JPH09184863A - 電源電圧検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】外付けピンを削除し、ＩＣ化に好適な電圧検出
回路を提供する。 【解決手段】正入力端子に電圧Ｖ２が印加される増幅器
７と、増幅器７の出力信号に応じたコレクタ電流を発生
する第１出力段トランジスタ８と、第１出力段トランジ
スタ８のコレクタ電流が供給される外付け抵抗９と、第
１出力段トランジスタ８のコレクタ電流と同一のコレク
タ電流を発生する第２出力段トランジスタ１０と、第２
出力段トランジスタ１０のコレクタ電流に応じて基準電
圧Ｖｒｅｆを発生する基準抵抗１１と、電源電圧Ｖｃｃ
と基準電圧Ｖｒｅｆとを比較する比較回路１２と、比較
回路１１の出力信号に応じてオン・オフするスイッチ１
３と、増幅器７の動作電流を発生する定電流源１４とか
ら成り、外付け抵抗９以外の回路及び素子はＩＣ化され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリーの出力
電圧が所定電圧より低くなったことを検出する電圧検出
回路に関し、特に、ＩＣ化に好適な電源電圧検出回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、コードレス電話の子機等のバ
ッテリーを有する機器において、バッテリーの放電状態
をその出力電圧に応じて検出する電源電圧検出回路があ
った。この様な電源電圧検出回路のうち、ＩＣ化された
電源電圧検出回路は図２の如く構成される。

【０００３】図２において、電源電圧Ｖｃｃは抵抗
（１）及び（２）により分圧され、比較回路（３）の正
入力端子に印加される。比較回路（３）の負入力端子に
は基準電圧Ｖｒｅｆを分圧した電圧Ｖ１が印加され、電
源電圧Ｖｃｃを分圧した電圧Ｖａと比較される。電圧Ｖ
ａが電圧Ｖ１より高い場合、比較回路（３）の出力信号
は「Ｈ」レベルとなり、トランジスタ（４）はオンし、
出力端子（５）から「Ｌ」レベルの出力信号が発生す
る。また、電圧Ｖａが電圧Ｖｃより低い場合、比較回路
（３）の出力信号は「Ｌ」レベルとなり、トランジスタ
（４）はオフし、出力端子（５）から「Ｈ」レベルの出
力信号が発生する。出力端子（５）から発生する出力信
号はマイコン等の外部回路に印加され、前記外部回路で
前記出力信号に応じてバッテリーの放電状態が判別され
る。また、抵抗（６）の電圧降下により基準電圧Ｖａを
生成しているが、抵抗（６）を可変抵抗にすることによ
り電源電圧Ｖｃｃの検出レベルを任意に設定することが
できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図２の回路
をＩＣ化すると、抵抗（１）及び（２）と、比較回路
（３）と、トランジスタ（４）とはＩＣ化することがで
きる。しかし、図２において、電源電圧Ｖｃｃの検出レ
ベルを可変とするために可変抵抗を接続する外付けピン
と、検出信号を外部回路に発生するための外付けピンと
備えければならず、外付けピン及びそれに接続される外
付け素子も削減できなかった。近年、ＩＣは外付けピン
や外付け素子を削減する方向であり、図２の回路では外
付けピンや外付け素子の削減ができないことはＩＣ化す
る上での障害となっていた。

【０００５】また、ＩＣ化する手段として、抵抗（６）
を複数の抵抗と並列接続するとともに、それぞれの抵抗
にスイッチを直列接続し、さらに、前記スイッチをデジ
タルデータによって制御するように構成すれば、抵抗
（６）をＩＣ化することが可能となり、電圧Ｖａ設定用
の外付けピンが削減できる。しかしながら、基準電圧Ｖ
ａをリニアに設定することができなくなり、希望の電圧
Ｖａが得にくいという問題が発生していた。さらには、
前記デジタルデータ用の外付けピンが新たに必要となる
問題が生じていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の点に鑑み
成されたものであり、同一基板上に集積化される電源電
圧検出回路であって、外付け抵抗を含み、外付け抵抗の
抵抗値に応じた出力電流を発生する電流発生回路と、該
電流発生回路の出力電流に応じて基準電圧を発生する基
準電圧発生回路と、該基準電圧と電源電圧とを比較し、
電源電圧が基準電圧より低いとき出力信号を発生する比
較回路と、該比較回路の出力信号に応じて前記電流発生
回路の動作をオフする制御回路とを備え、電源電圧が基
準電圧より低く成ったことを示す信号を前記外付け抵抗
の一端から発生させることを特徴とする。

