常値になるまでに前処理を必要とする
ため、電源の立上がりを監視し、正常値に達したとき前
処理動作から定常動作に移行させるための信号が必要に
なる。また、電源電圧が所定値より低下した場合、ＩＣ
等の回路動作が不安定になるため、電源電圧が所定値よ
り低下したとき動作を停止させる信号が必要になる。こ
のような信号を得るため、電圧監視回路が提案されてい
る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電圧監視回路は、監視すべき電源電圧とは別に、監視回
路を動作させるための電源を必要とする等、回路構成が
複雑化し、しかも動作が不安定になる欠点があった。

【０００４】そこで本考案の課題は、回路構成が簡単
で、電源の投入及び遮断のみならず、その変動も監視し
得る動作の確実な電圧監視回路を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本考案は、電流方向検出回路と、時定数充放電回路
と、分圧回路と、第１コンパレータと、第２のコンパレ
ータとを備える電圧監視回路であって、前記電流方向検
出回路及び前記時定数充放電回路は、被監視電圧に対し
て直列ループを形成しており、前記電流方向検出回路
は、前記第１のコンパレータの入力端子間に接続され電
流方向に従った電圧降下を生じるものであり、前記時定
数充放電回路は、コンデンサを含み、前記コンデンサが
前記被監視電圧によって前記電流方向検出回路を通して
一方向に充電され、前記被監視電圧が低下したときは前
記充電電流とは逆方向の放電電流を前記電流方向検出回
路に流すものであり、前記分圧回路は、前記被監視電圧
を分圧し、分圧電圧を出力するものであり、前記第１の
コンパレータは、前記充電電流によって前記電流方向検
出回路に生じる電圧降下及び前記放電電流によって前記
電流方向検出回路に生じる逆方向電圧降下に対応して、
反転または非反転の出力を生じるものであり、前記第２
のコンパレータは、一方の入力端子に前記コンデンサの
充電電圧に対応する電圧が入力され、他方の入力端子に
前記分圧電圧が入力され、両者を比較して反転または非
反転の出力を生じ、出力端子が前記第１のコンパレータ
の出力端子に接続されており、前記第１のコンパレータ
及び前記第２のコンパレータの各々の出力に対応する検
出出力が得られ、前記検出出力は、両出力の少なくとも
一方が低レベルであるとき低レベルとなり、前記両出力
が共に高レベルであるとき高レベルとなることを特徴と
する。

【０００６】

【作用】被監視電圧を電源電圧とした場合を想定する
と、電源投入時には、電流方向検出回路に充電電流が流
れ、第１のコンパレータは、充電電流によって電流方向
検出回路に生じる電圧降下に対応して、高レベルの出力
を生じる。第２のコンパレータは、コンデンサの充電電
圧の上昇が充電時定数により、分圧電圧に対して遅れる
ので、コンデンサの充電電圧が分圧電圧に到達するまで
の間、低レベルの出力を生ずる。第２のコンパレータの
出力端子は第１のコンパレータの出力端子に接続されて
いるから、両者の論理積がとられ出力端子から低レベル
の出力が得られる。

【０００７】時間が経過し、コンデンサの充電電圧に対
応する電圧が分圧電圧以上になると、第２のコンパレー
タは高レベルの出力を生ずる。これにより、出力端子か
ら低レベルから高レベルに変化する出力が得られ、電源
の立上がりを知ることができる。

【０００８】電源の変動により被監視電圧が低下した時
には、電流方向検出回路に放電電流が流れ、第１のコン
パレータは、放電電流によって電流方向検出回路に生じ
る逆方向電圧降下に対応して、低レベルの出力を生じ
る。第２のコンパレータは、コンデンサの充電電圧に対
応する電圧が分圧電圧に対して遅れるので、コンデンサ
の充電電圧に対応する電圧が分圧電圧より小さくなるま
での間、高レベルの出力を維持する。これにより、出力
端子から高レベルから低レベルに変化する出力が得ら
れ、電源の低下を知ることができる。

【０００９】電源遮断時は、上述した電源の低下と同
様、第１のコンパレータが低レベルの出力を生じるの
で、電源の遮断を知ることができる。

【００１０】本考案に係る電圧監視回路は、第１のコン
パレータと、その入力端子間に接続される電流方向検出
回路と、時定数充放電回路と、分圧回路と、第２のコン
パレータを備え、被監視電圧を動作電圧源として動作す
るので、回路構成が極めて簡単になる。

