KR0156673B1

KR0156673B1 - 전원전압 감시회로

Info

Publication number: KR0156673B1
Application number: KR1019950014501A
Authority: KR
Inventors: 윤한기; 장세권
Original assignee: 곽정소; 한국전자주식회사
Priority date: 1995-06-01
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1998-11-16
Also published as: KR970002544A

Abstract

본 발명은 간단한 구조의 비선형 감시회로를 이용하여 전원전압의 이상변동시 그를 정확히 감지하고, 그 감지신호에 의해 시스템을 자동적으로 리세트시켜 시스템의 오동작을 방지할 수 있게 한 전원전압 감시회로에 관한 것으로, 종래에는 복잡한 구조의 기준전압 회로부 및 히스테리시스회로를 별도로 구성하여야 하므로 저전력화하는데 한계가 뒤따르고 칩의 면적이 증대되며, 회로가 복잡해지는 결점이 있었다. 이러한 점을 감안하여, 전원전압을 공급받아 그 공급전압의 증가에 따른 서로 다른 기울기로 증가하게 한 전압을 검출하여 제1, 제2검출출력전압을 출력하는 비선형 감시회로부와, 상기 제1, 제2검출출력전압을 차동증폭하는 차동증폭기와, 상기 차동증폭기의 출력신호에 따라 도통제어를 받아 시스템을 리세트시키기 위한 리세트신호를 출력하는 트랜지스터로 구성함으로써 그의 회로구조가 간단해지고 전원전압의 이상변동시에 시스템의 오동작을 방지할 수 있게 한다.

Description

전원전압 감시회로

제1도는 종래의 전원전압 감시회로도.

제2도는 본 발명의 전원전압 감시회로도.

제3도는 제2도 비선형 전압 감시회로부의 출력전압 파형도.

제4도는 제3도의 출력전압에 따른 제2도의 출력전압 파형도.

제5도는 제2도의 상세 회로도.

＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 비선형 전압 감시회로부 12 : 차동증폭기

R₁₁~R₂₂: 저항 Q₁₁~Q₂₂: 트랜지스터

본 발명은 마이크로 프로세서(CPU)등의 시스템에 전원인가시 및 전원 전압의 이상 변동시에 그를 감지하여 시스템을 자동적으로 리세트시키는 리세트회로에 관한 것으로, 특히 간단한 구조의 비선형 감시회로를 이용하여 전원전압의 이상 변동시 그를 정확히 감지하고, 그 감지신호에 의해 시스템을 자동적으로 리스트시켜 시스템의 오동작을 방지할 수 있게한 전원전압 감시회로에 관한 것이다.

제1도는 종래의 전원전압 감시회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 전원전압(B⁺)이 기준전압부(1)에 인가되어, 그 기준전압부(1)의 기준전압이 차동증폭기(AMP₁)의 반전입력단자(-)에 인가되게 접속되고, 상기 전원전압(B⁺)이 저항(R₁),(R₂,R₃)에서 분압되어 상기 차동증폭기(AMP₁)의 비반전입력단자(+)에 인가되게 접속되며, 상기 차동증폭기(AMP₁)의 출력단자가 반전증폭기(2)를 통해 트랜지스터(Q₁),(Q₂)의 베이스에 접속되어, 그 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터가 상기 저항(R₂),(R₃)의 접속점에 접속되고, 그 트랜지스터(Q₁)의 콜렉터에서 출력신호(OUT)가 출력되게 구성된 것으로, 이 종래회로의 동작과정을 설명한다.

