JPH0875802A - 電源電圧監視装置 - Google Patents

電源電圧監視装置

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JPH0875802A
JPH0875802A JP20888094A JP20888094A JPH0875802A JP H0875802 A JPH0875802 A JP H0875802A JP 20888094 A JP20888094 A JP 20888094A JP 20888094 A JP20888094 A JP 20888094A JP H0875802 A JPH0875802 A JP H0875802A
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JP
Japan
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voltage
power supply
constant
source circuit
supply voltage
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Application number
JP20888094A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Omi
見 克 之 尾
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Toshiba Corp
Toshiba Information Systems Japan Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Information Systems Japan Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Information Systems Japan Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 電源電圧の検出精度が高く、かつ、省電力化
を図ることができる構成の電源電圧監視装置を提供す
る。 【構成】 第二の定電圧源回路7の出力である比較基準
電圧の比較対象となる電圧は、電圧比較器1の測定範囲
内の値となるように、監視対象である電源電圧VCCから
電圧降下させた電圧である。比較対象電圧を得るための
電圧降下を、バイポーラトランジスタQ1 により得られ
た定電流から発生させているので、電圧降下は電源電圧
CCの値にかかわらず常に一定となる。したがって、電
圧比較器1への入力電圧の値から算出される電源電圧V
CCの値に影響する電圧比較器1への入力オフセット電圧
が増幅して算出されることがなくなるので、電源電圧V
CCの検出精度が大幅に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電源電圧監視装置に関
し、特に電池駆動される集積回路に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】主に集積回路に用いられる電源電圧監視
装置の中には、定電圧源回路の出力電圧を基準として、
電源電圧の値がある特定の範囲内にあるか否かを検出す
るものがある。
【0003】電池駆動式の集積回路には、通常、ニッケ
ル−カドミウム蓄電池やニッケル−水素蓄電池等のよう
に、信頼性、耐重負荷性が高く、放電曲線が平坦で長寿
命の電池が用いられる。
【0004】ところが、これらの電池の放電電圧は、非
常に安定しているが、電池が完全放電状態に近づくと急
速に低下するという特徴がある。集積回路の動作中に電
源電圧が急速に低下した場合、誤動作等の原因となるた
め、電源電圧の変動を検出して、集積回路の動作停止、
予備電源への切り替え、あるいは電池の充電といった措
置をとる必要がある。
【0005】そこで、集積回路中に電圧比較器を設け
て、定電圧源回路の出力から発生される比較基準電圧と
電源電圧を分圧して発生される比較対象電圧とを比較す
ることにより、電源電圧の値がある特定の範囲内にある
か否かを検出するようにしている。
【0006】図4は、従来用いられている電圧比較器を
有する電源電圧監視装置のブロック図であり、図5は、
図4の構成における電源電圧VCC及びA点の電圧VA
対する検出電圧特性を示すグラフである。
【0007】図4の電源電圧監視装置においては、電圧
比較器1が基準電圧である定電圧源回路2の電圧Vref
と比較する対象は、電源電圧VCCを2個の分圧抵抗
1 、R2 の抵抗分割により分圧したA点の電圧VA
ある。電源電圧VCCを直接入力しない理由は、電圧比較
器1を構成する素子によってその比較器のしきい値があ
らかじめ決まっているため、電圧比較器1の入力電圧値
を比較器のしきい値に近い範囲に設定しなければならな
