KR100270757B1 - 히스테리시스특성을 가지는 전압감시회로 및 전압감시방법 - Google Patents

Abstract

반도체 소자의 구동회로에 인가하는 직류전압을 히스테리시스동작에 의해 감시하는 경우에, 직류전압이 설정값에 대하여 단시간에 상하로 동작할 때에는, 감시회로내에서는 히스테리시스동작이 안정되게 행해지지 않음에도 불구하고 검출신호의 채터링이 발생하는 것을 방지한다.

비교회로4를 제 1 및 제 2한계치를 가지는 슈미트버퍼4a와, 제 1한계치보다도 크고 제 2한계치보다도 작은 한계치를 가지는 버퍼4b로 구성한다. 적분회로3와 비교회로4는, 3값의 비교에 기초를 둔 타이머회로로서 기능한다. 입력신호IN가 기준전압신호 V6에서 저하하고, 적분회로3의 시정수(時定數)와 버퍼4b의 한계치로 결정되는 시간경과시에 제어신호는 H레벨이 되며, 또한 제 2한계치와 상기 한계치의 차이에 상당하는 시간(≥회로4의 응답시간)의 경과시에 검출신호 FO가 출력된다.

Description

히스테리시스특성을 가지는 전압감시회로 및 전압감시방법

본 발명은, 직류전압을 감시하고, 그 전압변동에 의해 장치의 상태를 검출하기 위한 전압감시장치에 관한 것이다. 예컨대, 본 발명은, 파워디바이스의 구동회로장치의 전원전압의 상태를 검출하여 해당 장치의 제어를 행하기 위한 기술에 적용하는 데에 알맞은 것이다.

도 8은, 종래의 전압감시회로의 일례를 나타내는 블럭도면이다. 도 9는, 도 8의 회로의 동작을 나타내는 타이밍챠트이다.

도 8의 전압감시장치에서는, 기준전압신호V6P의 레벨로, 어떤 전압설정값VL과 해당 설정값VL보다도 높은 전압설정값 VH을 교대로 설정함으로써 히스테리시스동작을 행하고, 전압감시장치의 외부장치의 상태를 제어한다. 직류전압 입력신호 INP가 전압설정값 VL보다도 낮은 전압이 되면, 본 장치는 전원전압의 저하를 검지하고, 해당 직류전압을 전원전압으로 하는 외부의 장치에 대하여, 전원전압의 이상상태를 나타내는 검출신호 FOP를 출력한다. 이 경우, 전압감시장치는 전원노이즈등의 순간의 저하에 대하여는 현상의 상태를 유지하며(따라서, 검출신호 FOP를 출력하지 않는다), 어떤 일정이상의 시간만큼 직류전압 입력신호 INP가 전압설정값 VL보다도 저하한다고 하는 상태가 계속되는 경우에만, 직류전원의 전압저하를 검지하는 검출신호 FOP를 출력한다. 또한, 검출신호 FOP를 출력하면, 전압감시장치는 직류전압입력신호 INP가 전압설정값 VH의 전압에까지 상승하지 않은 한, 검출신호 FOP의 출력을 통상상태로 되돌리지 않는다고 하는 히스테리시스 동작을 행한다.

우선, 도 8 및 도 9에서, 통상의 상태에서는 기준전압 발생회로6P는 낮은 전압설정값 VL의 기준전압신호 V6P를 출력한다. 비교회로2P는 직류전압입력신호 INP의 직류전압과 기준전압신호 V6P의 전압설정값 VL을 비교한다. 이 경우, 직류전압입력신호 INP의 직류전압이 전압설정값 VL보다도 높기 때문에, 비교회로2P는 L레벨의 출력신호 N2P를 출력한다. 적분회로3P는 비교회로2P가 L레벨의 출력신호 N2P을 출력할 때에는 부(-)방향의 적분상태에 있고, 최소의 전위로 일정하게 된 결과, 최소레벨의 출력신호 V3P를 출력한다. 적분회로3P의 출력신호 V3P는 비교회로4P의 한 쪽의 입력단에 입력된다. 비교회로4P는, 그 다른 쪽의 입력단에 전압설정값 V2P가 설정된 비교기이며, 콤퍼레이터로 구성되는 것 외에, 한계치 V2P를 갖는 인버터등으로도 구성된다. 적분회로3P의 출력신호 V3P의 레벨이 최소전위일 때는, 그것이 전압설정값 V2P보다도 낮기 때문에, 비교회로4P는 H레벨의 출력신호 N4P를 출력한다. 비교회로4P의 출력신호 N4P의 결과에 따라서, 제어회로5는 기준전압 발생회로6P가 전압설정값 VL을 출력할 수 있기 위한 제어신호 N5P를 출력한다. 그 결과, 직류전압입력신호 INP의 레벨이 전압설정값 VL 이하가 될 때까지는, 현상태의 통상동작이 유지된다. 이때, 검출신호 FOP의 레벨은 H레벨이 된다.

직류전압입력신호 INP의 직류전압레벨이 저하하는 경우에는, 기준전압 발생회로6P는 낮은 설정값 VL의 기준전압신호 V6P를 출력하고 있다. 그리고, 직류전압입력신호 INP의 직류전압이 전압설정값 VL보다도 낮아지면, 비교회로2P는 H레벨의 출력신호 N2P를 출력한다. 그 결과, 적분회로3P는, 비교회로2P의 H레벨의 출력신호 N2P의 입력에 따라서 정(+)방향의 적분상태가 되고, 그 출력신호 V3P의 전위는 오르기 시작한다. 적분회로3P의 출력신호 V3P는 비교회로4P의 전압설정값 V2P와 비교되고, 출력신호 V3P의 레벨이 전압설정값 V2P 이상으로 되는 시간에 의해, 타이머회로로서 동작한다. 만일 적분회로3P의 출력신호 V3P가 비교회로4P의 설정값 V2P과 같아지기 전에 직류전압 입력전압 INP의 레벨이 비교회로2P의 설정값 VL보다도 높아지면, 비교회로2P는 L레벨의 출력신호 N2P를 출력하기 때문에, 적분회로3 P는 리셋트되어 다시 출력신호 V3P를 최소의 레벨로 한다. 따라서, 기준전압신호 V6P의 설정값은 설정값 VL 인채로 된다.

이에 비하여, 직류전압입력신호 INP의 레벨이 상기 타이머회로로 설정되어 있는 시간 이상 설정전압 VL보다도 낮아지면, 상기 동작에 의해 적분회로3P의 출력신호 V3P는 비교회로4P의 전압설정값 V2P보다도 높아지고, 비교회로4P는 L레벨의 출력신호 N4P를 출력한다. 비교회로4P의 출력신호 N4P가 L레벨이 되면, 제어회로5P는, 기준전압 발생기6가 그 출력전압을 설정값 VH으로 설정할 수 있기 위한 제어신호 N5P를 출력한다. 이에 따라, 비교회로2P의 비교값은 높은 전압설정값 VH이 되고, 직류전압입력신호 INP의 레벨이 전압설정값 VH 이상으로 상승하기까지는, 이 상태가 유지된다. 이 때, 검출신호 FOP의 레벨은 L레벨이 된다.

상기 동작의 설명에 의해 이해되는 것처럼, 본 장치는, 비교회로2P의 전압설정값 VH, VL으로 정해진 한계치 및, 적분계수와 설정전압 V2P로 결정되는 시간이상의 변화에 대하여 동작하는 히스테리시스 회로로서 기능하고, 검출신호 FOP를 외부로 출력한다.