전원전압(B⁺)이 인가되면, 기준전압부(1)에서 일정한 기준전압이 출력되어 차동증폭기(AMP₁)의 반전입력단자(-)에 인가되고, 상기 전원전압(B⁺)이 저항(R₁),(R₂,R₃)에서 분압되어 차동증폭기(AMP₁)의 비반전입력단자(+)에 인가된다. 따라서 이때 그 차동증폭기(AMP₁)의 비반전입력단자(+)에 인가되는 전압이 그의 반전입력단자(-)에 인가되는 기준전압보다 낮은 경우에 그 차동증폭기(AMP₁)에서 저전위신호가 출력되고, 이 저전위신호는 반전증폭기(2)에서 고전위신호로 반전되어 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 인가되므로 그 트랜지스터(Q₁)가 도통된다. 따라서, 이때 그 트랜지스터(Q₁)의 콜렉터로부터 출력신호(OUT)가 저전위로 출력되어 시스템을 리세트시키게 된다. 또한, 이때 상기 반전증폭기(2)에서 출력되는 고전위신호가 트랜지스터(Q₂)의 베이스에 인가되어, 그 트랜지스터(Q₂)가 도통되므로 차동증폭기(AMP₁)의 비반전입력단자(+)에 인가되는 분압전압이 더욱 낮아져 그 차동증폭기(AMP₁)에서 저전위신호가 출력되는 상태를 유지하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 회로에서는 온도에 무관하게 일정한 기준전압을 공급하기 위하여 복잡한 기준전압 회로부를 사용하여야 되고, 그 기준전압 회로부에서 전력이 소모되므로 저전력화하는데 한계가 뒤따르고, 칩의 면적이 증가되는 결점이 있었다. 또한, 리세트시에 리세트회로 자체의 불안정한 동작을 방지하기 위하여 트랜지스터(Q₂) 및 저항(R₃)의 히스테리시스회로의 사용으로 회로가 복잡하게 되는 결점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 결점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 별도의 기준전압회로 및 히스테리시스회로를 사용하지 않고서도 전원전압의 이상변동을 정확히 검출하여 시스템을 리세트시키기 위한 리세트신호를 출력하는 간단한 구조의 전원전압 감시회로를 제공함에 목적이 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은 전원전압을 부(-)의 온도계수를 갖는 전원공급부를 통해 공급받아, 정(+)의 온도계수를 갖고 그 공급전압의 증가에 따라 자연대수함수로 증가하다가 포화상태로 되게 하여 검출함과 아울러 상기 자연대수함수보다 큰 기울기로 증가하게 하여 검출하는 비선형 전압 감시회로부와, 상기 비선형 전압 감시회로부에서 검출되어 출력되는 두 전압을 차동증폭하는 차동증폭기와, 이 차동증폭기의 출력신호에 의해 온/오프 제어를 받아 시스템을 리세트시키기 위한 신호를 출력하는 트랜지스터에 의해 달성되는 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명의 전원전압 감시회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 전원전압(B⁺)을 저항(R₁₁)을 통한 후 부(-)의 온도계수를 갖는 전원공급부(11a)를 통해 공급받아, 정(+)의 온도계수를 갖고 그 공급전압의 증가에 따라 자연대수함수로 증가하다가 포화상태로 되게 한 전압을 검출함과 아울러 상기 자연대수함수보다 큰 기울기로 증가하게 한 전압을 검출하는 비선형 전압 감시회로부(11)와, 이 비선형 전압 감시회로부(11)의 두 검출전압을 차동증폭하는 차동증폭기(12)와, 이 차동증폭기(12)의 출력신호에 따라 온/오프 제어를 받아 시스템을 리세트시키기 위한 출력신호(OUT)를 출력하는 트랜지스터(Q₁₄)로 구성한 것으로, 상기 비선형 전압 감시회로부(11)는 저항(R₁₁)을 통한 전원전압(B⁺)을 저항(R₁₂,R₁₃)을 통함과 아울러 그 저항(R₁₂),(R₁₃)의 접속점 전압에 의해 도통제어를 받는 트랜지스터(Q₁₁)를 통한 후 저항(R₁₄)을 다시 통해 공급하는 전원공급부(11a)와, 전원공급부(11a)의 공급전압을 정(+)의 온도계수를 갖는 직렬 접속의 저항(R₁₅) 및 트랜지스터(Q₁₂)에 의해 분압하여 검출하는 제1전압검출부(11b)와, 상기 전원공급부(11a)의 공급전압을 정(+)의 온도계수를 갖는 직렬 접속의 저항(R₁₆)과 상기 트랜지스터(Q₁₂)보다 에미터 면적이 큰 트랜지스터(Q₁₃) 및 저항(R₁₇)에 의해 분압하여 검출하는 제2전압검출부(11c)로 구성한다.

