TW556068B - Voltage detecting circuit - Google Patents

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556068 A7 __B7 五、發明説明（彳） 發明之背景 1 ·發明之領域 本發明係關於一種用於在一容納在使用電池之手提式 裝置之積體電路偵測電壓之電路。 2.相關技藝之說明 作爲電壓偵測電路，吾人已知一種在圖6之電路方塊 圖中所示之電路。亦即，將端子1 0及1 1與一將行偵測 之任意端子連接。在圖6之情形，由於一電池1連接至端 子1 1及1 0，而偵測越過電池1之電壓。將分壓電阻器 1 3及1 4連接在端子1 1及1 〇之間。將一比較器1 7 之輸入與此等分壓電阻器13及14之節點及參考電壓 1 5連接。將比較器1 7之輸出與一輸出緩衝器電路1 6 ，連接，及輸出緩衝器電路16之輸出與一輸出端子12 連接。 藉比較器17將在分壓電阻器13及14之節點之電 壓V a與參考電壓1 5之電壓V b比較，而偵測電壓。亦 即，使比較器1 7逆反之電壓爲V a = V b。在此實例， 依分壓電阻器之電壓値而定，V a被越過電池1之電壓所 改變。假設電阻器1 3之電阻爲R 1，電阻器1 4之電阻 爲R2及越過電池1之電壓爲VI，因爲Va=R2/( R 1 + R 2 ) X V 1 = V b，下列公式（1 )表示所偵測 之電池1之電壓。 偵測之電壓=(R 1 + R 2 ) / R 2 X V b · . .(1) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0'〆297公釐） ~ -4- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·«衣. 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 556068 A7 B7 五、發明説明（2 ) 亦即，在越過電池1之電壓高於一由公式（1 )所表 示之値時，比較器1 7之輸出變爲高電平，而在越過電池 1之電壓低於一由式公式（1)所表示之値時，比較器' 1 7之輸出變爲低電平。換言之，依比較器1 7之輸出爲 高電平抑或爲低電平而定，可偵測越過電池1之電壓爲高 於抑或低於偵測電壓。 通常，電壓偵測電路始終_操作，以便偵測任意電壓。 然而，宜於儘可能減低由於電壓偵測電路之操作所消耗之 電流。 然而，在習知電壓偵測電路減低電流消耗時有一問題 ，在電壓偵測電路之比較器之嚮應速度變低，結果爲無法 偵測在電壓之急劇改變。 發明之槪述 吾人作成本發明，俾解決上述與習知電路關聯之問題 ，並因此本發明之一項目的爲提供一種電壓偵測電路，其 儘可能減低電流消耗，以調高電壓偵測電路之嚮應速度。 爲達成以上所說明之目的，根據本發明，提供一種能 改變操作速度，藉以增加電流，以在需要時調高操作速度 之電壓偵測電路。 附圖之簡要說明 自下列詳細說明，配合附圖，將會更完全明白本發明 之此等及其他諸多目的及優點，在附圖中： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 556068 A7 B7 五、發明説明（3 ) 圖1爲略圖，示一根據本發明第一實施例之電壓偵測 電路； 圖2爲略圖，示一種二級放大比較器電路； - 圖3爲略圖，示一根據本發明第二實施例之電壓偵測 電路； 圖4A至4C爲曲線圖，例示一根據本發明第二實施 例之電壓偵測電路之操作； 圖5 A至5 C爲曲線圖，例示一根據本發明第二實施 例之電壓偵測電路之操作；以及 圖6爲方塊圖示一種習知低電壓偵測電路。 主要元件對照表 1 電池 10 端子 11 端子 12 輸出端子 13 分壓電阻器 14 分壓電阻器 15 參考電壓 16 輸出緩衝器電路 17 比較器 2 0 比較器 2 1 端子 2 3 節點 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) €衣· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6 - 556068 A7 B7 五、發明説明（4 ) 2 4 節點 2 5 陽極 2 6 開關 電 路 3 1 固定 電 流 源 3 2 固定 電 流 源 3 3 固定 電 流 源 3 4 固定 電 流 源 4 1 分壓 電 阻 器 4 2 分壓 電 阻 器 4 3 比較 器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 較佳實施例之詳細說明 在下文，將參照附圖，更詳細說明本發明之諸較佳實 施例。 