또, 특개소63-313077호 공보에 기재된 발명은, RC적분회로와 그 출력단에 입력단의 한 쪽이 접속된 슈미트회로에 의해 이루어지는 히스테리시스 특성을 가지는 비교기로 타이머회로를 구성하여, 입력교류전원의 레벨을 감시하는 회로를 개시하고 있다. 또, 특개소 63-315963호 공보의 발명은, 히스테리시스특성을 가지는 비교회로와 그 출력단에 접속된 타이머회로부를 개시하고 있다.

그러나, 도 8 및 도 9에 예시한 바와 같이, 적분회로의 적분계수와 비교기의 하나의 설정전압으로 정해지는 시간을 기준으로 해서, 입력하는 직류전압의 변동을 필터링하는 타이머회로를 구비한 종래의 전압감시회로에서는, 다음과 같은 문제점이 현재화하고 있다.

도 10은, 상기 문제점을 나타내는 도 8의 회로의 동작타이밍을 표시하고 있다. 지금, 도 10의 (a)∼(c)에 나타나는 바와 같이, 적분회로3P와 비교회로4P의 설정값 V2P에서 정해지는 시간과 거의 같은 주기로, 직류전압 입력신호 INP가 설정값 VL에 대하여 상하동작하는 경우를 생각한다. 이때, 비교회로4P는 짧은 duration time의 H레벨의 출력신호 N4P를 출력하지만, 출력신호 N4P의 해당 duration time이 제어회로 5P, 기준전압 발생회로6P의 소자의 응답가능한 시간(응답폭) 이하의 경우에는, 기준전압 발생회로6P는 설정값 VL을 고위의 설정값 VH으로 변경할 수가 없기 때문에, 전압감시장치 자체로서는 같은 동작을 반복하게 된다. 한 편, 비교회로4P의 출력신호N4P의 H레벨의 기간에 대하여 제어회로5P의 검출신호 생성의 논리가 응답가능한 경우에는, 검출신호 FOP가 직류전압입력신호 INP의 주기에 동기하여 L레벨로 변화되고, 그 결과로서, 검출신호 FOP의 채터링 내지 발진상태가 생긴다. 그러나, 검출신호 FOP는 외부에 대하여 직류전압 저하의 상태를 나타내고 있더라도, 전압감시장치의 내부동작에서는, 그와 같은 전원전압저하라는 상태에 따른 히스테리시스 동작을 나타내고 있지 않으며, 이 때문에, 이 불일치가 검출신호 FOP의 상태에 따라서 동작하는 외부회로에 악영향을 준다.

이와 같이, 종래의 전압감시장치에서는, 그 구성소자의 응답의 지연이 전혀 고려되고 있지 않기 때문에, 이 응답지연에 의하여 구성소자가 입력직류전압의 변동에 추종할 수 없고, 본 장치에 히스테리시스가 걸리지 않은 상태로 되어 있음에도 불구하고, 검출신호만이 채터링을 일으켜 본 장치의 상태의 변화를 외부에 줘 버린다고 하는 문제점이 생길 수 있는 것이다.

본 발명은, 상기한 현안사항을 극복해야할 종래의 전압감시장치를 개선한 것이고, 입력직류전압과 그 전압변화의 시간을 감시하여 상기 직류전압을 전원전압으로 하는 장치의 제어를 행할 때에, 안정된 히스테리시스 동작과 검출신호의 출력을 확보하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관계되는 전압감시회로는, 외부의 직류전압과 기준전압을 비교하고, 상기 직류전압이 상기 기준전압이상일 때에는 제 1레벨의 출력신호를 출력하고, 상기 직류전압이 상기 기준전압 미만일 때에는 제 2레벨의 상기 출력신호를 출력하는 비교회로와, 상기 비교회로 상기 제 2레벨의 상기 출력신호의 출력개시시에 응해서 적분동작을 개시하여, 상기 비교회로가 상기 제 2레벨의 상기 출력신호를 출력하고 있는 한은 적분동작을 속행하고, 그 상승하는 출력신호를 소정의 레벨로 클램프하는 적분회로와, 적어도 제 1설정레벨 및 제 2설정레벨을 기준레벨로서 가지며, 상승하는 상기 적분회로의 상기 출력신호와 상기 기준레벨을 비교하여, (a) 상기 적분회로의 상기 출력신호가 상기 제 1설정 레벨 미만일 때에는 제 3레벨의 제어신호를 출력하고, (b) 상기 적분회로의 상기 출력신호가 상기 제 1 설정레벨과 같아졌을 때에 제 4레벨의 제어신호를 출력하며, (c) 상기 적분회로의 상기 출력신호가 상기 제 2설정레벨과 같아졌을 때에 상기 직류전압의 전압저하를 외부에 정보로서 주는 검출신호를 출력하는 제어신호·검출신호 생성회로와, 상기 제어신호를 받아, 상기 제 3레벨의 상기 제어신호의 입력에 따라서 상기 기준전압의 레벨을 제 5레벨로 계속 설정하는 한편, 상기 제 4레벨의 상기 제어신호의 입력에 따라서 상기 기준전압의 상기 레벨을 상기 제 5레벨보다도 높은 제 6레벨로 설정하는 기준전압 발생회로를 구비하며, (상기 소정의 레벨) ＞ (상기 제 2 설정레벨) ＞ (상기 제 1설정레벨) 및, (상기 제 2설정레벨-상기 제 1설정레벨) ≥ (상기 기준전압 발생회로의 응답시간에 해당하는 레벨)의 관계가 성립하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관계되는 전압감시회로에서, 외부의 직류전압을 제 1입력신호로서 송신하는 제 1입력신호선과, 기준전압을 제 2입력신호로서 송신하는 제 2입력신호선과, 상기 제 1및 제 2 입력신호선의 일단에 그 입력단이 접속되고, 상기 직류전압이 상기 기준전압이상일 때에는 제 1레벨의 출력신호를 그 출력단에 의해 출력하며, 상기 직류전압이 상기 기준전압 미만일 때에는 제 2레벨의 상기 출력신호를 상기 출력단에 의해 출력하는 비교회로와, 상기 비교회로의 상기 제 2레벨의 상기 출력신호 출력개시시에 응해서 적분동작을 개시하며, 상기 비교회로 상기 제 2레벨의 상기 출력신호의 출력기간동안은 상기 적분동작을 속행함과 동시에, 상기 적분동작의 개시후, 제 1시간 경과후에 그 상승하는 출력신호를 소정의 레벨로 클램프하는 적분회로와, 상기 적분회로의 출력단에 그 입력단이 접속되어, (a) 상기 적분회로의 상기 출력신호가 입력될 때에는 제 3레벨의 제어신호를 제 1출력단에 의해 출력하고, (b) 상기 적분회로의 상기 출력신호를 받았을 때에는, 해당 출력신호의 입력후, 제 2시간 경과시에 해당 출력신호의 상승을 검지하지 않을 때에는, 상기 제 3레벨의 상기 제어신호를 상기 제 1출력단에 의해 계속 출력하는 한편, 해당 출력신호의 입력 후, 제 2시간 경과시에도 여전히 해당 출력신호의 상기 상승을 검지할 때에는, 제 4레벨의 상기 제어신호를 상기 제 1출력단에 의해 출력하며, (c) 상기 제 2시간 경과후, 다시 제 3시간 경과시에도 상기 적분회로의 상기 출력신호의 상기 상승을 검지할 때에만, 상기 직류전압의 전압저하를 외부에 정보로서 주는 검출신호를 그 제 2출력단에 의해 출력하는 제어신호·검출신호 생성회로와, 그 입력단이 상기 제어신호·검출신호 생성회로의 상기 제 1출력단에 접속되고, 그 출력단이 상기 제 2입력신호선의 타단에 접속되어 있으며, 상기 제 3레벨의 상기 제어신호에 따라서 상기 기준전압의 레벨을 제 5레벨로 계속 설정하는 한편, 상기 제 4레벨의 상기 제어신호에 따라서 상기 기준전압의 상기 레벨을 상기 제 5레벨보다도 높은 제 6레벨로 설정하는 기준전압 발생회로를 구비하고, (상기 제 1시간) ＞ (상기 제 2시간 + 상기 제 3시간) 및, (상기 제 3시간) ＞ (상기 기준전압 발생회로의 응답시간)의 관계가 성립하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관계되는 전압감시방법은, 외부의 직류전압과 제 1레벨의 기준전압을 비교하고, 상기 직류전압이 상기 기준전압보다도 큰 상태에서 상기 기준전압과 같아졌을 때에 응해서 적분동작을 개시하고, 직류전압이 상기 기준전압 미만인 한, 그 적분값이 소정의 레벨에 달하는데 필요한 제 1시간의 경과까지는 상기 적분동작을 속행하며, 상기 적분동작의 개시후, 상기 적분값의 상승이 제 2시간 경과시점에서도 계속되고 있는가를 검출하여, 상기 상승이 계속되고 있지 않을 때에는 상기 적분동작의 상기 개시전과 같이 제 3레벨의 제어신호의 생성을 계속 유지하는 한편, 상기 상승이 계속하고 있을 때에는 상기 제어신호의 레벨을 상기 제 3레벨로부터 제 4레벨로 변경하고, 상기 제어신호의 상기 레벨이 상기 제 3레벨일 때에는 상기 기준전압의 레벨을 제 3레벨로 계속 설정하는 한편, 상기 제어신호의 상기 레벨이 상기 제 4레벨일 때에는 상기 기준전압의 상기 레벨을 상기 제 1레벨보다도 높은 제 2레벨로 설정함으로써, 상기 외부의 직류전압과 상기 기준전압의 비교및 해당 비교결과에 따른 상기 적분동작을 속행하는 한편, 상기 제 2시간 경과후, 다시 제 3시간 경과시점에서도 상기 적분값의 상기 상승이 지속하고 있는가를 검출하여, 상기 상승이 계속되고 있을 때에는, 상기 직류전압의 전압저하를 외부에 정보로서 주는 검출신호를 생성해서 상기 외부에 출력하는 각 스텝을 구비하고, (상기 제 1시간) ＞ (상기 제 2시간 + 상기 제 3시간) 및, (상기 제 3시간) ＞ (상기 제어신호의 입력에 따라서 상기 기준전압의 상기 레벨을 설정하는 것이 가능한 응답시간) 이라는 관계가 성립하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 반도체 장치에의 전압감시장치의 적용을 나타내는 블록도.