いからである。図4の回路構成の場合、入力電圧が高す
ぎると出力端子5からの出力が例えばLに固定された状
態となり、電圧比較器1がその役割を果たさなくなって
しまう。
【0008】そこで、定電圧源回路2の電圧Vref とA
点の電圧VA とを電圧比較器1へ入力することによりこ
れらを比較し、それらの電圧の差VIN(=Vref
A )についてVIN<0ならばL、VIN>0ならばHの
出力を、それぞれ得ている。
【0009】図5のグラフは、電圧比較器1の構成と定
電圧源回路2の電圧Vref の設定によって決められたし
きい値VTHとA点の電圧VA とを比較し、VA <VTH
らばL、VA >VTHならばHの出力を、それぞれ得るこ
とを表している。
【0010】この出力を検出することにより、A点の電
圧VA が定電圧源回路2の電圧Vre f と比較して高いか
低いかを判別することができる。したがって、電源電圧
CCの値がある特定の範囲内にあるか否かを算出するこ
とにより、電源電圧VCCを監視することができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
回路構成では基準電圧と比較し入力する電圧は、電源か
ら見ると抵抗R2 を介したA点の電圧VA であり、電源
電圧からA点までの電圧降下は電源電圧VCCに比例した
ものとなるので、次のような問題を生じる。
【0012】すなわち、比較器への入力電圧の値から電
源電圧の値を算出する際に、比較器への入力オフセット
電圧が増幅して算出されることである。例えば、図4に
おいて抵抗R1 とR2 との抵抗値の比が4:1であった
とすると、A点の電圧はVCC/5となる。この時、電圧
比較器1の入力オフセット電圧が20mVあるとする
と、A点の電圧から電源電圧VCCとして算出される値に
は100mVの誤差が生じ、検出精度が低下する。
【0013】また、電源電圧監視装置を集積回路内に設
けた場合において、図4のような回路構成では、集積回
路への電源電圧供給をOFFとする際に定電圧源回路2
の出力もOFFとしても、電源電圧VCCの分圧抵抗
1 、R2 には電流が流れて電力が無駄に消費されると
いう問題点もある。
【0014】本発明は、上記問題点に鑑みて成されたも
ので、その目的は、測定精度が高く、装置不使用時にお
ける無駄な消費電力が無い構成の電源電圧監視装置を提
供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、監視対
象である電源電圧を供給する電源と、基準電圧を発生す
る基準電圧源回路と、基準電圧源回路の出力から定電圧
を発生する第一の定電圧源回路と、基準電圧源回路の出
力から比較基準電圧を発生する第二の定電圧源回路と、
第一の定電圧源回路の出力から定電流を得る定電流発生
手段と、定電流発生手段により得られた定電流により電
源電圧からほぼ一定の電圧降下を発生させる電圧降下手
段と、電圧降下手段により電源電圧からほぼ一定の電圧
だけ降下した電圧と比較基準電圧とを比較する比較手段
とを備えたことを特徴とする。
【0016】第一の定電圧源回路と第二の定電圧源回路
とは、単一の定電圧源回路をなしているものとしても良
い。
【0017】また、定電流発生手段は、第一の定電圧源
回路の出力にベースが接続され、エミッタが接地側とさ
れたバイポーラトランジスタであり、電圧降下手段は、
一端に電源電圧が供給され、他端がバイポーラトランジ
スタのコレクタに接続された第一の抵抗であるものとす
ると良い。
【0018】さらに、電源電圧から第一の抵抗による電
圧降下分降下した電圧が比較手段の測定範囲内の値とな
るように、一端がバイポーラトランジスタのエミッタに
接続され、他端が接地された第二の抵抗を備えたものと
すると良い。
【0019】
【作用】比較基準電圧の比較対象となる電圧は、比較手
段の測定範囲内の値となるように、監視対象である電源
電圧から電圧降下させた電圧であるが、この電圧降下し
た比較対象電圧を得るための電圧降下を、定電流発生手
段により得られた定電流から発生させているので、電圧
降下は電源電圧の値にかかわらず常に一定となる。した
がって、比較器への入力電圧の値から算出される電源電
圧の値に影響する比較器への入力オフセット電圧が増幅
して算出されることがなくなるので、電源電圧の検出精
度が向上する。
【0020】また、定電流発生手段としてバイポーラト
ランジスタを採用した場合、定電圧源回路の出力をOF
Fとすれば、バイポーラトランジスタのベースへの入力
はOFFとなり、電源・接地間の経路は遮断されるの
で、装置不使用時における無駄な電力の消費を防止する
ことができる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
ながら説明する。
【0022】図1は、本発明にかかる電源電圧監視装置
の第一の実施例を示すブロック図であり、集積回路中に
構成されたものである。図1の第一の実施例において
は、定電流発生手段としてバイポーラトランジスタを採