【００１１】

【実施例】第１図は本考案に係る電圧監視回路の電気回
路接続図である。図において、１は直流電源電圧たる被
監視電圧Ｖccを動作電圧源として動作する第１のコンパ
レータである。２は同じく被監視電圧Ｖccを動作電圧源
として動作する第２のコンパレータである。第１のコン
パレータ１及び第２のコンパレータ２は、非反転入力端
子（＋）、反転入力端子（−）及び出力端子（out1）、
（out2）を有する。

【００１２】第１のコンパレータ１の入力回路を構成す
る非反転入力端子（＋）と反転入力端子（−）との間に
は、電流方向検出回路を構成するダイオードＤ１及びＤ
２を互いに逆並列に接続してある。これらのダイオード
Ｄ１及びＤ２は、互いに逆並列に接続されているから、
電流方向に従って、第１のコンパレータ１の入力端子間
に互いに逆方向の電圧降下を生じさせ、その順方向の電
圧降下ＶＦによって第１のコンパレータ１を互いに反転
動作させる。ダイオードＤ１及びＤ２の代りに抵抗を用
いることもできるが、この実施例では、第１のコンパレ
ータ１の入力オフセットを避けるため、ダイオードＤ
１、Ｄ２によってレベルシフトさせる回路構成としてあ
る。

【００１３】Ｒ１はダイオードＤ１及びＤ２の逆並列回
路に対して直列に接続された抵抗、Ｃ１は同じく直列に
接続されたコンデンサ、Ｒ２はコンデンサＣ１と並列に
接続された抵抗である。抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１
は、ダイオードＤ１、Ｄ２の逆並列回路を通して、被監
視電圧Ｖccに従って充電及び放電される時定数充放電回
路を構成する。また、抵抗Ｒ２はダイオードＤ１、Ｄ２
によるレベルシフト動作を確実にするために設けられた
もので、高抵抗値のものによって構成されている。抵抗
Ｒ２はツェナーダイオード等の他の回路素子によって置
換することもできる。

【００１４】第２のコンパレータ２の非反転入力端子
（＋）は、コンデンサＣ１の一端に接続され、第２のコ
ンパレータ２の反転入力端子（−）は、被監視電圧Ｖcc
を分圧する抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との接続点（ｂ）に接続
されている。第２のコンパレータ２の出力端子（out2）
は、第１のコンパレータ１の出力端子（out1）に接続さ
れている。なお、第１のコンパレータ１及び第２のコン
パレータ２は出力側がオープンコレクタとなっている。
このようなコンパレータは周知である。オープンコレク
タ型であるのでワイヤード接続が可能である。

【００１５】Ｒ３、Ｒ４は抵抗、Ｑ１は出力インバート
用のトランジスタである。抵抗Ｒ４及びトランジスタＱ
１は、後段との接続を考慮し、出力インピーダンス調整
用として用いてある。

【００１６】次に図２のタイムチャートを参照し、上記
実施例の回路動作を説明する。まず、ｔo 時に投入され
た被監視電圧Ｖccが、時間の経過と共に、図２（Ａ）の
ように上昇して行く時には、被監視電圧Ｖccの上昇と共
に、抵抗Ｒ１及びダイオードＤ１を通してコンデンサＣ
１に充電電流ｉo が流れ、この充電電流ｉo によってコ
ンデンサＣ１が時定数Ｒ１・Ｃ１で充電されて行く。こ
の充電電流ｉo によりダイオードＤ１に順方向の電圧降
下ＶＦが生じると、第１のコンパレータ１の出力端子
（out1）の出力は、低レベルＬから高レベルＨとなる。
第２のコンパレータ２の入力端子に接続された（ｂ）点
の電圧Ｖｂは、被監視電圧Ｖccが抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６と
によって分圧されて、被監視電圧Ｖccと共に上昇して行
く。一方、抵抗Ｒ１及びダイオードＤ１を通してコンデ
ンサＣ１に充電電流ｉo が流れ、この充電電流ｉo によ
ってコンデンサＣ１が充電されて行く。コンデンサＣ１
は時定数Ｒ１・Ｃ１に従って、最終的には被監視電圧Ｖ
ccの定常値ＶccＨまで充電されるが、電源投入の初期
は、時定数Ｒ１・Ｃ１による時間遅れのため、コンデン
サＣ１の充電電圧たる（ｃ）点の電圧Ｖｃの上昇が、
（ｂ）点の電圧上昇より時間的に遅れ、電圧Ｖｃと電圧
Ｖｂとの関係が、Ｖｂ＞Ｖｃとなる。このため、第２の
コンパレータ２の出力端子（out2）の出力は低レベルＬ
となる。第１のコンパレータ１の出力端子（out1）は高
レベルＨであるが、第２のコンパレータ２の出力端子
（out2）は低レベルＬとなるため、結果的に（ａ）点の
出力は、両者の論理積がとられ、図２（Ｃ）に示す如く
低レベルＬとなる。