도 2는 본 발명의 실시의 형태1에서의 전압감시장치의 구성을 나타낸 도면.

도 3은 기준전압 발생회로의 구성예를 나타내는 도면.

도 4는 기준전압 발생회로의 구성예를 나타내는 도면.

도 5는 도 2의 회로동작을 나타내는 타이밍챠트.

도 6은 본 발명의 실시의 형태2에서의 전압감시장치의 구성을 나타낸 도면.

도 7은 도 6의 회로의 동작을 나타내는 타이밍챠트.

도 8은 종래의 전압감시장치의 회로구성을 나타내는 도면.

도 9는 종래의 전압감시장치의 동작타이밍을 나타낸 도면.

도 10은 종래의 전압감시장치에서의 문제점을 나타내는 타이밍챠트.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

2 : 비교회로 3 : 적분회로

4 : 비교회로 4a : 슈미트버퍼

4b : 버퍼 5 : 제어회로

6 : 기준전압 발생회로 10 : 제어신호·검출신호 생성회로

IN : 직류전압입력신호 V6 : 기준전압신호

N5 : 제어신호 FO : 검출신호

T1 : 제 1시간 T2 : 제 2시간

T3 : 제 3시간 T4 : 제 4시간

T5 : 제 5시간 V2M : 제 1설정레벨

V2H : 제 2설정레벨

도 1은, 본 발명에 관계되는 전압감시회로10가 반도체 제품의 전압감시장치로서 사용하고 있는 점을 모식적으로 나타내기 위한 블럭도이다.

인텔리전트 파워모듈(IPM)등의 파워모듈100은, 외부의 마이크로컴퓨터101에 의한 콘트롤하에, 모터등의 부하102를 구동한다. 그 때문에, 동파워모듈100은 IGBT나 파워 MOSFET 등의 파워반도체 소자 Tr 1, Tr 2등으로 이루어지는 부분40과, 이들 반도체 소자 Tr 1, Tr 2의 구동신호를 생성하는 구동회로(IC화 되어 있다)30를 가지고, 동회로30는, 그 본체부분인 구동회로부20와 전압감시회로10를 구비하고 있다. 동회로10는, 구동회로부20에 외부에서 공급되는 직류전압 입력신호 IN(DC)의 변동, 즉 전원전압의 변동을 감시하고 있고, 동신호IN가 주는 직류전압이 동회로10내에 설정되어 있는 기준전압보다도 소정시간 이상에 걸쳐서 저하하는 상태를 검출하고, 그 검출결과를 검출신호 FO로서 구동회로부20 및 외부의 마이크로컴퓨터101로 송신한다. 상기 기준전압자체는 파워모듈100의 개개의 수단에 따라서 정해지는 값이며, 전압감시회로10는, 상기 개개의 수단에 의거하여 외부에서 상업전원에 의해 생성되는 직류전압의 시간적변동을 감시하고 있는 중요한 부분이다. 마이크로컴퓨터101는, 상기한 검출신호 FO를 수신하면 구동회로부20의 동작을 정지시키는 신호CNT를 발신하여, 동회로부20를 콘트롤한다.

이상, 본 발명에 관계되는 전압감시장치의 반도체 장치에의 적용에 관해서, 설명의 도입부분으로서 상세하게 설명하였다. 이하에서는, 도 1의 전압감시회로10가 구체적인 구성·동작에 관해서 설명한다. 여기서는, 전압감시회로10에서의 본 발명의 기술적사상은 실시의 형태1, 2로서 구체화된다. 실시의 형태1, 2는 동시에 히스테리시스 특성을 가지는 전압감시회로에서의 타이머회로 내지 필터링회로내의 비교회로에 복수의 비교설정값(판정기준전압)을 설정함으로써 전압감시회로내의 구성소자의 응답지연에 기인하여 히스테리시스동작이 걸리지 않게됨과 동시에, 검출신호의 채터링이 생겨 버린다고 하는 전술한 문제점을 극복하고 있다. 특히, 실시의 형태 1에서는 상기 타이머회로내의 비교회로를 3값의 비교설정값을 가지는 비교기로서 구성하고 있는 점에 특징이 있고, 실시의 형태 2에서는, 상기 비교회로를 2값의 비교설정값을 가지는 것으로 하여 구성하고 있는 점에 특징이 있다.

