KR100347545B1 - 전원전압 검출기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 전원전압 검출기는 전원전압을 일정한 비율로 분배하는 분배부, 기준전압을 발생시키는 기준전압발생부, 분배부에 의해 분배된 분배전압과 상기 기준전압발생부에서 발생된 기준전압을 비교하여 그 결과를 출력하는 비교부 및 비교부의 출력에 따라 상기 전원전압을 안정화 시킬 수 있도록 상기 비교부의 출력단 접속되는 제1슈미트트리거부를 포함하여 구성된다.

Description

전원전압 검출기 {Power detection circuit}
본 발명은 전원전압 검출기에 관한 것으로서, 상세하게는 회로동작 영역을 결정하고자 하는 반도체 소자를 디자인 하는데 있어서, 전원 노이즈에 무관하게 일정한 전원 레벨을 검출할 수 있는 전원전압 검출기에 관한 것이다.
도 1에 도시한 회로는 종래의 전원 검출 회로인데, 전원전압(Vcc)은 직렬 접속된 저항 R1 과 R2에 의해 분배된다. 저항 R1, R2의 접속점은 비교기(10)의 비반전입력단에 접속되어 있다. 이때 비교기(10)의 비반전입력단에는 저항 R1과 R2의 비에 의해 분배된 전압(Vin)이 입력된다. 또한 비교기(10)의 반전입력단에는 기준전압발생기(20)의 출력단이 접속되는데, 기준전압발생기(20)에서 출력되는 기준전압(Vref)이 비교기(10)의 반전입력단으로 입력된다.
또한 비교기(10)의 출력단에는 다수의 인버터로 이루어진 인버터체인(30)이 접속되어 있는데, 인버터는 비교기(10)의 출력을 버퍼링하는 역할을 한다.
전술한 구성을 가지는 종래의 전원 검출회로의 동작점은 도 2에 도시한 바와 같이, 기준전압(Vref)과 저항(R1) 및 저항(R2)의 비에 따라 동작점(Q)이 정해진다. 즉, 기준전압(Vref)과 기울기(L10)가 만나는 점이 동작점(Q)이 된다.
전원전압(Vcc)의 레벨이 동작점(Q)이상이 되면 비교기는 하이신호를 출력하게 되고, 전원전압(Vcc)의 레벨이 동작점(Q)이하가 되면 비교기는 로우신호를 출력하게 되어 비교기의 출력신호에 따라 전원전압의 레벨을 검출할 수 있다. 그에 따른 결과를 도 3에 도시하였다.
그러나 실제적으로 전원전압 검출기는 전원전압(Vcc)이 얼마나 안정적인가에 따라서 비교기의 출력 결과가 다르게 나타난다. 즉, 전원전압(Vcc)이 변동되면동작점(Q)이 달라지게 되고, 전압(Vin) 역시 변동되기 때문에, 비교기의 출력결과가 달라지는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 슈미트 트리거의 트립포인트를 이용하여 출력값을 안정적으로 처리할 수 있는 전원전압 검출기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전원전압 검출기는, 전원전압을 일정한 비율로 분배하는 분배부, 기준전압을 발생시키는 기준전압발생부, 분배부에 의해 분배된 분배전압과 상기 기준전압발생부에서 발생된 기준전압을 비교하여 그 결과를 출력하는 비교부 및 비교부의 출력에 따라 상기 전원전압을 안정화 시킬 수 있도록 상기 비교부의 출력단 접속되는 제1슈미트트리거부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 전원전압 검출기의 회로도.
도 2는 도 1을 설명하기 위한 그래프.
도 3은 도 1의 동작을 설명하기 위한 파형도.
도 4는 본 발명에 따른 전원전압 검출기의 회로도.
도 5는 도 4의 슈미트부의 특성도.
도 6a ~ 도6e는 도 4의 출력파형도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
40:비교부 50:기준전압발생부
60:제1슈미트부 70:제2슈미트부
I1 ~ I5:인버터 PI1 ~ PI7:PMOS트랜지스터
NI1 ~ NI6:NMOS트랜지스터
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명하겠다.
도 4는 본 발명에 따른 전원레벨검출기의 회로도이다.
전원전압(Vcc)은 직렬접속된 저항 R11 과 R12에 의해 분배되며, 저항 R11, R12의 접속점은 비교기(40)의 비반전입력단에 접속된다. 이때 비교기(40)의 비반전입력단에는 저항 R11과 R12의 비에 의해 분배된 전압(Vin)이 입력된다. 또한 비교기(40)의 반전입력단에는 기준전압발생기(50)의 출력단이 접속되는데, 기준전압발생기(50)에서 출력되는 기준전압(Vref)이 비교기의 반전입력단으로 입력된다.
