JPS63180868A - 電圧検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は電圧検出装置に関する。

［従来の技術］ 従来、マイクロプロセッサ及びそれに接続されるメモリ
等の周辺回路を備える装置において、マイクロプロセッ
サ及び周辺回路へ供給される電源電圧が所定のしきい値
電圧よりも低下したとき、発光ダイオード等で電源電圧
低下の警告を報知する装置が知られており、第６図はこ
の装置で用いられている電圧低下検出集積回路１０の内
部等価回路の回路図である。第６図において、該電圧低
下検出集積回路１０の電源入力端子１０ｐは直流電源Ｖ
ｃｃに接続されるとともに、演算増幅器のＯＰの正極電
源端子に接続される。また、電源入力端子ｔｏｐは抵抗
Ｒ１を介して演算増幅器ＯＰの非反転入力端子に接続さ
れるとともに、電流源１１を介して基準定電圧Ｒｒｅｆ
　［Ｖ　］を有する基準電圧素子１２の一端及び演算増
幅器ＯＰの反転入力端子に接続される。基準電圧素子１
２の他端はアースに接続され、また演算増幅器ＯＰの非
反転入力端子は抵抗Ｒ２を介してアースに接続される。

さらに、演算増幅器ＯＰの負極電源端子はアースに接続
され、該演算増幅器ＯＰの出力端子は該集積回路ＩＯの
信号出力端子１０ｃに接続される。ここで、基準電圧索
子１１は例えばツェナーダイオードで構成される。

以上のように構成された電圧低下検出集積回路ＩＯにお
いて、電源入力端子１０ｐに印加される直流電源Ｖｃｃ
の電圧［Ｖ］が抵抗ＲＩとＲ９で分圧され、抵抗ＲＩに
生じる電圧Ｖ　ｄ［Ｖ　］が基準電圧素子１１の電圧Ｒ
ｒｅｆ［Ｖ］よりも高いとき、検出信号出力端子１０ｃ
の電圧が所定の正電圧である１４レベルとなっているが
、一方、上記電圧Ｖｄ［Ｖ］が基準電圧素子１１の電圧
Ｒｒｅｒ　［Ｖ　］よりも低くなったとき、検出信号出
力端子１０ｃの電圧がアース電位であるＬレベルとなる
。従来例の装置においては、この検出信号出力端子ｔｏ
ｅを、該集積回路１０を用いる装置を制御するマイクロ
プロセッサ等の人力ポート又は割込み入力端子に接続し
、検出信号出力端子ｔｏｅのレベルがＬレベルとなった
とき、発光ダイオード等の表示素子を点灯させ、電源電
圧の低下を報知するようになっている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述の従来例の装置においては、電源電
圧の低下を検出するしきい値電圧は基準電圧素子１２、
抵抗Ｒ８及びＲ２で決定され、このしきい値電圧を変更
することはできない。

また、上記抵抗Ｒ１を、複数の抵抗を備えジャンパ線で
接続することにより複数の抵抗値を設定できる抵抗回路
におき替え、ジャンパ線の接続替えによって上記しきい
値電圧を変更することができるが、このジャンパ線のは
んだ付は等の煩雑な作業が伴い、簡単に上記しきい値電
圧を変更することができないという問題点があった。

さらに、上記抵抗Ｒ１を可変抵抗で構成することも考え
られるが、抵抗Ｒ１の抵抗値を正確に設定することがで
きず、従って、上記しきい値電圧を正確に設定すること
ができない。

またさらに、以上の従来例では、上記しきい値電圧をキ
ーボード等の入力手段を用いてデータとして予め入力し
て記憶させ、上記しきい値電圧を設定することができな
い。

４一 本発明の目的は以上の問題点を解決し、上記しきい値電
圧のデータを予めキーボード等の入力手段を用いて人力
して該データを記憶手段に記憶し予め上記しきい値電圧
を正確に設定することができるとともに、被測定電圧が
設定されたしきい値□　電圧を通過することを検出する
ことができる電圧検出装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、被測定電圧を検出する電圧検出手段と、上記
電圧検出手段の出力がしきい値電圧を通過するとき検出
信号を出力する比較手段と、上記しきい値電圧のデータ
を入力する人力手段と、上記しきい値電圧のデータを記
憶する記憶手段と、複数個の抵抗が接続された抵抗回路
と、上記記憶手段から上記しきい値電圧のデータを読み
出し上記データに基づいて上記抵抗回路の抵抗のうち所
定数の抵抗を短絡させることにより上記しきい値電圧を
設定する設定手段を備えたことを特徴とする。