(실시의 형태 1)

실시의 형태1의 전압감시장치에서는, 타이머회로부분의 비교회로를 슈미트회로와, 동회로의 상하의 한계치간에 그 한계치를 가지는 인버터로 구성하고 있다. 이하, 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 2는, 그와 같은 전압감시회로의 구성의 1예를 나타내는 블럭도이다. 도 2의 회로가 도 8의 그것과 구성상 서로 다른 점은, 적분회로3와 비교회로4와 제어회로5에 있고, 다른 구성요소는 동일하다. 도 2의 본 장치에서의 직류전압저하의 감시방식도, 도 8의 그것과 기본적으로는 동일하며, 직류전압 입력신호의 레벨저하가 전원노이즈등에 기인하여 순간적으로 생길 때에는, 히스테리시스 동작을 일으키게 하지 않는 것으로 하고, 따라서 검출신호를 외부에 출력하지 않는다. 그리고, 어떤 일정시간(여기서는, 이하에 나타내는 제 2시간 T2)이상, 직류전압 입력신호의 레벨이 기준전압신호의 레벨보다도 저하하는 상태가 계속되는 경우에 처음으로, 본 장치는 히스테리시스동작을 행한다. 그러나, 본 장치에서는, 후술하는대로 그 히스테리시스의 타이밍시로부터 제 3시간 T3만큼 지연한 뒤에, 검출신호를 처음으로 출력하는 것으로 하고 있다.

도 2에서, 제 1입력신호선11의 일단은, 입력단자1를 통해 (제 1) 비교회로2의 제 1입력단(-)에 접속되어 있고, 동신호선11은 외부의 직류전압을 직류전압 입력신호(제 1입력신호) IN로 해서 송신한다. 또, 제 2입력신호선12의 일단은 비교회로2의 제 2입력단(+)에 접속되고, 그 타단은 기준전압 발생회로6의 출력단에 접속되어 있으며, 동신호선12은 기준전압을 기준전압신호(제 2입력신호) V6로 해서 비교회로2에 송신한다.

비교회로2는, 직류전압 입력신호IN가 주는 직류전압이 기준전압 이상의 상태에 있을 때에는, 제 1레벨의(여기서는 L레벨의)출력신호 N2를 그 출력단에 의해 출력한다. 또, (직류전압) ＜ (기준전압)일 때에는, 동회로2는 제 2레벨의(여기서는 H레벨의)출력신호 N2를 출력한다.

적분회로3는, 비교회로2의 출력신호 N2의 레벨에 따라서 적분동작을 행한다. 즉, 제 1레벨의 출력신호 N2의 입력을 받을 때에는, 동회로3는 부(-)방향의 적분상태에 있어, 그 출력신호 V3의 레벨은 일정한 최소전위가 된다. 요컨대, 동회로3는 실질적으로 적분동작을 개시하지 않는다. 이것에 대하여, 제 2레벨의 출력신호 N2가 입력되면, 동회로3는, 그 입력개시시에 따라서 적분동작을 시작하고, 제 2레벨의 출력신호 N2가 입력되어 있는 기간동안은 그 적분동작을 속행하여, 적분동작 개시후, 그 적분계수 내지 시정수에 의해 정해지는 제l시간(도 6의 시간 T1)의 경과시점에서, 그 상승하는 출력신호 V3를 소정의 클램프레벨로 클램프한다. 그리고, 클램프후, 또는 적분동작속행중에, 다시 출력신호 N2의 레벨로 반전하면, 적분회로3는 그 때부터 출력신호 V3의 하강동작을 시작한다. 적분회로3는 전형적으로는 RC회로에서 구성된다.

(제 2) 비교회로4와 제어회로 내지 논리회로는, 제어신호 N5과 검출신호 FO를 생성·출력하는 제어신호·검출신호 생성회로8를 구성하고 있고, 비교회로4(따라서, 비교기4a, 4b)의 입력단이 본회로8의 입력단을 이루고, 인버터5a의 출력단 내지 출력단자7가 본회로8의 제 2출력단을 이루며, 버퍼5b의 출력단이 본회로8의 제 1출력단을 이룬다.

우선, 비교회로4는, 적분회로3의 출력신호 V3와, 3값의 설정레벨로 이루어지는 기준레벨과의 대소비교를 행한다.

비교회로4는 2개의 비교기4a, 4b를 구비해 있고, 제 2비교기4a는 슈미트회로 내지 슈미트 트리거회로에 의해 구성된다. 이하, 제 2비교기4a를 슈미트버퍼라고 부른다. 슈미트버퍼4a는 상한측의 한계치 내지 제 2판정기준전압 V2H(도 5(c)참조)와, 하한측의 한계치 내지 제 3 판정기준전압 V2L(도 5(c)참조)을 가진다. 한 편, 제 1 비교기4b는, 슈미트버퍼4a의 양한계치 V2H, V2L의 사이의 값을, 그 한계치 내지 제 1판정기준전압 V2M(도 5(c))으로 하는 버퍼회로이다. 이 후, 제 1 비교기4b를 버퍼라고 부른다. 또, 상기 한계치 V2M, V2H, V2L을 각각 「제 1설정레벨」, 「제 2설정레벨」, 「제 3설정레벨」이라고도 호칭한다.

여기서 중요한 설정조건은, (V2H-V2M)으로 주어지는 레벨차가, 제어회로5나 기준전압생성회로6, 특히 동회로6의 응답가능시간, 요컨대, 동회로6가 제어신호 N5의 레벨변화에 따라서 그 기준전압신호V6의 레벨을 대응하는 레벨로 바꾸기 위해서 필요한 시간에 상당하는 레벨보다도 커지도록, 미리 설정되어 있다고 하는 점이다. 도 5의 시계열의 관점에서 말하면, (제 1시간 T1) ＞ (제 2시간 T2 + 제 3시간 T3) 또 (제 3시간 T3) ＞ (기준전압의 레벨설정(제 5레벨 → 제 6레벨)에 필요한 응답시간)이라고 하는 관계로 취할 수가 있다. 또, 레벨차(V2M-V2L)는, 상기 레벨차(V2H - V2M)와 같게 설정할 필요성은 없다. 도 5의 제 3시간 T3과 제 5시간 T5에 대해서도 같다고 할 수 있다.

한 편, 제 1설정레벨 V2M과 부(-)방향의 적분상태시의 적분회로3의 출력신호 V3의 레벨과의 차이는, 도 5로 나타내는 제 1시간 T1을 주고, 그 결과, 후술하는 종류, 적분회로3와 비교회로4가, 전원노이즈등에 의한 순간전인 직류전압저하를 제외하고, 원래 검출해야 할 전압저하만을 추출하기 위한 필터링회로 내지는 타이머회로로서 기능하게 된다. 마찬가지로, 직류전압입력신호 IN가 제 6레벨(여기서는 VH레벨)에 있는 기준전압에까지 복귀할 때의 적분회로3의 출력신호V3의 레벨과 제 2설정레벨 V2H과의 차이는, 도 5에서 나타내는 제 4시간 T4을 주고, 그 결과, 양회로3, 4는 비교회로2의 기준전압의 레벨을 다시 제 5레벨(여기서는 VL레벨)로 되돌리기 위한 히스테리시스 동작시의 타이머회로로서 다시 기능하게 된다.

제어회로5는 여기서는 인버터5a와 버퍼5b로 이루어지고, 비교회로4의 출력신호 N41, N42에 근거하여 비교회로2의 설정레벨을 제어하는 제어신호 N5와, 본 장치10의 상태의 변화를 외부에 나타내기 위한 검출신호 FO를 생성·출력한다. 또, 버퍼5b는 반드시 필요하지는 않다.

기준전압 발생회로6는 제어신호 N5의 입력레벨에 따라서, 비교회로2의 설정레벨을 변경한다. 즉, 제 3레벨(여기서는 L레벨)의 제어신호 N5의 입력에 따라서, 동회로6는 기준전압신호 V6의 레벨을 제 5레벨(여기서는 VL 레벨)로 설정하고, 제 4레벨(여기서는 H레벨)의 제어신호 N5의 입력에 따라서, 동회로6는 기준전압신호 V6의 레벨을 보다 높은 제 6레벨(여기서는 VH레벨)로 설정한다.