【０００７】また、前記電流発生回路は、前記制御回路
の出力信号に応じて動作が制御され、一方の入力端に所
定電圧が印加される増幅器を備え、増幅器の出力信号に
応じて発生する外付け抵抗の端子電圧を前記増幅器の他
方の入力端に負帰還し、前記基準電圧発生回路は、一端
から前記増幅器の出力信号に応じて基準電圧を発生する
基準抵抗から成ることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
図であり、（７）は正入力端子に電圧Ｖ２が印加される
増幅器、（８）は増幅器（７）の出力信号に応じてコレ
クタから出力電流を発生する第１出力段トランジスタ、
（９）は第１出力段トランジスタ（８）のコレクタ電流
が供給される外付け抵抗、（１０）は第１出力段トラン
ジスタ（８）のコレクタ電流と同一のコレクタ電流を発
生する第２出力段トランジスタ、（１１）は第２出力段
トランジスタ（１０）のコレクタ電流に応じて基準電圧
Ｖｒｅｆを発生する基準抵抗、（１２）は電源電圧Ｖｃ
ｃと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較する比較回路、（１３）
は比較回路（１１）の出力信号に応じてオン・オフする
スイッチ、（１４）は増幅器（７）の動作電流を発生す
る定電流源である。尚、外付け抵抗（９）以外の回路及
び素子はＩＣ化されている。

【０００９】図１において、バイアス電圧となる電圧Ｖ
２が増幅器（７）の正入力端子に印加され、直流増幅さ
れる。増幅回路（７）の出力信号は第１出力段トランジ
スタ（８）のベースに印加され、前記出力信号に応じて
第１出力段トランジスタ（８）のコレクタ電流が発生す
る。前記コレクタ電流は外付け抵抗（９）に供給され、
外付け抵抗（９）の電圧降下により発生する電圧Ｖｏが
増幅器（７）の負入力端子に帰還される。その為、増幅
器（７）は、前記正及び負入力端子の電圧差が零となる
ように、即ち、Ｖｏ＝Ｖ２となるように、第１出力段ト
ランジスタ（８）のコレクタ電流を発生させる。ここ
で、第１出力段トランジスタ（８）のコレクタ電流Ｉｃ
１は、外付け抵抗（９）の抵抗値をＲ１とすれば、Ｉｃ
１＝Ｖ２／Ｒ１となる。そして、増幅器（７）の出力信
号は第２出力段トランジスタ（１０）のベースにも供給
されているので、第２出力段トランジスタ（１０）のコ
レクタ電流Ｉｃ２は、Ｉｃ２＝Ｖ２／Ｒ１となり、基準
抵抗（１１）に供給される。よって、基準電圧Ｖｒｅｆ
は、基準抵抗（１１）の抵抗値をＲ２とすると、Ｖｒｅ
ｆ＝Ｒ２・Ｖ２／Ｒ１になる。基準電圧Ｖｒｅｆは比較
回路（１２）の負入力端子に印加され、その正入力端子
に印加される電源電圧Ｖｃｃと比較される。基準電圧Ｖ
ｒｅｆは電圧Ｖ２と、外付け抵抗（９）及び基準抵抗
（１１）の抵抗比とを乗算して設定できるので、基準電
圧を容易に設定することができる。

【００１０】電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｒｅｆより高
い場合、比較回路（１２）から「Ｌ」レベルの出力信号
がスイッチ（１３）に印加される。スイッチ（１３）は
「Ｌ」レベルの信号が印加されたときオンし、「Ｈ」レ
ベルの信号が印加されたときオフするように設定されて
いる。よって、比較回路（１２）の「Ｌ」レベルの出力
信号に応じてスイッチ（１３）はオンする。その為、定
電流源（１４）の出力電流が増幅器（７）を構成する差
動対に流れ、増幅器（７）は動作する。よって、出力端
子ＯＵＴから「Ｈ」レベル（出力電圧Ｖｏ＝Ｖ２）の出
力信号が発生する。