［作用］ 以上のように構成することにより、上記人力手段により
上記しきい値電圧のデータが入力され上記記憶手段に予
め記憶される。次に、上記記憶手段から上記しきい値電
圧のデータを読み出し上記データに基づいて上記抵抗回
路の抵抗のうち所定数の抵抗を短絡させることにより、
上記しきい値電圧を設定する。さらに、上記電圧検出手
段によって検出された被測定電圧が設定された上記しき
い値電圧を通過するとき、検出信号が出力される。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例である電源電圧検出回路のブ
ロック図であり、第１図において、第６図と同一のもの
については同一の符号を付している。

この電源電圧検出回路は、電池３０の出力電圧ｖｂの低
下によって警告用発光ダイオード６を発光させるしきい
値電圧である電池３０の出力電圧ｖｂの第１のしきい値
電圧Ｖ８、並びに電源供給スイッチ３５をオフとするし
きい値電圧である電池３０の出力電圧ｖｂの第２のしき
い値電圧ｖＱを入力操作部２を用いて設定しかつ変更す
ることができることを特徴としている。

第１図において、ｌはこの電源電圧検出回路全体を制御
する中央演算処理部（以下、ＣＰＵという。）１であり
、電源スイッチ２ａ、第１及び第２のしきい値電圧ｖＩ
及びＶ、をそれぞれ設定するための第１及び第２しきい
値電圧設定キー２ｂ及び２ｃ、上記しきい値電圧■１及
び■、をリセットするためのリセットキー２ｄ、並びに
上記しきい値電圧ＶＩ及びＶ、を入力するための０ない
し９の数字キーと小数点キーからなるテンキー２ｅを備
える入力操作部２が該ＣＰＵＩに接続される。このｃｐ
ｕ、ｔにはまた、バス５を介してこの電源電圧検出回路
を制御するシステムプログラムを記憶するためのリード
オンリメモリ（以下、ＲＯＭという。）３、並びに上記
しきい値電圧Ｖ、及びｖ２を記憶しＣＰＵＩのワークエ
リアを確保するためのランダムアクセスメモリ（以下、
ＲＡＭという。）４が接続され、ここで、ＲＡＭ４は常
時所定の直流電源（図示せず）から電源が供給されてい
るが、この直流電源の供給がしゃ断されたとき電源を供
給するためのバックアップ用電池４ａを備えている。さ
らに、ＣＰＵＩには、電池３０の出力電圧ｖｂが第１の
しきい値電圧Ｖｌより低下したときの警告用発光ダイオ
ード６が接続されるとともに、レジスタ回路７の８個の
セットリセット形フリップフロップ（以下、ＲＳフリッ
プフロップという。

）ＦＦｌないしＦＦ８の各セット入力端子Ｓ及び各リセ
ット入力端子Ｒが接続される。各ＲＳフリップフロップ
ＦＦ’ｌないしＦ’Ｆ’８は、ＣＰＵＩから所定の正電
圧であるＨレベルのパルスがセット入力端子Ｓに入力さ
れたとき、該Ｑ出力端子をＬレベルからＨレベルに変化
させ、また、ＣＰＵＩからＨレベルのパルスがリセット
入力端子Ｒに入力されたとき、該Ｑ出力端子をＨレベル
からＬレベルに変化させる。

ＲＳフリップフロップＦＦ１ないしＦＦ８のＱ出力端子
はそれぞれスイッチ回路８の各スイッチＳ、ないしＳ８
の制御入力端子に接続され、各スイッチＳ、ないしＳ８
は制御入力端子にＨレベルの電圧が入力されたとき、導
通状態であるオン状態とし、一方、制御入力端子にＬレ
ベルの電圧が入力されたとき、非導通状態であるオフ状
態とする。ここで、各スイッチＳ、ないしＳ８はＳ、、
Ｓ、、・・・、Ｓ８の順で直列で接続され、スイッチ回
路８の各スイッチＳＩないしＳ８の両端はそれぞれ抵抗
回路９の抵抗Ｒ３１ないしＲＩ８の両端に接続される。