또한, 비교기(40)의 출력단에는 제1인버터(I1)가 접속되고, 제1인버터(I1)의 출력단에는 저항(R20)과 커패시터(C2)로 이루어진 지연회로를 통하여 제1슈미트트리거부(60)가 접속된다. 그리고 제1슈미트트리거부(60)의 출력단은 저항(R30)과 커패시터(C3)로 이루어진 지연회로를 통하여 제2슈미트트리거부(70)에 접속되고, 제2슈미트트리거부(70)의 출력단에는 제4인버터(I4)와 제5인버터(I5)가 직렬접속된다.
그리고 저항(R30)과 제2슈미트트리거부 사이의 노드와 전원전압(Vcc) 사이에는 PMOS 트랜지스터(PI7)가 접속되고, 제2인버터(I2)와 제3인버터(I3)가 직렬로 접속되어 그 출력단이 PMOS 트랜지스터(PI7)의 게이트에 접속된다. 제 2 인버터(I2)의 입력단은 비교기(40)의 출력단에 접속된다.
한편, 전술한 제1슈미트트리거부(60)와 제2슈미트트리거부(70)의 구성은 다음과 같다.
제1슈미트트리거부(60)부는 PMOS 트랜지스터(PI1 및 PI2) 그리고 NMOS트랜지스터(NI1 및 NI2)가 전원전압(Vcc)과 그라운드 사이에 상호 직렬로 접속된다. 또한, 그라운드와 PMOS 트랜지스터(PI1 및 PI2)의 접속점 사이에는 PMOS 트랜지스터(PI3)가 접속되며, 그라운드와 NMOS 트랜지스터(NI1 및 NI2)의 접속점 사이에는 NMOS 트랜지스터(NI3)가 접속된다. 그리고 PMOS 트랜지스터(PI3)와 NMOS 트랜지스터(NI3)의 게이트는 PMOS 트랜지스터(PI2)와 NMOS 트랜지스터(NI1)의 접속점에 접속되는데, PMOS 트랜지스터(PI2)와 NMOS 트랜지스터(NI1)의 접속점이 제1슈미트트리거부(60)의 출력단이 된다.
제2슈미트트리거부(70)는 PMOS 트랜지스터(PI4 및 PI5) 그리고 NMOS 트랜지스터(NI4 및 NI5)가 전원전압(Vcc)과 그라운드 사이에 상호 직렬로 접속된다. 또한, 그라운드와 PMOS 트랜지스터(PI4 및 PI5)의 접속점 사이에는 PMOS 트랜지스터(PI6)가 접속되며, 그라운드와 NMOS 트랜지스터(NI4 및 NI5)의 접속점 사이에는 NMOS 트랜지스터(NI6)가 접속된다. 그리고 PMOS 트랜지스터(PI6)와 NMOS 트랜지스터(NI6)의 게이트는 PMOS 트랜지스터(PI5)와 NMOS 트랜지스터(NI4)의 접속점으로 접속되는데, PMOS 트랜지스터(PI5)와 NMOS 트랜지스터(NI4)의 접속점은 제2슈미트트리거부(70)의 출력단이 된다.
이하에서는 전술한 구성을 가지는 본 발명에 따른 전원전압검출기의 동작을 설명하겠다.
도 6a에 도시한 바와 같이 전원전압(Vcc)에 노이즈가 포함되어 있다면, 비교기(40)의 출력신호는 전원전압(Vcc)에 포함된 노이즈의 영향을 받게 되며, 그에 따라 제1인버터(I1)의 출력 역시 전원전압(Vcc)에 포함되어 있는 노이즈의 영향을 받게 되어 제1인버터(I1)의 출력파형은 도 6b에 도시한 L100과 같이 된다.
제1인버터(I1)의 출력파형(L100)은 일종의 지연회로격인 수동소자인 저항(R2)과 커패시터(C2)에 의하여 변화하여 도 6b에 도시한 파형 L200 혹은 L300이 된다.
이때, 제1슈미트트리거부(60)는 도 5에 도시한 바와 같이 두 개의 동작점을갖는다. 제1슈미트트리거부(60)로 입력되는 신호(즉, 제1인버터(I1)의 출력) Vin이 로우에서 하이로 천이하면 제1슈미트트리거부(60)의 출력은 Vth+에서 변화하고, 입력되는 신호 Vin이 하이에서 로우로 천이하면 제1슈미트트리거부의 출력은 Vth-에서 변화하는 스위칭 특성을 가진다. 즉, 인버터가 입력신호의 1/2 포인트에서 스위칭되는 것에 비하여 스위칭 마진(margin)이 향상됨을 알 수 있다.