기준전압 신호 생성회로6의 구체적인 구성으로서는, 예컨대 도 3에 나타내는 것이라도 좋고, 또한, 도 4에 나타내는 것이라도 좋다.

여기서는, 비교회로4에서 슈미트버퍼4a의 전압설정값, 즉 제 2설정레벨 V2H가 버퍼4b의 전압설정값(제 1설정레벨) V2M보다도 높기 때문에, 슈미트버퍼4a의 출력신호 N41는 버퍼4b의 출력신호 N42보다도 제 3시간 T3(도 5)만큼 늦게 동작한다. 이 때문에, 비교회로2의 기준전압의 설정값의 전환이 실행된 뒤에 검출신호 FO가 출력되게 되고, 본전압감시회로10는 히스테리시스 동작을 확실하고 안정적으로 행하고 나서 검출신호 FO의 출력을 행하게 되고, 더구나, 그 때에 검출신호 FO의 채터링도 일어나지 않는다. 이 점을, 도 5(a)∼도 5(g)의 타이밍챠트에 의거하여, 보다 자세히 설명한다.

우선, 직류전압입력신호 IN가 저하하기 시작하여, 시각 t1에서 그 때의 기준전압 VL(제 5레벨)과 같아지면, 비교회로2는 그 출력신호 N2를 L레벨(제 1레벨)부터 H레벨(제 2레벨)로 상승한다. 이 상승에 응답하여 적분회로3가 시각 t1에 의해 적분동작을 시작하여, 그 출력신호 V3의 레벨은 상승하기 시작한다. 도 5(a)에서는, 입력신호 IN의 전압저하상태가 원래 외부로 검출해야 할 상태로 되어 있어, 제 2시간 T2경과 뒤의 시각 t2에서는 계속 상승하는 출력신호 V3의 레벨이 버퍼4b의 제 1설정레벨 V2M과 같아진다. 이 타이밍으로 버퍼4b는 그 출력신호 N42를 L레벨로부터 H레벨로 상승하기 때문에, 그에 응답하여 버퍼5b는 제어신호 N5를 L레벨(제 3레벨)에서 H레벨(제 4레벨)로 상승시킨다. 또, 엄밀하게는 버퍼5b의 응답시간도 생각할 수 있지만, 이것은 거의 무시할 수 있는 정도로 작게 설정된다. 이 타이밍(t2)에서는, 슈미트버퍼4 a의 출력신호 N41의 레벨은 L레벨인 채로 유지되고 있기 때문에, 검출신호 FO는 출력되지 않는다. 그 다음에, 기준전압 발생회로6는 그 응답시간(＜제 3시간 T3)이 걸려 기준전압의 레벨을 VH 레벨(제 6레벨)로 변경한다. 또, 도시의 편의상, 도 5(a)에서는 상기 응답시간의 도시는 생략되어 있다. 또한, 시각 t2으로부터 제 3시간 T3경과시에도 적분회로3의 출력신호 V3의 상승은 계속되고 있고, 게다가 그 레벨은 슈미트버퍼4a의 제 2설정레벨 V2H에 같아지기 때문에, 그에 응답하여, 동버퍼4a의 출력신호 N41는 H레벨로 상승하고, 그에 응답하여 인버터5a가 검출신호 FO의 출력을 시작한다. 이 경우, 이미 히스테리시스 동작이 완료하고 있고, 더구나 V2H ＞ V2M의 관계가 성립하기 때문에, 검출신호 FO의 채터링이 생길 여지는 전혀 없다.

도 5(c)의 예는, 출력신호 V3가 클램프되기 전에 직류전압입력신호 IN가 기준전압의 제 6레벨(VH) 이상으로 상승하는 경우를 나타내고 있다. 이 때 (시각 t4), 출력신호 N2가 다시 L레벨(제 1레벨)로 하강한 결과, 적분회로3는 그 적분동작을 정지하고 출력신호 V3의 하강상태(RC회로에서는 방전상태)로 이동한다. 그리고, 다시 제 4시간 경과시(시각 t5)에 출력신호 V3가 다시 제 1설정레벨 V2M과 같아지면, 출력신호 N42, 따라서 제어신호 N5는 L레벨(제 3레벨)로 하강하여, 소정의 응답시간을 거쳐서 기준전압신호 V6의 레벨은 원래의 제 5레벨(VL)로 되돌아가 하강때의 히스테리시스동작이 완료한다. 또한, 제 5시간 T5의 경과시점(시각 t6)에서, 하강하는 출력신호 V3가 제 3설정레벨 V2L과 같아져서 출력신호 N41의 반전이 생기고, 검출신호 FO의 출력은 정지한다. 그 후, 출력신호 V3는 부의 적분상태때의 최저레벨로 되돌아간다. 이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 도 2의 전압감시회로10에 의하면, 검출신호 FO의 채터링을 일으키게 하지 않고 안정적이고 또한 확실하게 회로내의 히스테리시스동작을 완료시킨 후에 검출신호를 외부에 출력하는 일이 가능해진다.

또한, 슈미트버퍼4a 및 버퍼4b로서 비교회로4를 구성하고 있기 때문에, 본 장치의 소형화·IC화를 달성하는 일이 가능하다.

(실시의 형태2)

도 6은, 실시의 형태2에 관계되는 전압감시장치의 회로구성예를 나타내는 블럭도이다. 도 6의 회로가 도 2의 그것과 다른 점은 비교회로4A와 제어회로5A에 있고, 그 이외는 모두 도 2의 대응부분과 동일하다. 또, 도 6의 기준전압 발생회로6의 구성을 도 4에 나타내는 것으로 하더라도 물론 상관없다.

비교회로4A는 소정의 2개의 설정레벨(V2L, V2M)을 기준레벨로서 가지고 있고, 적분회로3의 출력신호 V3를 각 기준레벨과 비교함으로써, 3개값의 판단값을 만든다. 제어회로5A는, 비교회로4A의 결과에 의거하여, 비교회로2의 설정레벨을 제어하는 제어신호 N5와 검출신호 FO를 생성·출력한다.

여기서, 2개의 전압설정값 V2L(제 1설정레벨), V2H(제 2설정레벨)을 가지는 비교회로4A는, 각각의 설정레벨을 한계치로서 가지는 인버터41d(제 1비교기) 및 버퍼4c(제 2비교기)로 구성된다. 차동증폭기에 의해서 비교회로4A를 구성하는 것도 가능하긴 하지만, 비용상승저감화의 관점에서, 여기서는 CMOS 트랜지스터의 버퍼4c, 인버터4d로서 비교회로4A를 구성하고 있다.

여기서도 중요한 점은, V2H ＞ V2L임과 동시에, 레벨차(V2H - V2L)가 기준전압의 설정레벨의 변경에 필요한 응답시간에 해당하는 레벨보다도 커지도록, 미리 설정되어 있는 점에 있다. 따라서, 후술하는 도 7이 나타내는 제 1∼제 5시간 T1∼T5에 관해서는, T1 ＞ (T2 + T3), T1 ＞ (T4 + T5)가 성립한다. 단지, 도 6의 본회로에서는 T2 = T4, T3 = T5가 성립한다.

제어회로5A는 출력신호 N41를 세트신호, 출력신호 N42를 리셋트신호로 하는 플립플롭회로5c와, 다른 2개의 논리회로소자5d, 5e로 구성된다.

