JPS5914795Y2

JPS5914795Y2 - 電圧検出回路

Info

Publication number: JPS5914795Y2
Application number: JP1982155587U
Authority: JP
Inventors: 泰仕岡田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1982-10-14
Filing date: 1982-10-14
Publication date: 1984-05-01
Also published as: JPS5889879U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、電池電圧等の電圧検出回路に関するものであ
る。

本考案の目的は、電圧検出回路の検出電圧を所定の電圧
値へ設定する際の手間、回路を簡略化する事にある。

従来提案されてきたいろいろな電圧検出方式において、
検出電圧の調整（設定）については、選別された検出素
子を用いるとか、ＩＣチップ上の電圧検出素子に適合し
、た外付部品を選択して組合わせる等が考えられていた
。

しかしこの方法では、選別のため多くの部品が無駄にな
ったり、また外付抵抗の抵抗値を数多く用意したり、ま
た抵抗トリミング装置を必要とする等、生産性の点で問
題があった。

本考案においては、２進信号等による検出電圧の電子的
な制御により、上記の欠点を無くし、外付部品が無く、
少ない数の制御信号で、幅広い精密な検出電圧の設定が
可能である。

以下、電界効果トランジスタのスレッショルド電圧を利
用した電池電圧検出回路を例に取って、本考案の説明を
する。

先ず、最近提案されている電界効果トランジスタのスレ
ッショルド電圧を利用した電池電圧検出回路について簡
単に説明する。

第１図がその基本回路である。

１は電源電池、２はエンハンスメント形Ｐ形電界効果ト
ランジスタ、３はドレイン抵抗ＲＤである。

この回路構成では、電源電池電圧Ｅ１＝ゲート電圧−ｖ
６−である。

従って、電池電圧Ｅ１が電界効果トランジスタのスレッ
ショルド電圧ｖｔｈより高ければドレイン電流は流れ、
低ければ流れない。

その結果、電池電圧Ｅ□対出力電圧Ｅ２の関係は、第２
図の実線５の様になる。

なお、ドレイン抵抗３を変える事により、検出電圧の微
調整が行なえる。

従来、このドレイン抵抗を外付部品とし、各種抵抗値を
用意することにより検出電圧の調整を行なうという考え
もあった。

本考案による回路を第３図に示す。

６は２ｂｉｔ２逆信号入力回路であり、９は２ｂ
ｉｔ２進信号を２２進号へ変換する変換回路である。

１９〜２３は電源電圧分割用抵抗であり、時計用等のＩ
Ｃチップ上にモノリシック抵抗、又はＭＯ８抵抗として
形成される。

１４〜１７は相補型ＭＯ５）ランジスタによるアナログ
スイッチであり、１９〜２３の抵抗のうちの■個の分割
点を選択する。

選択された電源電圧分割電圧が検出用電界効果トランジ
スタ２のゲートに供給される。

このように本考案は、多くの異なる抵抗値の外付抵抗を
選択して使用するという従来のやり方を、ＩＣ内部で実
現したものである。

今、外部より２ｂｉｔ２進符号の信号が入ったとする。

すると、その信号に対応した電源電圧分割用抵抗１９〜
２３の１つの分割点が選択される。

この様にして１．都合の良い分割電圧をトランジスタ２
のゲートに印加する事によって、検出電圧を都合の良い
値に近づける事ができる。

今、４個の電圧分割点を選択するのに、２ｂｉｔの２進
信号入力が必要だった。

２°個のドレイン抵抗を選択するにはｎｂｉｔあればよ
い。

この様にして、２進数を利用して少ない数の入力で多く
の数の抵抗値を電子的に選択する事が出来、幅広く、か
つ精密な検出電圧の設定が可能となる。

第４図の回路は、２進信号で直接検出電圧制御箇所を制
御するものである。

その原理は、ｎ箇所の検出電圧制御箇所を有する電池電
圧検出部を用い、それぞれの検出電圧の制御量、即ち変
化量は、最低変化量に対して２”’ （ｍ＝１．２．・・・・・・、ｎ）の重み
をつけておき、ｎｂｉｔ２進信号で直接に制御する
ものである。

第４図は、２ｂｉｔ２進信号で制御している回路で
あり、検出用電界効果トランジスタ２のゲート電圧の変
化、及びドレイン抵抗３゜２７によるドレイン抵抗値の
変化といった２つの検出電圧制御箇所を有している。