따라서, 전원전압(Vcc)의 노이즈의 영향을 받은 비교부(40)의 노이즈성 결과는 일정시간 이상 지속되지 않는 한 제1슈미트트리거부(60)의 출력은 전원전압(Vcc)에 포함된 노이즈의 영향을 받지 않으며, 제1슈미트트리거부(60)의 출력은 수동소자인 저항(R30)과 커패시터(C3)와 제2슈미트트리거부(70)에 의해 버퍼링된다.
그런데, 제1슈미트트리거부(60)로 입력되는 신호가 L300과 같이 제1슈미트트리거부(60)의 Vth+와 Vth- 이상으로 변동한다면 스위칭 마진을 넘기 때문에 제1슈미트트리거부(60)는 스위칭을 하여 그 출력은 L400이 되어 제2슈미트트리거부(70)로 입력된다.
하지만, 제2슈미트트리거부(60)로 입력되는 신호 L400이 제2슈미트트리거부(70)의 Vth+ 이상으로 변동하지 않는다면 최종적으로 제2슈미트트리거부(70)의 출력은 L500처럼 안정적으로 출력된다.
한편, 비교부(40)의 출력은 제2인버터(I2)로도 입력되는데, 비교부(40)의 출력이 하이일 경우에는 그 신호는 제2인버터(I2)와 제3인버터(I3)를 통하여 PMOS 트랜지스터(PI7)의 게이트에 하이신호로 인가된다. 그에 따라서 PMOS트랜지스터(PI7)는 턴-오프되어 제1슈미트트리거부(60)의 출력 L400이 저항(R30)과 커패시터(C3)을 통하여 제2슈미트트리거부(70)로 입력된다.
하지만, 비교부(40)의 출력이 로우신호일 경우에는 그 신호는 제2인버터(I2)와 제3인버터(I3)를 통하여 PMOS 트랜지스터(PI7)의 게이트에 로우신호로 인가된다. 그러면, PMOS 트랜지스터(PI7)는 턴-온되고 전원전압(Vcc)에 의해 파형 L400은 빠르게 하이로 천이하여 결과적으로 전원전압(Vcc)이 제2슈미트트리거부(70)로 입력된다.
그래서, PMOS 트랜지스터(PI7)에 의해, 비교부(40)의 출력이 검출하고자 하는 레벨이 되면 비교부(40)의 출력은 제1슈미트트리거부(60)와 제2슈미트트리거부(70)를 통하게 되고, 원치않는 신호일 경우에는 원래의 전원전압(Vcc)이 제2슈미트트리거부(70)로 입력된다.
결론적으로 전원전압(Vcc)에 노이즈가 포함되어 전원전압(Vcc)이 변동을 하더라도 본 발명에 따른 전원전압 검출기에 의해 안정된 출력을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 전원전압 검출기에 의하면, 제1슈미트트리거부와 제2슈미트트리거부에 의한 트리거 동작점을 이용함으로써 전원전압에 노이즈가 포함되어 불안정 하더라도 안정된 출력을 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 전원전압을 분배하기 위한 분배부;
    기준전압을 입력받아 상기 분배부에 의해 분배된 분배전압과 상기 기준전압을 비교하기 위한 비교부;
    상기 비교부의 출력신호를 지연시키기 위한 제 1 지연수단;
    상기 제 1 지연수단의 출력신호를 일정 전위로 유지시키기 위한 제 1 슈미트 트리거부;
    상기 제 1 슈미트 트리거부의 출력신호를 지연시키기 위한 제 2 지연수단;
    상기 제 2 지연수단의 출력신호를 일정 전위로 유지시키기 위한 제 2 슈미트 트리거부; 및
    상기 비교부의 출력신호에 따라 상기 제 2 슈미트 트리거부로 입력되는 신호를 제어하기 위한 제어수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전원전압 검출기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은 비교부의 출력신호에 따라서 상기 제 2 슈미트 트리거부로 입력되는 신호를 제어할 수 있도록,
    상기 비교부의 출력단에 접속되어 그 신호를 드라이브하는 인버터와,
    상기 인버터의 출력에 의해 스위칭되며 상기 제 2 슈미트 트리거부의 입력단과 상기 전원전압 사이에 접속되는 스위칭소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원전압 검출기.
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