(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電源から生成した第２の電源で動作する電子機器に対し、当該第２の電源の電圧が所定の検出電圧より低いときにリセット信号を出力し、前記電子機器の動作をリセットさせる電源監視回路であって、
前記第１の電源および前記第２の電源のうち、電圧の高い方の電源に切り替える電源切替部と、
前記電源切替部で切り替えた方の電源電圧で動作して、所定の基準電流を出力する基準電流生成部と、
前記第２の電源の電圧が前記検出電圧より高いときに、前記基準電流より高いリセット解除電流を出力するリセット解除部と、
前記リセット解除電流と前記基準電流を比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて前記リセット解除電流が前記基準電流より低いときに前記リセット信号を出力するリセット信号出力部とを備え、
前記電源切替部は、前記第１の電源に接続する第１のダイオード、および前記第２の電源に接続する第２のダイオードを有し、当該第１のダイオードと当該第２のダイオード同士の接続端に前記基準電流生成部が接続されていることを特徴とする電源監視回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電源電圧の低下を検出して、マイクロコンピュータ（以下、マイコン）をリセットさせる電源監視回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光電スイッチに用いる受光素子と信号処理回路とをパッケージに収めたフォトＩＣ（集積回路）などのＩＣには、電源電圧を監視する電源監視回路（例えば、特許文献１参照）が内蔵されている。この電源監視回路は、マイコンの電源電圧がある基準電圧を上回るとマイコンの動作をリセット解除、下回るとリセット状態にする信号を出力する。
【０００３】
図４に、従来の電源監視回路の一例を示す。この電源監視回路１とＶＲＥＧＤ生成回路６とがフォトＩＣに内蔵されており、フォトＩＣは電源Ｅ２のＶＣＣで動作する。ＶＲＥＧＤ生成回路６は電源Ｅ２のＶＣＣ電圧を所望のＶＲＥＧＤ電圧に変換して、マイコン等のデジタル系に供給する。電源Ｅ２の立ち上がり時、ＶＣＣが最初に立ち上がり、続いてＶＲＥＧＤが立ち上がる。一方、電源Ｅ２の立ち下がり時は、通常ＶＲＥＧＤには電圧を安定にさせるためのコンデンサＣ１が接続しているため、ＶＲＥＧＤ、ＶＣＣの順で立ち下がる。
【０００４】
電源監視回路１において、ＶＣＣを電源に使用する基準電流生成回路２は、ＶＣＣ電圧がある電圧を超えると比較回路４へ基準電流を出力する。他方、ＶＲＥＧＤを電源に使用するリセット解除回路３は、ＶＲＥＧＤ電圧が所定の検出電圧より高い場合に比較回路４へリセット解除電流（ここではリセット解除電流＞基準電流とする）を出力し、一方、ＶＲＥＧＤ電圧が検出電圧以下の場合にはリセット解除電流の出力を停止する。この検出電圧は、マイコンの動作電圧に余裕を持たせた電圧値である。
【０００５】
比較回路４は、リセット解除電流と基準電流を比較し、リセット信号出力回路５をオンオフする。リセット解除電流が基準電流以下の場合、即ちＶＲＥＧＤが低電圧の場合、リセット信号出力回路５から０Ｖのリセット信号を出力する。０Ｖのリセット信号が入力されると、マイコンは動作をリセットする。一方、リセット解除電流が基準電流より大きい場合、即ちＶＲＥＧＤが正常電圧の場合、リセット信号出力回路５からＶＲＥＧＤ電圧を出力する。マイコンは、ＶＲＥＧＤ電圧が入力されている期間、リセット解除状態になる。
【０００６】
これにより、電源監視回路１が、電源立ち上がり時にマイコン動作電圧までリセット信号を出力することになり、マイコンはマイコン動作電圧になると初期状態から動作を開始するようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１８９０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、電源立ち下がり時間が早い場合には、ＶＲＥＧＤにコンデンサＣ１が接続されていることから、ＶＣＣ、ＶＲＥＧＤの順番で立ち下がる。例えばＶＣＣの瞬停が起こった場合、ＶＲＥＧＤの負荷状況と立ち下がり時間によってはＶＣＣよりもＶＲＥＧＤの方が遅く立ち下がるため、電源監視回路１が正常に動作せず、マイコンのリセットが正常に行われないという課題があった。
【０００９】