【００１７】時間が経過してコンデンサＣ１に対する充
電が進み、ｔ１時で（ｃ）点の電圧Ｖｃと（ｂ）点の電
圧Ｖｂとの関係がＶｃ＞Ｖｂになると、第２のコンパレ
ータ２の入力条件が反転するので、出力端子（out2）の
出力は反転し高レベルＨとなる。このため、（ａ）点の
出力は図２（Ｃ）に示す如く低レベルＬから高レベルＨ
となる。これにより、電源の立上がりを知ることができ
る。

【００１８】実施例では、後段にトランジスタＱ１によ
る反転回路が設けられており、電源が投入されたｔo 時
にはトランジスタＱ１がオフとなって、そのコレクタか
ら図２（Ｂ）の（イ）に示すような高レベルの監視信号
Ｖout が出力される。この監視信号Ｖouｔの変化によっ
て電源の立上がりを知ることもできる。充電が進んだｔ
１時には、トランジスタＱ１がオンとなって、そのコレ
クタから低レベルの監視信号Ｖout が出力される。この
監視信号Ｖouｔの変化によって電源の立上がりを知るこ
ともできる。

【００１９】被監視電圧Ｖccが立上った後は、抵抗Ｒ１
→ダイオ−ドＤ１→抵抗Ｒ２の経路で電流が流れ、ダイ
オ−ドＤ１に順方向の電圧降下ＶＦが発生し、第１のコ
ンパレータ１の出力は高レベルＨを維持する。第２のコ
ンパレータ２の出力も高レベルＨを維持する。この状態
は、電源電圧たる被監視電圧Ｖccが正常電圧ＶccH を維
持する限り継続する。

【００２０】次に被監視電圧Ｖccが何らかの原因でｔ２
時に電圧ＶＦだけ低下したとすると、これに対応してコ
ンデンサＣ１に蓄積されていた電荷が、コンデンサＣ１
→ダイオードＤ２→抵抗Ｒ１の経路を辿り、放電時定数
Ｒ１・Ｃ１で放電される。このため、ダイオードＤ２に
放電による順方向の電圧降下ＶＦを生じ、第１のコンパ
レータ１の出力は高レベルＨから低レベルＬとなる。第
２のコンパレータ２は、コンデンサＣ１の放電による充
電電圧の変化が分圧電圧の変化に対して遅れるので、コ
ンデンサの充電電圧が分圧電圧より小さくなるまでの
間、高レベルＨの出力を維持する。このため、（ａ）点
が図２（Ｃ）に示すように低レベルＬとなるので、電源
の低下を知ることができる。実施例では、後段に備えら
れたトランジスタＱ１及び抵抗Ｒ４による反転回路が被
監視電圧Ｖccでバイアスされているので、ｔ２時に高レ
ベルの監視出力Ｖout を出力する。

【００２１】被監視電圧Ｖccが復帰した場合は、ダイオ
−ドＤ１を通ってコンデンサＣ１に充電電流が流れるの
で、第１のコンパレ−タ１の出力は高レベルとなり、
（ａ）点が再び高レベルとなる。監視出力Ｖout は低レ
ベルとなる。

【００２２】電源遮断時は、上述した電源の低下の場合
と同様、第１のコンパレータ１が低レベルの出力を生じ
る。従って、ｔ２時において、図２（Ｃ）に示すように
（ａ）点は低レベルとなる。コンデンサＣ１に蓄積され
ていた電荷は時定数Ｒ１・Ｃ１で放電されるので、時定
数Ｒ１・Ｃ１に従った時間経過後は、放電電流がなくな
り、ダイオードＤ２の電圧降下もなくなるから、（ａ）
点は低レベルのままであり、電源の遮断を検知すること
ができる。実施例では、後段に備えられたトランジスタ
Ｑ１及び抵抗Ｒ４による反転回路が被監視電圧Ｖccでバ
イアスされているので、ｔ２時に高レベルの監視出力Ｖ
out を出力し、コンデンサＣ１の放電が完了しバイアス
がなくなった時に低レベルの監視出力Ｖout を出力す
る。