제5도는 제2도 차동증폭기(12)의 상세 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 제1, 제2전압검출부(11b),(11c)의 검출 출력전압(V_A),(V_B)이 차동증폭용의 트랜지스터(Q₁₈),(Q₁₇)의 베이스에 각기 인가되게 접속하여, 그의 에미터를 접지의 저항(R₁₈)에 공통 접속하고, 상기 트랜지스터(Q₁₇)의 콜렉터를 전류미러용의 트랜지스터(Q₁₅)의 콜렉터, 베이스 및 트랜지스터(Q₁₆)의 베이스에 공통 접속하고, 상기 트랜지스터(Q₁₈)의 콜렉터를 상기 트랜지스터(Q₁₆)의 콜렉터에 접속하여, 상기 검출 출력전압(V_A),(V_B)을 차동증폭하게 한 차동증폭부(12a)와, 직렬 접속의 트랜지스터(Q₁₉) 및 접지의 저항(R₁₉)에 의해 상기 차동증폭부(12a)의 출력신호를 반전증폭하게 한 반전증폭부(12b)와, 이 반전증폭부(12b)의 출력신호가 트랜지스터(Q₂₀)의 에미터에 인가되게 접속하고, 저항(R₁₁)을 통한 전원전압(B⁺)이 트랜지스터(Q₂₁)의 에미터에 인가됨과 아울러 저항(R₂₀)을 통해 그 트랜지스터(Q₂₁)의 베이스 및 트랜지스터(Q₂₂)의 에미터에 인가되게 접속하여, 상기 트랜지스터(Q₂₁)의 콜렉터를 상기 트랜지스터(Q₂₂)의 베이스에 접속함과 아울러 저항(R₂₁)을 통해 상기 트랜지스터(Q₂₀)의 콜렉터에 접속하고, 상기 트랜지스터(Q₂₂)의 콜렉터를 접지의 저항(R₂₂) 및 트랜지스터(Q₁₄)의 베이스에 접속하여, 상기 반전증폭부(12b)의 출력신호를 히스테리시스특성을 나타내게 증폭하는 증폭부(12c)로 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 제3도 및 제4도의 파형도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

전원전압(B⁺)이 인가되면, 이 전원전압(B⁺)은 저항(R₁₁)을 통한 후 전원공급부(11a)의 저항(R₁₂,R₁₃)을 통함과 아울러 그 저항(R₁₂),(R₁₃)의 접속점 전압에 의해 도통되는 트랜지스터(Q₁₁)를 통한 후 저항(R₁₄)을 다시 통해 제1, 제2전압검출부(11b),(11c)에 공급된다. 따라서, 이때 그 공급전압은 제1전압검출부(11b)의 저항(R₁₅)과 트랜지스터(Q₁₂)에서 분압되어, 검출출력전압(V_A)이 차동증폭기(12)의 비반전입력단자(+)에 인가되고, 그 공급전압은 제2전압검출부(11c)의 저항(R₁₆)과 트랜지스터(Q₁₃) 및 저항(R₁₇)에서 분압되어, 검출출력전압(V_B)이 차동증폭기(12)의 반전입력단자(-)에 인가된다.

그런데, 여기서 트랜지스터(Q₁₃)의 에미터 면적이 트랜지스터(Q₁₂)의 에미터 면적보다 크게 되어 있으므로, 콜렉터전류는 트랜지스터(Q₁₂)가 트랜지스터(Q₁₃)보다 높게 된다. 따라서, 전원전압(B⁺)이 증가하여 전원공급부(11a)의 공급전압이 증가할 때 제3도의 파형도에서와 같이 리세트용의 출력신호(OUT)가 저전위에서 고전위로 반전되는 전압(Vs)보다 상기 전원전압(B⁺)이 낮을 경우에는 상기 트랜지스터(Q₁₂)의 콜렉터전위인 검출출력전압(V_A)이 트랜지스터(Q₁₃)의 콜렉터전위인 검출출력전압(V_B)보다 높게 되고, 이에 따라 차동증폭기(12)에서 고전위신호가 출력되어 트랜지스터(Q₁₄)가 도통되므로, 그의 콜렉터로부터 출력신호(OUT)가 제4도와 같이 저전위로 출력되어 시스템을 리세트시키게 된다.

결국, 전원전압(B⁺)이 증가함에 따라 제3도에서 도시된 바와 같이 제1전압검출부(11b)의 검출출력전압(V_A)은 자연대수함수로 증가하여 포화상태로 되지만, 제2전압검출부(11b)의 검출출력전압(V_B)은 트랜지스터(Q₁₃)와 저항(R₁₇)에 의한 전압강하로 자연대수함수보다 기울기가 크게 증가하게 된다.

이와 같이 하여 제2전압검출부(11c)의 검출출력전압(V_B)이 제1전압검출부(11b)의 검출출력전압(V_A)보다 높게 되는 시점에서 차동증폭기(12)에서 저전위신호가 출력되고, 이에 따라 트랜지스터(Q₁₄)가 오프되므로 시스템은 정상적인 동작을 수행하게 된다.