ここで、図５（ａ）および図５（ｂ）に、ＶＣＣに瞬停が起こった場合の電圧の経時変化を示す。各グラフの縦軸はＶＣＣ、ＶＲＥＧＤおよびリセット信号の電圧、横軸は時間を示す。図５（ａ）において、瞬停発生後、ＶＣＣ電圧が低下すると基準電流生成回路２から基準電流が出力されないため、比較回路４において常にリセット解除電流の方が大きいと判定してしまう。すると、リセット信号出力回路５の出力はＶＲＥＧＤ電圧のまま推移し０Ｖ（即ち、リセット信号）に下がらないので、マイコンの動作がリセットされない。そのため、ＶＲＥＧＤ電圧がマイコン動作電圧以下に低下してしまい、停止、フリーズ、動作異常などを引き起こす可能性がある。
【００１０】
あるいは図５（ｂ）に示すように、ＶＲＥＧＤの立ち上がり途中で先にＶＣＣが回復する状況も考えられる。この場合、ＶＣＣ回復時点から基準電流が出力されるので、比較回路４でリセット解除電流より基準電流の方が大きいと判定して、リセット信号出力回路５から０Ｖのリセット信号を出力する。ただし、マイコンによってはリセット時間（０Ｖのリセット信号が入力される時間）が規定されている場合があり、その場合には図５（ｂ）のような短いリセット信号では不十分である。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、電源電圧の立ち下がりの順番および立ち下がり時間にかかわらず正常にリセット信号を出力する電源監視回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の請求項１に係る電源監視回路は、第１の電源および第２の電源のうち、電圧の高い方の電源に切り替える電源切替部と、電源切替部で切り替えた方の電源電圧で動作して、所定の基準電流を出力する基準電流生成部と、第２の電源の電圧が検出電圧より高いときに、基準電流より高いリセット解除電流を出力するリセット解除部と、リセット解除電流と基準電流を比較する比較部と、比較部の比較結果に基づいてリセット解除電流が基準電流より低いときにリセット信号を出力するリセット信号出力部とを備えるものである。
【００１３】
この発明の請求項２に係る電源監視回路は、第１の電源に接続する第１のダイオード、および第２の電源に接続する第２のダイオードを有し、第１のダイオードと第２のダイオード同士の接続端に基準電流生成部が接続されているようにしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、第１の電源および第２の電源のうち、電圧の高い方の電源に切り替えて動作するようにしたので、電源電圧の立ち上がりの順番および立ち下がり時間にかかわらず正常にリセット信号を出力する電源監視回路を提供することができる。
【００１５】
この発明によれば、電源切替部を２個のダイオードで構成するようにしたので、回路面積が大きくならず、コストもほとんどかからない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電源監視回路の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態１に係る電源監視回路を適用した光電スイッチの電源回路構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る電源監視回路において、ＶＣＣに瞬停が起こった場合の電圧の経時変化を示すグラフである。
【図４】従来の電源監視回路の一例を示す回路図である。
【図５】従来の電源監視回路において、ＶＣＣに瞬停が起こった場合の電圧の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る電源監視回路１ａの構成を示す回路図であり、先立って説明した従来の電源監視回路１（図４）と同一または相当の部分については同一の符号を付す。
【００１８】
図２は、この電源監視回路１ａを適用した光電スイッチ１０の電源回路構成を示すブロック図である。電源回路１１は、電源Ｅ１をフォトＩＣ１２の電源Ｅ２（ＶＣＣ；第１の電源）に降圧する。このＶＣＣを電源に使用するフォトＩＣ１２は、受光素子および信号処理回路に加え、図１に示す電源監視回路１ａおよびＶＲＥＧＤ生成回路６を有する。このＶＲＥＧＤ生成回路６がＶＣＣを電子機器であるマイコン１３および表示回路１５の電源（ＶＲＥＧＤ；第２の電源）に変換する。また、電源監視回路１ａからマイコン１３へ、マイコン１３の動作をリセットするためのリセット信号を出力する。投光回路１４は通常、電源Ｅ１または電源回路１１の出力電圧であるＶＣＣを電源にする。
【００１９】
図１に示すように、基準電流生成回路２ａの入力端子へは、ＶＣＣとＶＲＥＧＤの両方からそれぞれダイオードＤ１，Ｄ２を介して接続している。これらダイオードＤ１，Ｄ２で構成された電源切替回路を設けて、ＶＣＣとＶＲＥＧＤのどちらか高い方の電圧を基準電流生成回路２ａに印加する。