【００１１】また、電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｒｅｆ
より低くなると、比較回路（１２）は「Ｈ」レベルの出
力信号を発生し、スイッチ（１３）はオフする。定電流
源（１４）の出力電流は遮断され、増幅器（７）はオフ
しさらに第１及び第２出力段トランジスタ（８）及び
（１０）もオフする。その為、出力端子ＯＵＴから
「Ｌ」レベル（出力電圧Ｖｏ＝０）の出力信号が発生す
る。また、第２出力段トランジスタ（１０）がオフする
ことにより、比較回路（１２）の正入力端子は０Ｖにな
る。電源電圧Ｖｃｃは０Ｖよりは高いので、比較回路
（１２）から「Ｌ」レベルの出力信号が発生する。よっ
て、増幅器（７）が再び動作し、電圧Ｖ０＝Ｖ２とな
り、出力端子ＯＵＴから「Ｈ」レベルの出力信号が発生
する。また、第２出力段トランジスタ（１０）がオン
し、比較回路（１２）の正入力端子の入力電圧は基準電
圧Ｖｒｅｆとなる。電源電圧Ｖｃｃは基準電圧Ｖｒｅｆ
より低いので、比較回路（１２）は「Ｈ」レベルの出力
信号が発生する。従って、電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖ
ｒｅｆより低いときは、以上の動作が繰り返され、出力
端子ＯＵＴから「Ｈ」及び「Ｌ」レベルを交互に繰り返
す出力信号が発生する。尚、電源電圧Ｖｃｃが変動して
も、増幅器（７）の出力信号に応じた第１出力段トラン
ジスタ（８）のコレクタ電圧が増幅器（７）に負帰還さ
れるので、増幅器（７）の動作中出力電圧Ｖｏは常にＶ
２になる。

【００１２】出力端子ＯＵＴの出力信号は、マイコン等
の外部回路に印加され、前記出力信号に応じて電源電圧
の低下を判別することができる。即ち、前記出力信号が
「Ｈ」レベルの時電源電圧Ｖｃｃは十分に高く、前記出
力信号が「Ｈ」及び「Ｌ」レベルを交互に繰り返す信号
の時電源電圧Ｖｃｃの低下を判別することができる。

【００１３】

【実施例】図３は、本発明の一実施例を示す図であり、
（１５）及び（１６）は増幅器（７）を成し、差動接続
されたトランジスタ、（１７）及び（１８）は比較回路
（１２）を成し、差動接続されたトランジスタである。
図３において、トランジスタ（１５）及び（１６）のベ
ースに電圧Ｖｏ及びＶ２が印加され、ベース間の電圧差
（Ｖ２−Ｖｏ）に応じてトランジスタ（１６）のコレク
タに出力信号が発生し、第１及び第２出力段トランジス
タ（８）及び（９）のベースに供給される。第１出力段
トランジスタ（８）のコレクタ電流は外付け抵抗（９）
に流れ、外付け抵抗（９）の電圧降下と電圧Ｖ３とによ
り出力電圧Ｖｏが出力端子ＯＵＴから発生する。一方、
第２出力段トランジスタ（９）のコレクタ電流は電流ミ
ラー回路（１９）及び（２０）を介して基準抵抗（１
１）に供給される。基準抵抗（１１）の電圧降下と電圧
Ｖ４とにより基準電圧Ｖｒｅｆが発生し、トランジスタ
（１７）に供給される。また、トランジスタ（１８）の
ベースには電源電圧Ｖｃｃに応じた電圧が印加され、基
準電圧Ｖｒｅｆと比較される。