抵抗ＲＩｌの抵抗Ｒ１，と接続されない端子は、抵抗回
路９の第１の端子９ａとなり、被制御装置４０に電源を
供給する電池３０の正極、電源供給スイッチ３５の一端
、並びに電圧低下検出回路２０の電流源１１の一端に接
続される。一方、抵抗Ｒ１８の抵抗Ｒ１□と接続されな
い端子は、抵抗回路９の第２の端子９ｂとなり、電圧低
下検出回路２０の演算増幅器ＯＰの非反転入力端子に接
続されるとともに、抵抗Ｒ７を介してアースに接続され
る。電流源１１の他端は演算増幅器ＯＰの反転入力端子
に接続されるとともに、基準電圧Ｒｒｅｆ［Ｖ］である
基準電圧素子１２を介してアースに接続される。

また、演算増幅器ＯＰの出力端子はＣＰＵＩに接続され
る。さらに、電源供給スイッチ３５の他端は被制御装置
４０の正極電源入力端子４０ａに接続され、被制御装置
４０の負極電源入力端子４０ｂはアースに接続される。

演算増幅器ＯＰ、電流源１１．基準電圧素子Ｉ２及び抵
抗Ｒ７で構成される電圧低下検出回路２０と抵抗回路９
は、従来例の第６図の電圧低下検出回路ｌＯに対応し、
ここで、従来例の電圧低下検出回路１０の抵抗Ｒ，は本
実施例の抵抗回路９に対応している。従って、本実施例
の電圧低下検出回路２０は、スイッチＳ、ないしＳ８の
短絡による各抵抗ＲＩ＋ないしＲＩ８の短絡によって抵
抗回路９の両端９　ａ、　９　ｂの抵抗値Ｒを変化する
ことを除いて、従来例と同様に動作する。すなイっち、
スイッチＳ１ないしＳ８はそれぞれＲＳフリップフロッ
プＦＦｌないしＦＦ８のＱ出力端子から出力される電圧
に応答してオン状態又はオフ状態になり、スイッチＳ、
ないしＳ８がオン状態すなわちスイッチＳ１ないしＳ８
の両端が短絡状態となったとき、そのスイッチＳ、ない
しＳ８と並列に接続された対応する抵抗Ｒ１１ないしＲ
Ｉ８が短絡状態となる。ここで、スイッチＳＩないしＳ
８のうちオン状態とするスイッチを組み合わせることに
よって、２５６種類の抵抗回路９の両端９ａ、９ｂの抵
抗値Ｒを実現することができる。

上述のように、電圧低下検出回路２０の演算増幅器ＯＰ
の出力端子がＨレベルからＬレベルに変化するしきい値
電圧（以下、電圧低下検出回路２０のしきい値電圧とい
う。）は、従来例の抵抗Ｒ７に対応する抵抗回路９の両
端９ａ、９ｂの抵抗値Ｒ並びに基準電圧素子１２の基準
電圧Ｒｒｅｆ　［Ｖ　］と抵抗Ｒ３の抵抗値で決定され
るので、抵抗回路９の両端の抵抗値を変化することによ
って、電圧低下検出回路２０のしきい値電圧を変化させ
ることができる。

第２図は電池３０の時間を対出力電圧ｖｂ特性を示すグ
ラフであり、第２図において、電池の出力電圧ｖｂが時
間とともに除々に低下する特性を示している。以下、電
ｍ３０の出力電圧ｖｂが第１のしきい値電圧■、以下に
なったとき、電源電圧低下警告用発光ダイオード６を点
灯させ、さらに電池３０の出力電圧ｖｂが、第１のしき
い値電圧■１よりも低い第２のしきい値電圧■２以下に
なったとき、電源供給スイッチ３５をオフと制御するＣ
ＰＵＩを含む本電源回路の動作について、第１図及び第
２図、並びに第３図及び第４図のフローチャートを参照
して説明する。

上記第１及び第２のしきい値電圧■、及び■２を設定す
るためには、電源スィッチ２ａを押下した後、テンキー
２ｅを用いて設定したしきい値電圧を入力し、第１又は
第２のしきい値電圧設定キー２ｂ、２ｃを押下すること
により、入力操作部２に入力されたしきい値電圧■、及
び■、のデータがＣＰＵ’ｌ及びバス５を介してＲＡＭ
４に記憶される。