【００２３】図１の実施例において、第１のコンパレー
タ１の入力回路に並列接続されたダイオードＤ２は、図
３に示すようなツェナーダイオードＤ２１とダイオード
Ｄ２２との直列回路、或は図４に示すような複数のダイ
オードＤ２３、Ｄ２４、Ｄ２５の直列回路、または図５
に示すような抵抗Ｒ２７等によって置換することも可能
である。

【００２４】本考案に係る電圧監視回路は、第１のコン
パレータ１と、その入力端子間に接続される電流方向検
出回路（Ｄ１、Ｄ２）と、時定数充放電回路（Ｒ１、Ｃ
１）と、分圧回路（Ｒ５、Ｒ６）と、第２のコンパレー
タ２とを備え、被監視電圧Ｖccを動作電圧源として動作
するので、回路構成が極めて簡単になる。

【００２５】

【考案の効果】以上述べたように、本考案に係る電圧監
視回路は、電流方向検出回路と、時定数充放電回路と、
分圧回路と、第１コンパレータと、第２のコンパレータ
とを備える電圧監視回路であって、電流方向検出回路及
び時定数充放電回路は、被監視電圧に対して直列ループ
を形成しており、電流方向検出回路は、第１のコンパレ
ータの入力端子間に接続され電流方向に従った電圧降下
を生じるものであり、時定数充放電回路は、コンデンサ
を含み、コンデンサが被監視電圧によって電流方向検出
回路を通して一方向に充電され、被監視電圧が低下した
ときは充電電流とは逆方向の放電電流を電流方向検出回
路に流すものであり、分圧回路は、被監視電圧を分圧
し、分圧電圧を出力するものであり、第１のコンパレー
タは、充電電流によって電流方向検出回路に生じる電圧
降下及び放電電流によって電流方向検出回路に生じる逆
方向電圧降下に対応して、反転または非反転の出力を生
じるものであり、第２のコンパレータは、一方の入力端
子にコンデンサの充電電圧に対応する電圧が入力され、
他方の入力端子に分圧電圧が入力され、両者を比較して
反転または非反転の出力を生じ、出力端子が第１のコン
パレータの出力端子に接続されており、第１のコンパレ
ータ及び第２のコンパレータの各々の出力に対応する検
出出力が得られ、検出出力は、両出力の少なくとも一方
が低レベルであるとき低レベルとなり、両出力が共に高
レベルであるとき高レベルとなるから、監視すべき電源
電圧によって動作し、回路構成が簡単で、電源の投入、
遮断のみならず、その変動も確実に検出し得る電圧監視
回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る電圧監視回路の電気回路接続図で
ある。

【図２】電圧監視回路の動作を説明するタイムチャート
である。

【図３】から

【図５】コンパレータ入力回路の他の実施例を示す回路
図である。

【符号の説明】

１ 第１のコンパレータ ２ 第２のコンパレータ Ｄ１、Ｄ２ ダイオード Ｃ１ コンデンサ Ｒ１、Ｒ５、Ｒ６ 抵抗

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電流方向検出回路と、時定数充放電回路
   と、分圧回路と、第１コンパレータと、第２のコンパレ
   ータとを備える電圧監視回路であって、 前記電流方向
   検出回路及び前記時定数充放電回路は、被監視電圧に対
   して直列ループを形成しており、 前記電流方向検出回路は、前記第１のコンパレータの入
   力端子間に接続され電流方向に従った電圧降下を生じる
   ものであり、 前記時定数充放電回路は、コンデンサを含み、前記コン
   デンサが前記被監視電圧によって前記電流方向検出回路
   を通して一方向に充電され、前記被監視電圧が低下した
   ときは前記充電電流とは逆方向の放電電流を前記電流方
   向検出回路に流すものであり、 前記分圧回路は、前記被監視電圧を分圧し、分圧電圧を
   出力するものであり、 前記第１のコンパレータは、前記充電電流によって前記
   電流方向検出回路に生じる電圧降下及び前記放電電流に
   よって前記電流方向検出回路に生じる逆方向電圧降下に
   対応して、反転または非反転の出力を生じるものであ
   り、 前記第２のコンパレータは、一方の入力端子に前記コン
   デンサの充電電圧に対応する電圧が入力され、他方の入
   力端子に前記分圧電圧が入力され、両者を比較して反転
   または非反転の出力を生じ、出力端子が前記第１のコン
   パレータの出力端子に接続されており、 前記第１のコンパレータ及び前記第２のコンパレータの
   各々の出力に対応する検出出力が得られ、前記検出出力
   は、両出力の少なくとも一方が低レベルであるとき低レ
   ベルとなり、前記両出力が共に高レベルであるとき高レ
   ベルとなる ことを特徴とする電圧監視回路。