도 7에, 도 6의 회로의 동작을 나타내는 타이밍챠트를 나타낸다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 제 1설정레벨 V2L, 제 2 설정레벨 V2H를 기준레벨로 해서 비교동작을 행하는 비교회로4A의 출력신호 N41, N42에 의해, 3개값의 판단값 출력이 생성되어 있다. 이 회로에서도 제어회로5A는 도 7에 나타내는 타이밍(시각 t2)으로 동작하고, 제 6레벨(H레벨)의 제어신호 N5의 출력에 따라서, 기준전압생성회로6가 기준전압의 레벨을 제 5레벨 VL에서 제 6레벨 VH로 바꾼 뒤, 제 3시간 T3 경과 뒤의 시각 t3에서, 제어회로5A가 검출신호FO를 출력한다. 이 때문에, 히스테리시스동작이 확실히 행해진 뒤에 상태의 변화를 나타내는 검출신호 FO가 출력되게 되어, 검출신호 FO의 채터링은 일어나지 않는다.

물론, 도 6의 회로에서도 비교회로4A를 인버터4d 및 버퍼4c로 구성하고 있기 때문에, 장치의 소형화·IC화를 달성할 수가 있다.

(종합)

이상의 각 실시의 형태의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 도 2 및 도 6의 제어신호·검출신호 생성회로8, 8A는, 어느 것이나, 적분회로3의 제 1시간 내지 적분계수(또는 시정수)와의 관계이고, 타이머회로 내지 필터링회로로서 기능하고 있다. 그리고, 직류전압이 히스테리시스가 걸린 후의 비교회로2 기준전압의 레벨(제 6레벨) 이상으로 되기까지의, 그 동작에 착안하여 양회로8, 8A의 특징을 특정할 때에는, 양회로8, 8A의 기능구성을 이하와 같이 파악할 수가 있다. 즉, 양회로8, 8A는 (a) 적분회로의 상기 출력신호가 입력될 때에는 제 3레벨의 제어신호를 제 1출력단에 의해 출력하고, (b) 적분회로의 출력신호를 받았을 때에는, 해당 출력신호의 입력후 제 2시간 경과시에 해당 출력신호의 상승을 검지하지 않을 때에는 제 3레벨의 제어신호를 제 1출력단에 의해 계속 출력하는 한편, 해당 출력신호의 입력후, 제 2시간경과시에도 여전히 해당 출력신호의 상승을 검지할 때에는, 제 4레벨의 제어신호를 제 1출력단에 의해 출력하고, (c) 제 2시간 경과후 다시 제 3시간이 경과했을 때에도, 적분회로의 상기 출력신호의 상승을 검지할 때에만, 직류전압의 전압저하를 외부에 정보로서 주는 검출신호를 그 제 2출력단에 의해 출력한다. 단, (제 1시간) ＞ (제 2시간 + 제 3시간) 및, (제 3시간) ＞ (기준전압 발생회로의 응답시간)의 관계가 성립한다.

다면적으로, 한계치라고 하는 관점에서 양회로8, 8A의 기능을 특정할 때에는, 다음과 같이 본회로8, 8A을 특정하는 것도 가능하다. 즉, 양회로8, 8A은 (a) 적분회로의 출력신호가 제 1설정레벨 미만일 때에는 제 3레벨의 제어신호를 출력하고, (b) 적분회로의 출력신호가 제 1설정레벨과 같아졌을 때에 제 4레벨의 제어신호를 출력하며, (c) 적분회로의 출력신호가 제 2 설정레벨과 같아졌을 때에 직류전압의 전압저하를 외부에 정보로서 주는 검출신호를 출력한다. 단, (소정의 레벨) ＞ (제 2설정레벨) ＞ (제 1설정레벨) 및, (제 2설정레벨 - 제 1설정레벨) ≥ (기준전압 발생회로의 응답시간에 상당하는 레벨)의 관계가 성립한다.

또, 실시의 형태1, 2의 변형예로서, 도 2 및 도 6의 적분회로3를 도 8에 나타낸 적분회로3P와 같이 구성해도 된다. 즉, 그 경우에는, 적분회로는 비교회로2의 제 2레벨 출력신호의 입력에 따라서 적분동작을 개시하고, 다음에 비교회로2의 출력신호가 제 2레벨로부터 제 1레벨로 변동하는 것을 리셋트신호로서 받아, 그 출력을 적분동작개시 시의 최저레벨에까지 변경시킨다. 이 경우에도 도 2, 도 6의 경우와 같이, 직류전압이 제 2시간이상에 걸쳐서 비교회로2의 기준전압레벨보다도 저하한 것을 검출하여, 그것에 따라서 확실하게 히스테리시스 동작을 행함과 동시에, 채터링을 생기게 하지 않기 때문에 검출신호를 안정되게 출력할 수가 있다.

또한 도 2, 도 6의 제어회로5, 5A의 논리회로 구성으로서는, 그 외에 다양한 구성이 가능하다.

또한, 본 발명에 관한 전압감시장치는, 도 1에 예시한 바와 같은 반도체 장치에의 적용뿐만 아니라, 다른 다양한 장치의 직류전압 변동감시장치로서 사용하는 것이 가능하다.

또, 상기한 (제 1레벨, 제 2레벨), (제 3레벨, 제 4레벨), (제 5레벨, 제 6레벨)의 각각에 관해서는 한 쪽을 H레벨이라고 하면 다른 쪽이 L레벨이 되고, 한 쪽을 L레벨이라고 정의하면 다른 쪽이 H레벨이라고 정의되는 관계에 있다.

청구항1에 관한 발명에 있어서,

(a) 적분회로가 적분동작을 하지 않을 때, 즉, 적분회로가 출력신호를 출력하지 않을 때에는, 제어신호·검출신호 생성회로에 적분결과가 입력되지 않기 때문에, 동회로는 제어신호의 레벨을 제 3레벨로 설정하고, 해당 제어신호를 그 제 1출력단에서 기준전압 발생회로로 출력한다. 이것을 받아, 기준전압 발생회로는 기준전압의 레벨을 제 5레벨로 설정한다. 따라서, 이 경우에는 비교회로는 직류전압의 레벨이 기준전압의 제 5레벨미만이 되는지 아닌지를 판정하고 있다.

직류전압 ≥ 제 5레벨일 때에는, 비교회로는 제 1레벨의 출력신호를 출력하기 때문에, 적분회로는 그 적분동작을 실행하지 않고, 따라서, 기준전압의 레벨은 제 5레벨로 계속 유지되어, 검출신호가 제어신호·검출신호 생성회로에서 출력되는 것은 아니다. 지금, 직류전압이 제 5레벨을 가르면, 비교회로의 출력이 제 2레벨로 변하기 때문에, 적분회로는 그 적분동작의 실행을 개시하여, 그 출력신호가 상승하기 시작한다. 그리고, 상승하기 시작한 적분회로의 출력신호를 입력신호로서 받은 제어신호·검출신호 생성회로는, 적분회로의 출력신호의 레벨과 제 1설정레벨과의 비교동작을 실행한다. 이 때, (적분회로의 출력신호) ＜ (제 1설정레벨)의 상태에서는, 제어신호·검출신호 생성회로는 제어신호의 레벨을 종전 대로의 제 3레벨로 계속 지속된다. 그 결과, 기준전압의 레벨도 또 종전대로 제 5레벨인 채로이다.