用した場合を示している。
【0023】以下、図1に示した第一の実施例について
具体的に説明する。
【0024】電源電圧VCCの出力から、または独立して
基準電圧を発生する基準電圧源回路6が設けられてお
り、この基準電圧源回路6の出力からそれぞれ定電圧を
発生する第一の定電圧源回路(電圧V1 )2及び第二の
定電圧源回路7(電圧V2 )が設けられている。
【0025】バイポーラトランジスタQ1 を制御する第
一の定電圧源回路2はベースに接続され、エミッタ及び
コレクタはそれぞれ第一の抵抗R1 及び第二の抵抗R2
を介して接地点4及び電源電圧供給点3に接続されてい
る。
【0026】また、電圧比較器1の正相入力端子には、
その電圧が比較基準電圧となる第二の定電圧源回路7が
接続され、逆相入力端子には、バイポーラトランジスタ
1のコレクタと第二の抵抗R2 との間の、その電圧が
比較対象電圧となるA点が接続されている。
【0027】第一の定電圧源回路2からバイポーラトラ
ンジスタQ1 への入力により、抵抗R2 には電源電圧供
給点3から一定の電流IC が流れるので、電源電圧供給
点3からA点まで、すなわち、抵抗R2 における電圧降
下の大きさは一定値R2 Cとなる。
【0028】したがって、A点の電圧VA は、VA =V
CC−R2 C と表され、電圧降下R2 C が常に一定な
ので、電源電圧VCCの値が変化した分だけA点の電圧V
A が変化することになる。
【0029】図2は、本発明にかかる電源電圧監視装置
の第二の実施例を示すブロック図である。第二の実施例
の場合も、定電流発生手段としてバイポーラトランジス
タを採用した場合を示している。
【0030】図2の構成は、図1における第一の定電圧
源回路2及び第二の定電圧源回路7として、同一の定電
圧源回路を兼用した場合において、定電圧源回路の最も
簡単な具体例として直流の定電圧源Vref を接続した場
合を示している。ただし、図2では、直流電圧源である
定電圧源Vref を発生させる基となる基準電圧源回路
は、図面上省略している。
【0031】図3は、図1または図2の構成における電
源電圧VCC及びA点の電圧VA に対する検出電圧特性を
示すグラフである。電源電圧VCCとA点の電圧VA との
電圧の差、すなわち抵抗R2 における電圧降下R2 C
は常に一定となっている。図1においては、電圧比較器
1の構成と第二の定電圧源回路7の電圧V2 の設定によ
って決められたしきい値VTHとA点の電圧VA とを比較
し、VA <VTHならばL、VA >VTHならばHの出力
を、出力端子5からそれぞれ得ることを表している。
【0032】この出力を検出することにより、A点の電
圧VA が第二の定電圧源回路7の電圧V2 と比較して高
いか低いかを判別することができる。したがって、電源
電圧VCCの値がある特定の範囲内にあるか否かを算出す
ることにより、電源電圧VCCを監視することができる。
【0033】また、抵抗R2 における電圧降下R2 C
は常に一定なので、電圧比較器1への入力電圧の値から
算出される電源電圧VCCの値に影響する電圧比較器1へ
の入力オフセット電圧が増幅して算出されることがなく
なる。したがって、この時、電圧比較器1の入力オフセ
ット電圧が20mVあったとしても、電源電圧VCCとし
て算出される値に生じる誤差は入力オフセット電圧と等
しい20mVとなり、電源電圧の検出精度が大幅に向上
する。
【0034】ここで、バイポーラトランジスタQ1 のベ
ース・エミッタ間電圧をVBE、エミッタの電圧をVE
すると、VE =V1 −VBEと表され、エミッタ電流IE
はコレクタ電流IC に近似されるので、IC =VE /R
1 =(V1 −VBE)/R1 という関係が成立する。コレ
クタ電流IC は第一の定電圧源回路2の電圧V1 によっ
て生じるベース・エミッタ間電圧VBEによって制御され
ているので、電源電圧の変化に対してもコレクタ電流I
C は一定値に制御され、したがって電源電圧供給点3か
らA点までの電圧降下の大きさも一定値R2 C に制御
される。
【0035】なお、図1及び図2において、バイポーラ
トランジスタQ1 のベース・エミッタ間電圧VBEの温度
による変動は、例えば、第一の定電圧源回路2内にサー
ミスタ等の感温素子を用いた温度補償回路(図示せず)
により相殺することにより、温度特性によるばらつき要
因はほとんど無くすことができる。
【0036】また、電源電圧監視装置を集積回路内に設
けた場合において、集積回路への電源電圧供給を制御す
るための端子を設け、当該端子への入力のON/OFF
により集積回路への電源電圧供給のON/OFFを切り
替える構成とすることがある。この場合、集積回路への
電源電圧供給をOFFとすると同時にバイポーラトラン
ジスタQ1 を制御する第一の定電圧源回路2の出力もO
FFとなる構成とすれば、図1または図2のような回路
構成では、第一の定電圧源電圧2によって制御されるベ
ース・エミッタ間電圧VBEも0となる。コレクタ電流I