−例として、両者による検出電圧の変化量がそれぞれ＋
８０ｍＶ、＋４０ｍＶとすれば、＋４０ｍＶ、
＋８０ｍＶ、＋１８０ｍＶの広い範囲で検出電圧
を調整できる。

また、第３図にみられた２進から２°進への変換器が不
要となり、又、検出電圧を変化させるための回路素子は
２ｎ個からｎ個へと激減する。

以上の様に、入力信号のｂｉｔ数が増えた時は、第４図
の方法を第３図の方法と併用する事により、回路面積が
大きく節約できる。

第５図は、Ｒ−２Ｒはしご形抵抗回路網を使って検出用
電界効果トランジスタのゲート電圧を制御し、従って検
出電圧の制御を行なう回路である。

２８はＲ−２Ｒはしご形抵抗回路網であり、３１〜３３
の相補形ＭＯＳインバータの出力によって制御される。

はしご形抵抗回路網で分圧された電源電圧は、２の検出
用電界効果トランジスタのゲートに加わる。

今、入力の２進信号が入ったとする。

するとその人力信号に対応して、はしご形抵抗回路網は
電源電圧を可変分圧する。

つまり、２進信号により検出用電界効果トランジスタの
ゲート電圧を制御し、従って検出電圧を制御する。

２８のＲ−２Ｒはしご形抵抗回路網は、デジタル・アナ
ログ変換用の代表的な回路であり、既によく知られてい
るので説明を省く。

第５図の構成の特徴として、比較的少ない素子数で、制
御用信号のｂｉｔ数を多く取れる事であり、幅広く、か
つ精密な検出電圧の制御が容易である。

また、はしご形抵抗回路網においては、各抵抗間の相対
精度のみ重要であるので、ＩＣ上に容易に集積できる。

−例として、イオン打込製造法を利用したモノリシック
抵抗によるはしご形抵抗回路網では、１２ｂｉｔ長のも
のが報告されている。

これは電池電圧検出回路の検出電圧制御用としては充分
過ぎる値である。

また、ここで使われたはしご形抵抗回路網以外にも、重
み抵抗回路網、抵抗分圧回路網、電流加算回路網、加算
演算回路、可変演算増幅等のデジタル・アナログ変換の
ための回路が利用できる。

また本考案においては、２進信号により検出電圧の制御
を行なうのが最も効率が良いが、２進化１０進信号、そ
の他によって制御してもよい。

また、説明図には示さなかったが、本考案は、電池電圧
検出回路が間欠的に動作するサンプリング検出方式にお
いても適用できる。

また本考案は、将来実現するであろう検出電圧自動設定
回路、即ち、検出電圧を時計自身が調節し設定する回路
においても、大いに利用できる。

本考案による２進信号により検出電圧を電子的に制御で
きる電池電圧検出回路を用いれば、２進カウンターの出
力で検出電圧を制御でき、検出電圧自動設定回路を実現
できる。

以上の様に、電子的に検出電圧が制御できる電池電圧検
出回路は、その応用範囲が広い。

以上、本考案の原理、本考案の具体化のためのいろいろ
な構成、および本考案の発展性について述べて来たが、
本考案による利点をまとめると、（１）検出電圧の
調整が容易である。

外部端子を４４１”または°°０゛にするといった様に
電子的に検出電圧を制御でき、工夫によっては、ＩＣの
単独で検出電圧が調整、設定できる。

（２）生産性に優れている。

外付部品を必要とせず、又、特別な素子、部品も必要と
しないから、全回路をＩＣチップ上で実現できる。

（３）時計等の電子機器の小型化に有利。

外付部品を無くする事ができ、その代りに数本のＩＣリ
ード線でよい。

以上の様に、本考案は電池電圧検出回路において検出電
圧の調整を簡略化し、生産性を向上させ、又、検出電圧
自動調節への発展性がある等、たいへん有益なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電界効果トランジスタのスレッショルド電圧
を利用した電池電圧検出回路の基本回路。１・・・電源電池、２・・・エンハンスメント形Ｐ形電
界効果トランジスタ、３・・・ドレイン抵抗ＲＤ、Ｅ１
・・・電源電池電圧、Ｅ２・・・出力電圧。第２図は、第１図の回路のスイッチング特性図。４・・・Ｅ１＝Ｅ２を示す点線、５・・・第１図の回路
のｂ対Ｅ２の特性曲線（スイッチング特性）。第３図は、２°個の検出電圧制御素子（電源電圧分割抵
抗）を用いて電子的に２進信号で検出電圧を制御できる
電池電圧検出回路。１４〜１７・・・相補形ＭＯ８によるアナログ・スイッ
チ、１９〜２３・・・電源電圧分割抵抗。第４図は、複数の検出電圧調整箇所において検出電圧変
化量に２９．２１．２２、・・・・・・２°−１の重
みをつける事により、直接２進信号で検出電圧の制御を
行なう電池電圧検出回路。２４・・・インバータ、２５．２６・・・電源電圧分割
抵抗、２７・・・並列付加ドレイン抵抗ＲＤ５゜第５図
は、２進信号で制御されるはしご形抵抗回路網を利用す
る事によって検出電圧の電子的な制御を行なう電池電圧
検出回路。２８・・・Ｒ−２Ｒはしご形抵抗回路網、２９．３０・
・・それぞれの抵抗値の比が１：２であるような抵抗、
３１〜３３・・・相補形ＭＯ５によるインバータ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ＭＯＳ）ランジスタのスレッショルド電圧を用いた電
圧検出手段、前記電圧検出手段によって検出される電圧
を制御する検出電圧制御回路、前記検出電圧制御回路に
よる制御量を入力する制御入力手段を同−ＩＣチップ上
に形成してなり、前記検出電圧制御回路は、電源電圧を
分圧するように形成された複数のモノリシック抵抗と前
記複数の抵抗による分周比を決めるための複数のＭＯＳ
）ランジスタよりなり、前記複数の抵抗によって分圧
された電圧は前記電圧検出手段のＭＯＳ）ランジスタ
のゲート電極に印加され、前記複数のＩ’１４Ｏ８）ラ
ンジスタは前記制御量入力手段によって入力された２進
信号に基づいて開閉されることを特徴とする電圧検出回
路。