(b) 지금, 상승하는 적분회로의 출력신호가 제 1설정레벨과 같아진 것으로 한다. 이때, 제어신호·검출신호 생성회로는 제어신호의 레벨을 제 3레벨로부터 제 4레벨로 변경되고, 제 4레벨의 제어신호를 기준전압 발생회로의 입력단에 출력한다. 이것을 받아, 기준전압 발생회로는 기준전압의 레벨을 제 5레벨로부터 고레벨의 제 6레벨로 설정하고, 그 결과, 그 이후는 비교회로의 판정기준전압은 고레벨의 제 6레벨이 된다. 이에 의해 히스테리시스동작이 달성된다. 이와 같이, 제 5레벨에 있는 비교회로의 기준전압에 대한 직류전압의 저하의 검지후, 적분결과가 제 1 설정레벨에 달할 때까지 필요한 시간(즉, 제 2시간)의 경과시점에서도 여전히 적분회로의 출력신호가 상승을 나타내고 있을 때에, 비교회로의 기준전압이 제 6레벨로 변경된다.

(c) 또한 적분회로의 출력신호가 계속 상승하여, 상기 제 2시간 경과뒤의 제 3시간 경과시점에서 해당 출력신호가 제 2 설정레벨에 달한 것으로 한다. 이 경우, 외부에서 입력하는 직류전압은, 상기 제 2시간과 상기 제 3시간의 합으로 주어지는 시간중에는, 항상 비교회로의 기준전압보다도 저하한 상태에 있기 때문에, 이러한 직류전압의 저하상태가 계속됨으로써, 직류전압을 구동전원으로 하는 외부장치에서는 상태의 변화가 생긴 것으로 인지할 수 있다. 더구나, 제 2 설정레벨과 제 1 설정 레벨의 차이는, 기준전압 발생회로가 제어신호의 레벨변화를 받아 기준전압 레벨을 변경하는데 필요한 시간, 즉, 기준전압 발생회로의 응답시간에 상당하는 레벨이상으로 설정되어 있다. 따라서, 이 시점에서 제어신호·검출신호 생성회로가 검지신호를 외부측으로 출력했다고 해도, 전압감시장치 내부에서의 히스테리시스동작은 확실히 행해진 뒤이고, 안정된 히스테리시스동작이 보장된다. 이 경우, 상기 제 2시간 경과후, 다시 상기 제 3시간만큼 경과하기 전에 직류전압이 재차 기준전압이상이 되더라도 검출신호는 출력되지 않기 때문에, 종래와 같은 검출신호의 채터링도 생기지 않는다.

이상과 같이, 청구항1의 발명에 의하면, ① 직류전압이 비교회로의 기준전압미만이 된 뒤에 히스테리시스 동작을 확실하고 안정되게 실행할 수 있음과 동시에, 검출신호의 채터링 내지 발진현상을 생기게 하지 않고, ② 직류전압의 저하상태로서 외부장치에 전달해야 할 원래의 검출신호를 확실히 출력할 수가 있다고 하는 효과를 거둔다.

청구항2에 관한 발명에 있어서,

(a) 적분회로가 적분동작을 하지 않을 때, 즉, 적분회로가 출력신호를 출력하지 않을 때에는, 제어신호·검출신호 생성회로에 적분결과가 입력하지 않기 때문에, 동회로는 제어신호의 레벨을 제 3레벨로 설정하여, 해당 제어신호를 그 제 1출력단에서 기준전압 발생회로에 출력한다. 이것을 받아, 기준전압 발생회로는 기준전압의 레벨을 제 5레벨로 설정한다. 따라서, 이 경우에는, 비교회로는, 직류전압의 레벨이 기준전압의 제 5레벨미만이 되는지 아닌지를 판정하고 있다.

직류전압 ≥ 제 5레벨일 때에는 비교회로는 제 1레벨의 출력신호를 출력하기 때문에, 적분회로는 그 적분동작을 실행하지 않고, 따라서, 기준전압의 레벨은 제 5레벨로 계속 유지되고, 검출신호가 제어신호·검출신호 생성회로에서 출력되는 것은 아니다. 지금, 직류전압이 제 5레벨미만이 되면, 비교회로의 출력이 제 2레벨로 변하기 때문에, 적분회로는 그 적분동작의 실행을 시작하여, 그 출력신호가 상승하기 시작한다. 그리고, 상승하기 시작한 적분회로의 출력신호를 입력신호로서 받은 제어신호·검출신호 생성회로는, 적분회로의 출력신호 상승시간과 제 2시간과의 대소비교를 실행한다. 이 때, 제 2시간 경과시점에서 적분회로의 출력신호의 상승이 검지될 때에는, 제어신호·검출신호 생성회로는 제어신호의 레벨을 종전대로의 제 3레벨로 계속해서 지속된다. 그 결과, 기준전압의 레벨도 역시 종전대로 제 5레벨인 채이다.

(b) 한 편, 적분회로의 출력신호의 상승이 제 2시간 경과시점에서도 검지될 때에는, 제어신호·검출신호 생성회로는 제어신호의 레벨을 제 3레벨로부터 제 4레벨로 변경하고, 제 4레벨의 제어신호를 기준전압 발생회로의 입력단으로 출력 한다. 이것을 받아, 기준전압 발생회로는 기준전압의 레벨을 제 5레벨에서 고레벨인 제 6레벨로 변경하고, 그 결과, 그 이후는 비교회로의 기준전압은 고레벨인 제 6레벨이 된다. 이에 의해, 히스테리시스 동작이 달성된다. 이와 같이, 제 5레벨에 있는 비교회로의 기준전압에 대한 직류전압의 저하라고 하는 상태의 검지후, 적분동작이 제 2시간 경과시에도 실행되고 있을 때에, 비교회로의 기준전압이 제 6레벨로 변경된다. 따라서, 제어신호·검출신호 생성회로와 적분회로는, 타이머회로 내지 필터링회로로서 기능하고 있다.

(c) 또한 적분회로의 출력신호가 상승을 계속하여, 상기 제 2시간 경과뒤의 제 3시간경과시점에서도, 적분동작이 속행되고 있는 것으로 한다. 이 경우, 외부에서 입력하는 직류전압은 상기 제 2시간과 상기 제 3시간의 합으로 주어지는 시간중에는, 항상 비교회로의 기준전압보다도 저하한 상태로 있기 때문에, 이러한 직류전압의 저하상태가 계속 검출됨에 의해, 직류전압을 구동전원으로 하는 외부장치에서는 상태의 변화가 생기고 있는 것으로 판단된다. 더구나, 제 3시간은 기준전압 발생회로가 제어신호의 레벨변화를 받아, 기준전압의 레벨을 변경하는데 필요한 시간, 즉, 기준전압 발생회로의 응답시간이상으로 설정되어 있다. 따라서, 이시점에서 제어신호·검출신호 생성회로가 검출신호를 외부측에 출력하였다고 해도, 전압감시장치 내부에서의 히스테리시스 동작은 확실하게 행해진 뒤이며, 안정된 히스테리시스 동작이 보장된다. 이 경우, 상기 제 2시간 경과 후, 다시 상기 제 3시간만큼 경과하기 전에 직류전압이 재차 기준전압이상이 되더라도 검출신호는 출력되지 않기 때문에, 종래와 같은 검출신호의 채터링도 생기지 않는다.

이상과 같이, 청구항2의 발명에 의하면, 검출신호의 채터링을 발생시키지 않고 직류전압이 비교회로의 기준전압미만이 된 뒤에 히스테리시스동작을 확실하고 안정되게 실행할 수 있고, 그 후에 확실하고 안정되게 검출신호를 출력할 수가 있다.

청구항3에 관한 발명에 있어서,

본 발명에 의하면, 직류전압과 비교되는 기준전압의 레벨을 직류전압의 저하에 응해서 제 5레벨로부터 제 6레벨로 변경하는 히스테리시스동작을, 검출신호의 출력스텝으로부터 분리시키고, 또, 그 스텝보다도 항상 선행하여 독립적으로 행하게 할 수가 있기 때문에, 검출신호의 채터링을 발생시키지 않고 상기 히스테리시스동작을 확실하고 안정적으로 실행할 수가 있음과 동시에, 상기 히스테리시스동작 완료후에 검출신호를 본출력해야 할 상태로 해서 확실하게 외부에 출력하는 것이 가능해진다.