C 及びエミッタ電流IE は、第一の定電圧源回路2の出
力電圧によって生じるベース・エミッタ間電圧VBEによ
って制御されているので、これらの電流も0となる。し
たがって、抵抗R1 及びR2 には電流が流れないので電
源・接地間の経路は遮断され、従来の構成のように電源
電圧の分圧抵抗に電流が流れて電力が無駄に消費される
ことを防止し、装置を省電力化することができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、監
視対象である電源電圧から電圧降下させた比較対象電圧
を得るための電圧降下手段は、定電流発生手段により得
られた定電流を利用した構成とし、電圧降下は電源電圧
の値にかかわらず常にほぼ一定となるので、電源電圧と
して算出される値に影響する比較器への入力オフセット
電圧等のばらつき要因が増幅して計算されることがなく
なるので、電源電圧の検出精度を大幅に向上させること
ができる。
【0038】また、定電流発生手段としてバイポーラト
ランジスタを採用した場合、定電圧源回路の出力をOF
Fとすれば、バイポーラトランジスタのベースへの入力
はOFFとなり、電源・接地間の経路は遮断されるの
で、装置不使用時における無駄な電力の消費を防止し装
置の省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる電源電圧監視装置の第一の実施
例を示すブロック図。
【図2】本発明にかかる電源電圧監視装置の第二の実施
例を示すブロック図。
【図3】図1または図2の構成における電源電圧VCC
びA点の電圧VA に対する検出電圧特性を示すグラフ。
【図4】従来構成の電源電圧監視装置を示すブロック
図。
【図5】図4の構成における電源電圧VCC及びA点の電
圧VA に対する検出電圧特性を示すグラフ。
【符号の説明】
1 電圧比較器 2 第一の定電圧源回路(電圧V1 ) 3 電源電圧供給点 4 接地点 5 出力端子 6 基準電圧源回路 7 第二の定電圧源回路(電圧V2 ) A 比較対象電圧発生点 R1 第一の抵抗 R2 第二の抵抗 Q1 バイポーラトランジスタ Vref 定電圧源 VCC 電源電圧

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】監視対象である電源電圧を供給する電源
    と、 基準電圧を発生する基準電圧源回路と、 前記基準電圧源回路の出力から定電圧を発生する第一の
    定電圧源回路と、 前記基準電圧源回路の出力から比較基準電圧を発生する
    第二の定電圧源回路と、 前記第一の定電圧源回路の出力から定電流を得る定電流
    発生手段と、 前記定電流発生手段により得られた定電流により前記電
    源電圧からほぼ一定の電圧降下を発生させる電圧降下手
    段と、 前記電圧降下手段により前記電源電圧からほぼ一定の電
    圧だけ降下した電圧と前記比較基準電圧とを比較する比
    較手段とを備えたことを特徴とする電源電圧監視装置。
  2. 【請求項2】前記第一の定電圧源回路と前記第二の定電
    圧源回路とは、単一の定電圧源回路をなしていることを
    特徴とする請求項1に記載の電源電圧監視装置。
  3. 【請求項3】前記定電流発生手段は、前記第一の定電圧
    源回路の出力にベースが接続され、エミッタが接地側と
    されたバイポーラトランジスタであり、 前記電圧降下手段は、一端に前記電源電圧が供給され、
    他端が前記バイポーラトランジスタのコレクタに接続さ
    れた第一の抵抗であることを特徴とする請求項1に記載
    の電源電圧監視装置。
  4. 【請求項4】前記電源電圧から前記第一の抵抗による電
    圧降下分降下した電圧が前記比較手段の測定範囲内の値
    となるように、一端が前記バイポーラトランジスタのエ
    ミッタに接続され、他端が接地された第二の抵抗を備え
    たことを特徴とする請求項3に記載の電源電圧監視装
    置。
JP20888094A 1994-09-01 1994-09-01 電源電圧監視装置 Pending JPH0875802A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103399194A (zh) * 2013-08-16 2013-11-20 常熟市苏常工程质量检测有限公司 一种工作电流稳定性测试设备
CN104614572A (zh) * 2015-02-04 2015-05-13 成都市宏山科技有限公司 电压测量电路
CN106226585A (zh) * 2016-07-05 2016-12-14 广东威创视讯科技股份有限公司 电压监测装置和电子设备监测装置
JP2019203851A (ja) * 2018-05-25 2019-11-28 エイブリック株式会社 ボルテージディテクタ

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