なお、リセットキー２ｄを押下することによって、ＲＡ
Ｍ４に記憶されたしきい値電圧ＶＩ及びＶ２のデータを
消去することができる。詳細後述するように、ＣＰＵＩ
が必要に応じてバス５を介してＲＡＭ４から該しきい値
電圧■１及び■２のデータを読み出し、電圧低下検出回
路２０のしきい値電圧がその読み出されたしきい値電圧
Ｖ　１．　Ｖ　ｔのデータとなるように抵抗回路９の両
端９　ａ、　９　ｂの抵抗値Ｒを所定の抵抗値に変化さ
せるため、ＲＳフリップフロップＦＦＩないしＦＦ８の
うち所定のＲＳフリップフロップＦＦＩないしＦＦ８の
各セット入力端子ＳにＨレベルのパルスを出力する。こ
れによって、ＲＳフリップフロップＦＦＩないしＦＦ８
のうちセットされたＲＳフリップフロップＦＦｌないし
ＦＦ８のＱ出力端子がＨレベルとなりそれに対応するス
イッチＳ、ないしＳ８がオン状態になることにより、オ
ン状態となったスイッチＳ１ないしＳ８と並列に接続さ
れた抵抗Ｒ１１ないしＲ１８が短絡され、抵抗回路９の
両端９ａ、９ｂの抵抗が所定の抵抗値Ｒになる。

なお、ＣＰＵＩが、各ＲＳフリップフロップＦＦｌない
しＦＦ８の各リセット入力端子にＨレベルのパルスを出
力することによって、上記ＲＳフリップフロップＦＦｌ
ないしＦＦ８のＱ出力端子がＨレベルとなっているセッ
ト状態を解除することができる。

第３図は入力操作部２の電源スィッチ２ａがオンとされ
た時の処理ルーチンのフローチャートであり、ここで第
１のしきい値電圧Ｖ１及び該電圧■、よりも低い第２の
しきい値電圧Ｖ２が予め入力操作部２を用いて設定され
ているものとする。

まず、人力操作部２の電源スィッチ２ａが押下されると
、ＣＰＵＩはＲＯＭ３に記憶されたシステムプログラム
に従って動作を開始し、ステ、ツブｌにおいて、予め設
定されＲＡＭ４に記憶されたしきい値電圧■、のデータ
を読み出し、電圧低下検出回路２０のしきい値電圧がし
きい値電圧Ｖ１になるようにＲＳフリップフロップＦＦ
１ないしＦＦ８のうち所定のＲＳフリップフロップＦＦ
ＩないしＦＦ８の各セット入力端子にＨレベルのパルス
を出力する。これによって、セット入力端子にＨレベル
のパルスが入力されたＲＳフリップフロップＦＦＩない
しＦＦ８がセットされて該Ｑ出力端子がＨレベルとされ
、ＨレベルとなったＱ出力端子が接続されたスイッチＳ
ＩないしＳ６がオン状態となり、そのオン状態となった
スイッチＳ１ないしＳ８と並列に接続された抵抗Ｒ１１
ないしＲ１８が短絡状態となり、抵抗回路９の両端９ａ
、９ｂの抵抗が所定の抵抗値Ｒとなる。上述のように、
この抵抗値Ｒと抵抗Ｒ２並びに基準電圧素子１２の基準
電圧Ｒｒｅｆで、電圧低下検出回路２０のしきい値電圧
■１が決定される。

次に、ＣＰｔＪｌはステップ２に進み、フラグＦＬを“
０”にリセットした後、ステップ３において、ＣＰＵＩ
は電圧低下検出回路２０の演算増幅器ＯＰの出力端子か
ら出力される検出信号Ｖ。がＬレベルであるか否かを判
断し、もし検出信号Ｖ。がＬレベルでなくＨレベルであ
るとき、ステップ４において、ＣＰＵＩは電源供給スイ
ッチ３５をオンにし、これによって、電池３０の出力電
圧ｖｂが被制御装置４０の電源入力端子４０ａ、４０ｂ
に印加された後、この処理ルーチンが終了する。一方、
ステップ３において検出信号■。がＬレベルであるとき
、ステップ５に進み、電源電圧低下警告用発光ダイオー
ド６を発光させた後、電源供給スイッチ３５をオンとせ
ずに、この処理ルーチンが終了する。

その後、ＣＰＵＩは所定の周期で第４図の電圧低下検出
の処理ルーチンを実行する。第４図のステップ１１にお
いて、フラグＰＬが“１”であるか否かが判断され、も
しフラグＰＬが“Ｉ”でなければステップ１２に進み、
一方もしフラグＦＬが“ビであればステップ１６に進む
。ステップ１２において、電圧低下検出回路２０の検出
信号Ｖ。