圖1爲略圖，不一根據本發明第一實施例之電壓偵測 電路。圖1不同於圖6在於以一與一端子21連接之比較 器2 0替代比較器1 7。基本電壓偵測操作爲與在習知電 路者完全相同。 比較器2 0之電流消耗根據越過連接至比較器2 0之 端子21之電壓而改變。 圖2中不比較器2 0之一實例。圖2示一二級放大比 較器之實例。節點2 4及2 3爲比較器2〇之正輸入端子 及負輸入端子，以及陽極25爲比較器20之輸出端子。 在比較器2 0存在四固定電流源3 1至3 4 ,並且固定電 本紙張尺度適用中關家標準（CNS ) A4規格（2獻297公釐1 一 ~ -- 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 556068 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7_五、發明説明（5 ) 流源3 1及3 3用以始終在低速操作比較器2 0。固定電 流源3 2及3 4與一開關電路2 6連接，其操作開/關根 據一來自外部端子2 1之信號予以控制。 _ 假設開關電路2 6在端子2 1之電壓爲高（在下文稱 作” Η ” ）時接通，並在端子2 1之電壓爲低（在下文稱 作” L ” ）時關閉。作爲電壓偵測電路，在電流消耗較操 作速度重要之情形，在端子2.1之電壓予以設定至” L” ，並減低電路之電流消耗。反之，作爲電壓偵測電路，在 操作速度較電流消耗重要之情形，在端子2 1之電壓予以 設定至” Η ” ，並增加電路之電流消耗。 例如，在圖1中，在一負載連接至電池1，並且負載 之功率消耗重時，因爲電池1之電壓降也急劇，在端子 2 1之電壓設定至” Η ” ，並且電壓偵測電路之操作速度 調高。反之，在連接至電池1之負載之功率消耗小時，因 爲電池1之電壓降也慢，在端子2 1之電壓設定至” L ” ，並減低功率消耗，而不增加電壓偵測電路之速度。 如果將磁滯功能加至第一實施例之電壓偵測電路，電 壓偵測電路之操作便更穩定。 (第二實施例） 圖3爲略圖，示一根據本發明第二實施例之電壓偵測 電路。圖3中所示之電壓偵測電路不同於圖1中者，在於 以分壓電阻器4 1及4 2替代分壓電阻器1 4，並加一比 較器43，因而根據比較器43之輸出控制比較器20之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-8- 556068 A7 B7 五、發明説明（6 ) 讓流値。因此，在功能上以比較器4 3之輸出替代圖1中 所示之端子2 1。假設電阻器4 1及4 2之値分別爲R3 及R 4，爲獲得與圖1中者相同之偵測電壓，根據公式（ 1)滿足R3 + R4 = R2。而且，如同在公式（1)， 下列公式（2 )表示使比較器4 3之輸出逆反之電壓。 逆反電壓= (Rl+R3 + R4)/R4xVb · . .(2) 亦即，比較器4 3之輸出·始終在一高於偵測電壓之電 虜逆反。 圖4A，4B及4C示比較器43之輸出V43，比 較器2 0之電流I 2 0及輸出電壓分別例示電壓偵測電路 之VI 2之操作，而橫坐標軸表示電池1之電壓VI。 在圖4A中，電壓V43自” H”改變至” L”之電 壓，爲公式（2)所表示之電壓。在電壓低於公式（2) 所表示之電壓時，比較器2 0之電流消耗增加。亦即，緊 接在偵測圖4 C中所示之電壓前，比較器之電流增加，以 調高電壓偵測電路之操作速度。 利用以上操作，在越過電池1之電壓爲足夠高時，在 電壓偵測電路之電流減低，並在越過電池1之電壓接近電 壓偵測電路之偵測電壓時，電路之電流消耗增加，從而能 在高速偵測電壓降。 隨後，將說明在比較器2 0存在磁滯功能之情形。 圖5A， 5B及5C分別示圖3中所示比較器43之 輸出V43，圖3中所示比較器20之電流I 20，及圖 3中所示比較器20之輸出電壓V20,而橫坐標軸表示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) €衣· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9- 556068 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（7 ) 電池1之電壓V I。 