ＶＣＣとＶＲＥＧＤが正常電圧のとき、（ＶＣＣ電圧−ダイオードＤ１の順方向電圧）＞（ＶＲＥＧＤ電圧−ダイオードＤ２の順方向電圧）となるのでＶＣＣから基準電流生成回路２ａへ電流が流れ、基準電流生成回路２ａがＶＣＣ電圧で動作する。
一方、ＶＣＣ電圧が低下して（ＶＣＣ電圧−ダイオードＤ１の順方向電圧）＜（ＶＲＥＧＤ電圧−ダイオードＤ２の順方向電圧）になると、ＶＲＥＧＤから基準電流生成回路２ａへ電流が流れ、基準電流生成回路２ａはＶＲＥＧＤ電圧で動作する。
【００２０】
なお、図示例ではダイオードＤ１，Ｄ２を用いてＶＣＣとＶＲＥＧＤの電源切替を行ったが、これ以外の電源切替回路を用いてＶＣＣとＶＲＥＧＤの電源切替を行ってもよい。ただし、図示例の場合は２個のダイオードＤ１，Ｄ２を追加するだけの簡単な回路なので、回路面積が大きくならず、コストもほとんどかからないというメリットがある。
【００２１】
基準電流生成回路２ａは、ＶＣＣとＶＲＥＧＤのどちらか高い方の電圧で動作し、高い方の電圧がある電圧を超えると比較回路４へ基準電流を流す。前記ある電圧は、ＶＣＣとＶＲＥＧＤの各正常電圧より低い、事前に規定された電圧とする。また、リセット信号出力回路５ａの入力端子にもこれらダイオードＤ１，Ｄ２を介してＶＣＣとＶＲＥＧＤが接続されており、ＶＣＣとＶＲＥＧＤのどちらか高い方の電圧で動作し、高い方の電圧または０Ｖのリセット信号を出力する。
【００２２】
リセット解除回路３には、マイコン１３の動作電圧に余裕を持たせた電圧値を検出電圧として設定しておく。そしてリセット解除回路３は、ＶＲＥＧＤ電圧がこの検出電圧より高い場合、比較回路４にリセット解除電流を流す。一方、ＶＲＥＧＤ電圧が検出電圧以下の場合は、リセット解除電流の出力を停止する。このリセット解除電流は、基準電流より高い値とする。
【００２３】
比較回路４は、リセット解除回路３の出力するリセット解除電流と基準電流生成回路２ａの出力する基準電流との比較を行い、リセット解除電流が基準電流より大きい場合にリセット信号出力回路５ａをオンし、リセット解除電流が基準電流以下の場合にリセット信号出力回路５ａをオフする。このリセット信号出力回路５ａは、比較回路４によりオンされるとＶＣＣとＶＲＥＧＤのどちらか高い方の電圧を出力してマイコン１３をリセット解除状態にする。一方、オフ時には０Ｖのリセット信号を出力し、マイコン１３の動作をリセットさせる。
【００２４】
先立って説明した従来例（図４に示す）のように、ＶＲＥＧＤにコンデンサＣ１が接続されていると、電源Ｅ２の立ち下がり時間が早い場合にはＶＣＣ、ＶＲＥＧＤの順番で立ち下がり、電源Ｅ２の立ち下がり時間が遅い場合にはＶＲＥＧＤ、ＶＣＣの順番で立ち下がる。例えば図３に示すように、ＶＣＣの瞬停が起こった場合、ＶＲＥＧＤの負荷状況と立ち下がり時間によってはＶＣＣよりもＶＲＥＧＤの方が遅く立ち下がる。
【００２５】
図３において、瞬停発生前後のＶＣＣ＞ＶＲＥＧＤの期間（１）では、より高い電圧であるＶＣＣがダイオードＤ１を介して基準電流生成回路２ａおよびリセット信号出力回路５ａへ印加される。
基準電流生成回路２ａは、ＶＣＣを電源電圧に使用して、比較回路４へ基準電流を流す。リセット解除回路３は、ＶＲＥＧＤ電圧が検出電圧より高いので、比較回路４へリセット解除電流を流す。リセット解除電流は基準電流より大きいので、比較回路４がリセット信号出力回路５ａをオンする。そしてリセット信号出力回路５ａが、ＶＣＣを電源電圧に使用してＶＣＣ電圧を出力する。このため、マイコン１３はリセット解除状態を継続する。
【００２６】
続く期間（２）では、ＶＣＣがＶＲＥＧＤより先に立ち下がり始めることからＶＣＣ＜ＶＲＥＧＤとなり、ＶＲＥＧＤがダイオードＤ２を介して基準電流生成回路２ａおよびリセット信号出力回路５ａへ印加される。
従来例のようにＶＣＣだけを電源電圧に使用した場合には、ＶＣＣ電圧が低下すると基準電流生成回路２ａから基準電流を出力できなくなるが、本実施の形態１ではＶＣＣからＶＲＥＧＤに切り替えるため、ＶＲＥＧＤ電圧がある電圧以下に低下するまでのあいだ基準電流を出力できる。ＶＲＥＧＤ電圧が検出電圧を上回っている間は、リセット解除回路３からリセット解除電流が出力されるため、リセット信号出力回路５ａからＶＲＥＧＤ電圧が出力される。このため、マイコン１３はリセット解除状態を継続する。
その後、ＶＲＥＧＤ電圧が低下していき検出電圧を下回ると、リセット解除電流が出力停止されるので、比較回路４が基準電流の方が高いと判定してリセット信号出力回路５ａをオフする。そしてリセット信号出力回路５ａの出力が０Ｖになる、即ち、リセット信号を出力する。このため、マイコン１３は動作をリセットする。
【００２７】