がＬレベルであるか否かが判断され、もし検出信号Ｖ。

がＬレベルでなくＨレベルであるとき、電池３０の出力
電圧ｖｂがしきい値電圧Ｖ、以下になっていないと判断
して、この処理ルーチンが終了する。一方、ステップ１
２において検出信号Ｖ。がＬレベルであるとき、電池３
０の出力電圧ｖｂがしきい値電圧Ｖ、以下になっている
と判断して、ステップ１３において電源電圧低下警告用
発光ダイオード６を発光させた後、ステップ１４におい
てＣＰＵＩは予め設定されＲＡＭ４に記憶されたしきい
値電圧ｖ２のデータを読み出し、電圧低下検出回路２０
のしきい値電圧がしきい値電圧Ｖ２になるようにＲＳフ
リップフロップＦＦＩないしＦＦ８のうち所定のＲＳフ
リップフロップＦＦｌないしＦＦ８の各セット入力端子
にＨレベルのパルスを出力する。これによって、上述と
同様に電圧低下検出回路２０のしきい値電圧が電圧Ｖ、
に設定される。その後、ステップ１５においてフラグＰ
Ｌを“ｌ”にセットし、この処理ルーチンが終了する。

ステップ１６において、電圧低下検出回路２０の検出信
号Ｖ。がＬレベルであるか否かが判断され、もしＬレベ
ルであれば、電池３０の出力電圧ｖｂがしきい値電圧Ｖ
、以下になっていると判断し、ステップ１７に進んで、
電源供給スイッチ３５をオフとし被制御装置４０の電源
供給をしゃ断した後、この処理ルーチンが終了する。一
方、ステップ１６において検出信号Ｖ。がＬレベルでな
くＨレベルであるとき、電池３０の出力電圧ｖｂがしき
い値電圧Ｖ、以下になっていないとして、この処理ルー
チンが終了する。

以上の実施例においては、電池３０の出力電圧ｖｂが第
２図に示すように時間経過につれて徐々に低下する特性
である場合について説明したが、本発明はこれに限らず
、第５図に示すように、第２のしきい値電圧ｖ２を第１
のしきい値電圧■１よりも高く設定し、電池３０の出力
電圧ｖｂが第１のしきい値電圧Ｖ１以下になったとき警
告用発光ダイオード６を点灯させ該電池３０を不図示の
充電回路によって充電した後、電池３０の出力電圧ｖｂ
が第２のしきい値電圧Ｖ、を越えたとき、電池３０の充
電を停止させ、警告用発光ダイオードを消灯し、電圧低
下検出回路２０のしきい値電圧を上記電圧Ｖ、とするよ
うに、第４図のフローヂャートを構成してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、入力手段によりし
きい値電圧のデータが入力されて記憶され、記憶された
データを読み出し上記データに基づいて抵抗回路の複数
個の抵抗のうち所定数の抵抗を短絡させることにより上
記しきい値電圧を設定するようにしたので、上記しきい
値電圧のデ−夕を予め入力して記憶させることができる
とともに上記しきい値電圧を、正確にかつ簡便な方法で
設定することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電源電圧検出回路のブ
ロック図、 第２図は第１図の電池の時間対出力電圧特性を示すグラ
フ、 第３図は電源スィッチがオンとされたときの、第１図の
回路の処理ルーチンを示すフローチャート、 第４図は第１図の回路の電圧低下検出の処理ルーチンを
示すフローチャート、 第５図は第１図の電池の出力電圧が第１のしきい値電圧
以下になった後、該電池が充電されたときの時間対出力
電圧特性を示すグラフ、第６図は従来例の電圧低下検出
集積回路の内部等価回路の回路図である。 １・・中央演算処理部（ＣＰ　Ｕ）、 ２・・・入力操作部、 ２ａ・・・電源スィッチ、 ２ｂ・・・第１のしきい値電圧設定キー、２ｃ・・第２
のしきい値電圧設定キー、２ｅ・・・テンキー、 ３・・・リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、４・・・ラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、６・・・発光ダイオー
ド、 ７・・・レジスタ回路、 ８・・・スイッチ回路、 ９・・・抵抗回路、 ２０・・・電圧低下検出回路、 ３０・・・電池、 ３５・・・電源供給スイッチ、 ４０・・・被制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定電圧を検出する電圧検出手段と、上記電圧
   検出手段の出力がしきい値電圧を通過するとき検出信号
   を出力する比較手段と、 上記しきい値電圧のデータを入力する入力手段と、 上記しきい値電圧のデータを記憶する記憶手段と、 複数個の抵抗が接続された抵抗回路と、 上記記憶手段から上記しきい値電圧のデータを読み出し
   上記データに基づいて上記抵抗回路の抵抗のうち所定数
   の抵抗を短絡させることにより上記しきい値電圧を設定
   する設定手段を備えたことを特徴とする電圧検出装置。