【００１４】電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｒｅｆより高
いとき、トランジスタ（１８）がオンするので、トラン
ジスタ（２１）はオフする。その為、トランジスタ（２
４ａ）及び（２４ｂ）に電流は流れなくなり、定電流源
（１４）の出力電流はトランジスタ（２４ａ）及び（２
４ｂ）から成る電流ミラー回路を介してトランジスタ
（１５）及び（１６）の共通エミッタに供給される。よ
って、増幅器（７）は動作し、出力端子ＯＵＴから出力
信号（Ｖｏ＝Ｖ３−（外付け抵抗（９）の電圧降下
分））が発生する。

【００１５】また、電源電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより低
いとき、トランジスタ（１７）がオンし、トランジスタ
（２１）からコレクタ電流が発生する。トランジスタ
（２１）のコレクタ電流は電流ミラー回路（２２）及び
（２３）を介して定電流源（１４）に供給される。電流
ミラー回路（２３）と定電流源（１４）との出力電流は
同一に設定されているので、トランジスタ（２４ａ）に
電流は流れずトランジスタ（２４ｂ）から増幅器（７）
に動作電流は供給されない。増幅器（７）は不動作とな
るので、トランジスタ（８）はオフし、出力端子ＯＵＴ
から出力信号（Ｖｏ＝Ｖ３）が発生する。また、トラン
ジスタ（９）もオフするので、電流ミラー回路（２０）
を構成するトランジスタがオフし、トランジスタ（１
７）のベース電圧は電圧Ｖ４になる。トランジスタ
（８）のベース電圧は電圧Ｖ４より低いので、トランジ
スタ（１７）がオフし、増幅器（７）の不動作の状態が
保持される。

【００１６】よって、電源電圧Ｖｃｃが十分に高いとき
「Ｌ」レベルの出力信号が発生し、電源電圧が所定レベ
ルより低くなると「Ｈ」レベルの出力信号が発生する。
図３の如く構成すれば、外付け抵抗（９）以外の素子を
すべてＩＣ化することができ、ＩＣ化に好適な電圧検出
回路を構成することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明に依れば、電流
発生回路の出力電流に応じて基準電圧を生成し、基準電
圧と電源電圧とを比較し、比較結果によって電流発生回
路を不動作させ、さらに、電流発生回路の出力電流に応
じて前記出力電流を定める外付け抵抗の一端から電圧検
出回路の出力信号を発生させるようにしているので、電
圧検出回路に係わる外付けピンを１個に削減することが
でき、外付け素子も削減できる。従って、ＩＣ化に好適
な電圧検出回路を提供することができる。

【００１８】また、電源電圧Ｖｃｃの検出レベルを外付
け抵抗と基準電圧を発生する基準抵抗との抵抗比だけで
決めることができるので、容易に検出レベルを変えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す回路図である。

【図２】従来例を示す回路図である。

【図３】本発明の一実施例を示す回路図である。

【符号の説明】

７ 増幅器 ８ 第１出力段トランジスタ ９ 外付け抵抗 １０ 第２出力段トランジスタ １１ 基準抵抗 １２ 比較回路 １３ スイッチ １４ 定電流源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一基板上に集積化される電源電圧検出回
   路であって、外付け抵抗を含み、外付け抵抗の抵抗値に
   応じた出力電流を発生する電流発生回路と、 該電流発生回路の出力電流に応じて基準電圧を発生する
   基準電圧発生回路と、 該基準電圧と電源電圧とを比較し、電源電圧が基準電圧
   より低いとき出力信号を発生する比較回路と、 該比較回路の出力信号に応じて前記電流発生回路の動作
   をオフする制御回路とを備え、電源電圧が基準電圧より
   低く成ったことを示す信号を前記外付け抵抗の一端から
   発生させることを特徴とする電源電圧検出回路。
2. 【請求項２】前記電流発生回路は、前記制御回路の出力
   信号に応じて動作が制御され、一方の入力端に所定電圧
   が印加される増幅器を備え、増幅器の出力信号に応じて
   発生する外付け抵抗の端子電圧を前記増幅器の他方の入
   力端に負帰還し、前記基準電圧発生回路は、一端から前
   記増幅器の出力信号に応じて基準電圧を発生する基準抵
   抗から成ることを特徴とする請求項１記載の電源電圧検
   出回路。