출력신호(OUT)가 저전위에서 고전위로 반전되는 전압(Vs)을 수식으로 구해 본다. 트랜지스터(Q₁₃)의 콜렉전전류(I_C13)는

이고, 여기서 저항(R₁₅),(R₁₆)의 값이 동일하다고 가정하면,

로 된다

상기에서, V_BE는 트랜지스터의 베이스-에미터간 전압이고, V_T는 트랜지스터의 열전압이며, ℓn은 자연대수함수이고, n은 트랜지스터(Q₁₂)와 트랜지스터(Q₁₃)의 에미터 면적비이다.

따라서, 상기 트랜지스터의 베이스-에미터간 전압(V_BE)의 온도계수는 부이고, 트랜지스터의 열전압(V_T)은 정이므로의 값과 상수(K)의 값을 정밀히 조합하면 온도계수가 극히 적고 온도에 안정한 동작을 하는 회로를 구현할 수 있게 된다.

한편, 상기 제1, 제2전압검출부(11b),(11c)의 검출출력전압(V_A),(V_B)은 차동증폭부(12a)의 트랜지스터(Q₁₈),(Q₁₇)의 베이스에 각기 인가되므로, 그 검출출력전압(V_A)이 검출출력전압(V_B)보다 높은 상태에서는 트랜지스터(Q₁₅~Q₁₇)는 오프되고, 트랜지스터(Q₁₈)는 도통되어, 그 차동증폭부(12a)의 출력측인 트랜지스터(Q₁₈)의 콜렉터에서 저전위신호가 출력되며, 이 저전위신호에 의해 반전증폭부(12b)의 트랜지스터(Q₁₉)가 도통되어 그의 콜렉터에 고전위신호가 출력된다. 이와 같이 반전증폭부(12b)에서 출력되는 고전위신호에 의해 증폭부(12c)의 트랜지스터(Q₂₀)가 도통되므로 트랜지스터(Q₂₁),(Q₂₂)도 도통되어, 그 트랜지스터(Q₂₂)의 콜렉터에 고전위신호가 출력된다.

따라서, 이때 그 고전위신호에 의해 트랜지스터(Q₁₄)가 도통되어 출력신호(OUT)가 저전위로 출력되므로 시스템이 리세트된다.

또한, 상기 검출출력전압(V_A)이 검출출력전압(V_B)보다 낮은 경우에는 차동증폭부(12a)의 트랜지스터(Q₁₅~Q₁₇)가 도통되고 트랜지스터(Q₁₈)가 오프되므로 그 차동증폭부(12a)에서 고전위신호가 출력되며, 이 고전위신호에 의해 반전증폭부(12b)의 트랜지스터(Q₁₉)가 오프되므로 그 반전증폭부(12b)에서 저전위신호가 출력되고, 이 저전위신호에 의해 증폭부(12c)의 트랜지스터(Q₂₀~Q₂₂)가 오프되므로 그 증폭부(12c)에서 저전위신호가 출력된다.

따라서, 이때 트랜지스터(Q₁₄)가 오프되어 출력신호(OUT)가 고전위로 되므로 시스템이 정상적으로 동작된다.

한편, 상기에서 접지의 저항(R₂₂)은 출력단의 트랜지스터(Q₁₄)를 구동하는 정전류원의 트랜지스터(Q₂₂)와 조합하여 히스테리시스회로를 구성하게 되는데, 그 트랜지스터(Q₂₂)에 흐르는 정전류를 이용하므로 그 히스테리시스회로가 간단해진다.