続く期間（３）では、ＶＣＣがＶＲＥＧＤより先に立ち上がり始めることからＶＣＣ＞ＶＲＥＧＤとなり、ＶＣＣがダイオードＤ１を介して基準電流生成回路２ａおよびリセット信号出力回路５ａへ印加される。
先の期間（２）の後半に引き続き、この期間（３）でもＶＲＥＧ電圧が上昇していき検出電圧を上回るまでの間、リセット解除回路３がリセット解除電流を出力停止するので、リセット信号出力回路５ａから０Ｖのリセット信号が出力される。
その後、ＶＲＥＧＤ電圧が検出電圧を上回ると、リセット解除回路３から比較回路４へリセット解除電流が出力され、比較回路４が基準電流よりリセット解除電流が高いと判定してリセット信号出力回路５ａをオンする。そして、リセット信号出力回路５ａがＶＣＣを電源電圧に使用してＶＣＣ電圧を出力するので、マイコン１３はリセット解除状態となる。
【００２８】
このように、電源監視回路１ａがＶＣＣとＶＲＥＧＤのどちらか高い方の電圧を使用するため、ＶＲＥＧＤ電圧が検出電圧を下回ると正常なリセット信号を出力することができる。よって、マイコン１３に正常なリセット動作を行わせることができ、かつ、マイコン動作電圧以下の電圧で動作することを防止できる。また、ＶＲＥＧＤ電圧が検出電圧を下回ると、０Ｖ一定で安定したリセット信号を出力するので、リセット時間（０Ｖのリセット信号が入力される時間）が規定されているマイコン１３に対しても、正常なリセット動作を行わせることができる。
【００２９】
また、電源の立ち下がりが遅い場合にはＶＲＥＧＤ、ＶＣＣの順番で立ち下がることもあるが、立ち下がる順番が入れ替わっても、どちらか高い方の電源電圧に切り替わるので正常なリセット信号を出力することができる。
【００３０】
以上より、実施の形態１によれば、電源監視回路１ａは、ＶＣＣから生成したＶＲＥＧＤで動作するマイコン１３に対し、ＶＲＥＧＤ電圧が所定の検出電圧より低いときに０Ｖのリセット信号を出力して動作をリセットさせるものであって、ＶＣＣおよびＶＲＥＧＤのうち、電圧の高い方の電源に切り替える電源切替回路（ダイオードＤ１，Ｄ２）と、電源切替回路で切り替えた方の電源電圧で動作して基準電流を出力する基準電流生成回路２ａと、ＶＲＥＧＤ電圧が検出電圧より高いときにリセット解除電流を出力するリセット解除回路３と、リセット解除回路３のリセット解除電流と基準電流生成回路２ａの基準電流を比較する比較回路４と、電源切替回路で切り替えた方の電源電圧で動作して、比較回路４の比較結果に基づいて、リセット解除電流が基準電流より低いときに０Ｖのリセット信号を出力してマイコン１３の動作をリセットさせ、反対にリセット解除電流が基準電流より高いときは電源電圧を出力してマイコン１３をリセット解除状態にするリセット信号出力回路５ａとを備えるように構成した。このため、電源監視回路１ａは、ＶＣＣとＶＲＥＧＤのうち、電圧の高い方の電源に切り替えて動作することができるので、電源電圧の立ち上がりの順番および立ち下がり時間にかかわらず、正常にリセット信号を出力することができる。
【００３１】
また、実施の形態１によれば、電源切替回路は、ＶＣＣに接続するダイオードＤ１、およびＶＲＥＧＤに接続するダイオードＤ２を有し、ダイオードＤ１，Ｄ２同士の接続端に基準電流生成回路２ａおよびリセット信号出力回路５ａを接続するように構成した。このため、簡単な回路で構成でき、回路面積が大きくならず、コストもほとんどかからない。
【００３２】
なお、上記説明では光電スイッチ１０のフォトＩＣ１２に電源監視回路１ａを構成する例を示したが、これに限定されるものではなく、他の用途のＩＣでもよい。
【００３３】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、上述した実施の形態の構成に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても本発明に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３４】
１，１ａ  電源監視回路
２，２ａ  基準電流生成回路（基準電流生成部）
３  リセット解除回路（リセット解除部）
４  比較回路（比較部）
５，５ａ  リセット信号出力回路（リセット信号出力部）
６  ＶＲＥＧＤ生成回路
１０  光電スイッチ
１１  電源回路
１２  フォトＩＣ
１３  マイコン（電子機器）
１４  投光回路
１５  表示回路
Ｃ１  コンデンサ
Ｄ１，Ｄ２  ダイオード（電源切替部）
Ｅ１，Ｅ２  電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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