如1Γ 5 A至5 c中所示，比較器2 0具有一種磁滞功 能，並且所偵測之電池之電壓在越過電池1之電壓自較低 電壓增加至較高電壓時予以設定至+ V d，而所偵測之電 池之電壓在越過電池1之電壓自較高電壓增加至較低電壓 時予以設定至- V d。在此情形，將磁滯功能加至圖3中 所示之比較器2 0，俾確立由下列公式（3 )所表示之關 係。 + v d > — v d . . . (3) 比較器4 3之輸出在公式（3 )所示+Vd與一 Vd 之間逆反。 將開/關功能分別加至圖3中所示之比較器2 0及 4 3，並在電源接通時，比較器2 0及4 3均接通，並且 其後在越過電池1之電壓V 1變爲等於或超過比較器2 0 之+Vd時，將比較器20關閉。然後，在比較器43之 輸出自” Η ”改變至” L ”時，將比較器2 0接通，從而 能更減低電流消耗。 在上述諸實施例，電壓偵測電路之電流値在二階段改 變，但電流値偵測電路之電壓可在三或更多階段改變。 如以上所說明，控制電壓偵測電路之電流値，俾使電 壓偵測電路之嚮應速度及電流消耗最佳，從而能延長一使 用電池之手提式裝置之操作時間。 如以上所說明，根據本發明之電壓偵測電路，由於僅 在偵測電池電壓有需要時，增加電流並調高嚮應速度，故 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） " 一 -10- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

556068 A7 _ _B7__ 五、發明説明（8 ) 發生可延長使用電池之手提式裝置之操作時間，而抑制不 必要功率消耗之效應。吾人業經提出本發明之較佳諸實施 例之上述說明，供例示及說明之目的。該說明不預計包羅 無遺或限制本發明於所揭示之精確形式，並且按照以上旨 意而可能或可自本發明之實施獲得種種修改及變化。選擇 及說明諸實施例，係爲解釋本發明之原理，並且其實際應 用使精於此項技藝者能在各種·不同實施例，並配合如適合 所擬想特定使用之各種不同修改利用本發明。本發明之範 圍預計由其後附申請專利範圍，及其同等者所界定。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -11 -

Claims (1)

1. 556068 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍i 1 · 一種電壓偵測電路，用於偵測一任意端子之電壓 値，包含一種供根據一外部信號，至少在二階段改變電壓 偵測電路之操作電流之功能。 ' 2 · —種電壓偵測電路，包含： 一第一電壓偵測電路，其偵測一任意端子之電壓値； 以及 一第二電壓偵測電路，其偵測該任意端子之電壓値； 其中該第一電壓偵測電路所偵測之値爲低於該第二電 壓偵測電路所偵測之電壓値，並且在該第二電壓偵測電路 偵測電壓値時，增加該第一電壓偵測電路之電路電流。 3 . —種電壓偵測電路包含： 一分壓器，具有串聯連接之電阻器對， 一比較器，有一正輸入端子連接至分壓器之中心，一 負輸入端子連接至一參考電壓電路及一輸入端子連接至一 控制比較器之接通及斷開之外端子， 一緩衝器電路，連接至比較器之輸出。 4 . 一種電壓偵測電路包含： 一分壓器，有串聯連接之一第一電阻器，一第二電阻 器及一第三電阻器， 一第一比較器，有一負輸入端子連接在第二電阻器與 第三電阻器之間，及一正輸入端子連接至一參考電壓電路 ， 一第二比較器，有一正輸入端子連接在第一電阻器與 第二電阻器之間，一負輸入端子連接至參考電壓電路及一 本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS) A4規格（21〇><四7公釐） ~ -12- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 556068 A8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍2輸入端子連接至第一比較器之輸出，以接通及斷開第二比 較器，一緩衝器電路，連接至第二比較器之輸出。 胃 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13-