Claims (3)

1. 외부의 직류전압과 기준전압을 비교하여, 상기 직류전압이 상기 기준전압이상일 때에는 제 1레벨의 출력신호를 출력하고, 상기 직류전압이 상기 기준전압 미만일 때에는 제 2레벨의 상기 출력신호를 출력하는 비교회로와,

   상기 비교회로의 상기 제 2레벨의 상기 출력신호의 출력개시시에 따라서 적분동작을 개시하고, 상기 비교회로가 상기 제 2레벨의 상기 출력신호를 출력하고 있는 한은 적분동작을 속행하며, 그 상승하는 출력신호를 소정의 레벨로 클램프하는 적분회로와, 적어도 제 1설정레벨 및 제 2설정레벨을 기준레벨로서 가지고, 상승하는 상기 적분회로의 상기 출력신호와 상기 기준레벨을 비교하여,

   (a) 상기 적분회로의 상기 출력신호가 상기 제 1설정레벨 미만일 때에는 제 3레벨의 제어신호를 출력하고,

   (b) 상기 적분회로의 상기 출력신호가 상기 제 1설정레벨과 같게 되었을 때에 제 4레벨의 제어신호를 출력하며,

   (c) 상기 적분회로의 상기 출력신호가 상기 제 2설정레벨과 같아졌을 때에 상기 직류전압의 전압저하를 외부에 정보로서 주는 검출신호를 출력하는 제어신호·검출신호 생성회로와,

   상기 제어신호를 받아서, 상기 제 3레벨의 상기 제어신호의 입력에 따라서 상기 기준전압의 레벨을 제 5레벨로 계속 설정하는 한편, 상기 제 4레벨의 상기 제어신호의 입력에 따라서 상기 기준전압의 상기 레벨을 상기 제 5레벨보다도 높은 제 6레벨로 설정하는 기준전압 발생회로를 구비하고,

   (상기 소정의 레벨) ＞ (상기 제 2설정레벨) ＞ (상기 제 1설정레벨) 및,

   (상기 제 2설정레벨 - 상기 제 1설정레벨) ≥ (상기 기준전압 발생회로의 응답시간에 상당하는 레벨)의 관계가 성립하는 것을 특징으로 하는 히스테리시스특성을 가지는 전압감시회로.
2. 외부의 직류전압을 제 1입력신호로서 송신하는 제 1입력신호선과,

   기준전압을 제 2입력신호로서 송신하는 제 2입력신호선과,

   상기 제 1및 제 2입력 신호선의 일단에 그 입력단이 접속되고, 상기 직류전압이 상기 기준전압 이상일 때에는 제 1레벨의 출력신호를 그 출력단에 의해 출력하며, 상기 직류전압이 상기 기준전압 미만일 때에는 제 2레벨의 상기 출력신호를 상기 출력단에 의해 출력하는 비교회로와,

   상기 비교회로의 상기 제 2레벨의 상기 출력신호의 출력개시시에 따라서 적분동작을 개시하고, 상기 비교회로의 상기 제 2레벨 상기 출력신호의 출력기간중에는 상기 적분동작을 속행함과 동시에, 상기 적분동작 개시후에, 제 1시간 경과후에 그 상승하는 출력신호를 소정의 레벨로 클램프하는 적분회로와, 상기 적분회로의 출력단에 그 입력단이 접속되어, (a) 상기 적분회로의 상기 출력신호가 입력될 때에는 제 3레벨의 제어신호를 제 1출력단에 의해 출력하고, (b) 상기 적분회로의 상기 출력신호를 받았을 때에는, 해당 출력신호의 입력후 제 2시간 경과시에 해당 출력신호의 상승을 검지하지않을 때에는, 상기 제 3레벨의 상기 제어신호를 상기 제 1 출력단에 의해 계속 출력하는 한 편, 해당 출력신호의 입력후에 제 2시간 경과시에도 여전히 해당 출력신호의 상기 상승을 검지할 때에는 제 4 레벨의 상기 제어신호를 상기 제 1출력단에 의해 출력하고, (c) 상기 제 2시간 경과후, 다시 제 3시간 경과시에도 상기 적분회로의 상기 출력신호의 상기 상승을 검지할 때에만, 상기 직류전압의 전압저하를 외부에 정보로서 주는 검출신호를 그 제 2출력단에 의해 출력하는 제어신호·검출신호 생성회로와, 그 입력단이 상기 제어신호·검출신호 생성회로의 상기 제 1출력단에 접속되고, 그 출력단이 상기 제 2입력신호선의 타단에 접속되어 있고, 상기 제 3레벨의 상기 제어신호에 따라서 상기 기준전압의 레벨을 제 5레벨에 설정하기를 계속하는 한편, 상기 제 4레벨의 상기 제어신호에 따라서 상기 기준전압의 상기 레벨을 상기 제 5레벨보다도 높은 제 6레벨로 설정하는 기준전압 발생회로를 구비하고,

   (상기 제 1시간) ＞ (상기 제 2시간 + 상기 제 3시간) 및,

   (상기 제 3시간) ＞ (상기 기준전압 발생회로의 응답시간)의 관계가 성립하는 것을 특징으로 하는 히스테리시스특성을 가지는 전압감시회로.
3. 외부의 직류전압과 제 1레벨의 기준전압을 비교하고,

   상기 직류전압이 상기 기준전압보다도 큰 상태에서 상기 기준전압과 같아졌을 때에 응해서 적분동작을 개시하고, 직류전압이 상기 기준전압 미만인 한, 그 적분값이 소정의 레벨에 달하는데 필요한 제 1시간의 경과까지는 상기 적분동작을 속행하며,

   상기 적분동작의 개시후, 상기 적분값의 상승이 제 2시간 경과시점에서도 계속되고 있는가를 검출하여, 상기 상승이 계속되고 있지 않을 때에는 상기 적분동작의 상기 개시전과 같이 제 3레벨의 제어신호의 생성을 계속 유지하는 한편, 상기 상승이 계속하고 있을 때에는 상기 제어신호의 레벨을 상기 제 3레벨로부터 제 4레벨로 변경하고,

   상기 제어신호의 상기 레벨이 상기 제 3레벨일 때에는 상기 기준전압의 레벨을 제 3레벨로 계속 설정하는 한편, 상기 제어신호의 상기 레벨이 상기 제 4레벨일 때에는 상기 기준전압의 상기 레벨을 상기 제 1레벨보다도 높은 제 2레벨로 설정함으로써, 상기 외부의 직류전압과 상기 기준전압의 비교및 해당 비교결과에 따른 상기 적분동작을 속행하는 한편,

   상기 제 2시간 경과후, 다시 제 3시간 경과시점에서도 상기 적분값의 상기 상승이 지속하고 있는가를 검출하여, 상기 상승이 계속되고 있을 때에는, 상기 직류전압의 전압저하를 외부에 정보로서 주는 검출신호를 생성해서 상기 외부에 출력하는 각 스텝을 구비하여,

   (상기 제 1시간) ＞ (상기 제 2시간 + 상기 제 3시간) 및,

   (상기 제 3시간) ＞ (상기 제어신호의 입력에 따라서 상기 기준전압의 상기 레벨을 설정하는 것이 가능한 응답시간)이라는 관계가 성립하는 것을 특징으로 하는 히스테리시스특성을 이용하는 전압감시방법.