여기서, 그 트랜지스터(Q₂₂)의 도통시에 흐르는 콜렉터전류는이고, 저항(R₂₂)의 양단에는의 히스테리시스전압이 나타난다. 이와 같이 트랜지스터(Q₂₂)가 도통되어 저항(R₂₂)의 양단에 히스테리시스전압이 발생된 상태에서 트랜지스터(Q₁₄)가 도통되어 출력신호(OUT)가 저전위로 출력되고, 이에 따라 전원전압(B⁺)이 그 히스테리시스전압만큼 더 높은 전압으로 될 때 트랜지스터(Q₂₂)가 오프되어 저항(R₂₂)의 양단에 히스테리시스전압이 발생되지 않으므로, 이때 트랜지스터(Q₁₄)가 오프되어 출력신호(OUT)가 저전위에서 고전위로 반전된다. 이와 같이 출력신호(OUT)가 고전위로 출력되는 상태에서는 상기와 동일한 원리로 전원전압(B⁺)이 히스테리시스전압만큼 더 낮은 전압으로 될 때 출력신호(OUT)가 저전위로 반전되어 출력되는 것으로, 출력신호(OUT)의 전압파형은 히스테리시스 특성을 나타내게 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 별도의 기준전압회로 및 히스테리시스회로를 사용하지 않고서도 전원전압의 이상변동을 정확히 검출하여 시스템을 리세트시키게 되므로, 전원전압의 이상변동시에 시스템의 오동작을 미연에 방지할 수 있고, 그의 회로구조가 간단해지는 효과가 있게 된다.

Claims

전원전압을 공급받아, 그 공급전압의 증가에 따라 서로 다른 기울기로 증가하게 한 전압을 검출하여 제1, 제2검출출력전압을 출력하는 비선형 전압 감시회로부와, 상기 비선형 전압 감시회로부에서 출력되는 제1, 제2검출출력전전압을 차동증폭하는 차동증폭기와, 상기 차동증폭기의 출력신호에 따라 도통제어를 받아 시스템을 리세트시키기 위한 리세트신호를 출력하는 트랜지스터로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 전원전압 감시회로.
제1항에 있어서, 비선형 전압 감시회로부는 부의 온도계수를 갖고 전원전압을 입력받아 공급하는 전원공급부와, 정의 온도계수를 갖고 상기 전원공급부의 공급전압의 증가에 따라 자연대수함수로 증가하다가 포화상태로 되게 한 전압을 검출하여 제1검출출력전압을 출력하는 제1전압감지부와, 정의 온도계수를 갖고 상기 전원공급부의 공급전압의 증가에 따라 상기 자연대수함수보다 큰 기울기로 증가하게 한 전압을 검출하여 제2검출출력전압을 출력하는 제2전압감지부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 전원전압 감시회로.
제2항에 있어서, 전원공급부는 전원전압을 저항(R₁₂,R₁₃)을 통함과 아울러 그 저항(R₁₂),(R₁₃)의 접속점 전압에 의해 도통되는 트랜지스터(Q₁₁)를 통한 후 저항(R₁₄)을 다시통해 공급하게 구성하여 된 것을 특징으로 하는 전원전압 감시회로.
제2항에 있어서, 제1전압감시부는 전원공급부의 공급전압을 저항(R₁₅)과 트랜지스터(Q₁₂)에 의해 분압하여 제1검출출력전압으로 출력하게 구성하고, 제2전압감지부는 전원공급부의 공급전압을 저항(R₁₆)과 상기 트랜지스터(Q₁₂)보다 에미터 면적이 큰 트랜지스터(Q₁₃) 및 저항(R₁₇)에 의해 분압하여 제2검출출력전압으로 출력하게 구성하여 된 것을 특징으로 하는 전원전압 감시회로.
제1항에 있어서, 차동증폭기는 비선형 전압감시회로부에서 출력되는 제1, 제2검출출력전압을 차동증폭하는 차동증폭부와, 상기 차동증폭부의 출력신호를 반전증폭하는 반전증폭부와, 이 반전증폭부의 출력신호를 히스테리시스 특성을 갖고 증폭하는 증폭부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 전원전압 감시회로.
제5항에 있어서, 증폭부는 반전증폭부의 출력신호가 트랜지스터(Q₂₀)의 베이스에 인가되게 접속하고, 전원전압이 트랜지스터(Q₂₁)의 에미터에 인가됨과 아울러 저항(R₂₀)을 통해 그 트랜지스터(Q₂₁)의 베이스 및 트랜지스터(Q₂₂)의 에미터에 인가되게 접속하여, 상기 트랜지스터(Q₂₁)의 콜렉터를 상기 트랜지스터(Q₂₂)의 베이스에 접속함과 아울러 저항(R₂₁)을 통해 상기 트랜지스터(Q₂₀)의 베이스에 접속하며, 상기 트랜지스터(Q₂₂)의 콜렉터를 접지의 저항(R₂₂)에 접속한 후 그 접속점을 리세트신호 출력용의 트랜지스터의 베이스에 접속하여 구성하여 된 것을 특징으로 하는 전원전압 감시회로.