(57)【要約】【課題】  減電圧状態での消費電流を低減した電圧検出回路を提供する。【解決手段】  電圧検出回路１０００は、監視対象の電池電圧の減電圧状態を検出する。第１電圧検出部１００は、電池電圧Ｖｂａｔと第１しきい値電圧Ｖｔｈ１を比較する。第２電圧検出部２００は、電池電圧Ｖｂａｔが第１しきい値電圧Ｖｔｈ１より低くなってから、第１しきい値電圧Ｖｔｈ１より高く設定される第２しきい値電圧Ｖｔｈ２に達するまでの期間、電池電圧Ｖｂａｔと第２しきい値電圧Ｖｔｈ２とを比較する。出力部３００は、電池電圧Ｖｂａｔが第１しきい値電圧Ｖｔｈ１より低くなってから第２しきい値電圧Ｖｔｈ２に達するまでの期間を減電圧状態とする。この間、第１電圧検出部１００はオフされる。【選択図】  図１
2006177724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象の電圧が所定のしきい値電圧より低い減電圧状態を検出する電圧検出回路であって、
前記監視対象の電圧と第１しきい値電圧とを比較する第１電圧検出部と、
前記監視対象の電圧が前記第１しきい値電圧より低くなってから、前記第１しきい値電圧より高く設定される第２しきい値電圧に達するまでの期間、前記監視対象の電圧と前記第２しきい値電圧とを比較する第２電圧検出部と、
前記監視対象の電圧が前記第１しきい値電圧より低くなってから前記第２しきい値電圧に達するまでの期間を減電圧状態として出力し、かつ前記減電圧状態において前記第１電圧検出部をオフする出力部と、
を備えることを特徴とする電圧検出回路。
【請求項２】
前記出力部は、前記第１電圧検出部と前記第２電圧検出部の出力によってセット、リセットされるフリップフロップを備え、当該フリップフロップの出力にもとづいて、前記第１電圧検出部と前記第２電圧検出部のいずれか一方をオンすることを特徴とする請求項１に記載の電圧検出回路。
【請求項３】
検出端子に入力される監視対象の電圧を検出する電圧検出回路であって、
前記検出端子に接続される第１、第２抵抗と、
ベース端子が共通に接続され、前記第１、第２抵抗をコレクタ負荷としてカレントミラー対を構成する第１、第２トランジスタと、
前記第２トランジスタのエミッタ端子に接続される第３抵抗と、
前記第１トランジスタのエミッタ端子と前記第３抵抗に接続され、固定電圧を供給する固定電圧端子と、
ベース端子が前記第２トランジスタのコレクタ端子に接続され、エミッタ端子が前記固定電圧端子に接続される第３トランジスタと、
前記第３トランジスタのコレクタ端子と前記検出端子間に接続される第４抵抗と、
を備え、前記第３トランジスタのコレクタ端子に現れる電圧にもとづき電圧検出を行うことを特徴とする電圧検出回路。
【請求項４】
前記検出端子と前記固定電圧端子間の電流経路上に、少なくともひとつのダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の電圧検出回路。
【請求項５】
前記第２電圧検出部は、請求項３または４に記載の電圧検出回路であることを特徴とする請求項１に記載の電圧検出回路。
【請求項６】
前記第１電圧検出部は、
前記第１しきい値電圧を生成する基準電圧源と、
前記監視対象の電圧と前記第１しきい値電圧とを比較する電圧比較器と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電圧検出回路。
【請求項７】
第１電圧およびそれよりも高い第２電圧を監視のしきい値として有する電圧検出回路であって、
監視対象電圧が前記第１電圧を下回ったら監視対象電圧と前記第２電圧との比較を開始する第１の監視部と、
前記監視対象電圧が前記第２電圧を上回ったら前記監視対象電圧と前記第１電圧との比較を開始する第２の監視部と、を備え、
前記第１の監視部は、前記第２の監視部が前記監視対象電圧を監視する期間オフとなり、前記第２の監視部は、前記第１の監視部が前記監視対象電圧を監視する期間オフとなることを特徴とする電圧検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視対象の電圧が所定のしきい値電圧より低い減電圧状態を検出する電圧検出回路に関し、特にその低消費電流化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などをはじめとする多くの小型情報機器は電池を搭載し、内部の電子回路を電池から出力される電池電圧によって駆動している。
【０００３】
ここで電池の出力電圧は、たとえばリチウムイオン電池では満充電時において４．２Ｖ程度であり、その後電力消費にともなって出力電圧は低下していく。ここで、小型情報機器の内部の電子回路を安定に動作させるためには、各電子回路には所定の電圧以上が供給されている必要がある。そのため、多くの小型情報機器において、電池の減電圧状態を検出するための電圧検出回路が設けられる。
【０００４】
ここで、電圧検出回路としては、電池の電圧と、所定のしきい値を比較するのが一般的である。たとえば特許文献１には、エミッタ接地されたバイポーラトランジスタのベースに電池電圧を印加し、ベースエミッタ間の順方向電圧Ｖｂｅをしきい値とし、トランジスタのオンオフに対応させて減電圧状態を検出する。
【０００５】
また、より正確に減電圧状態の検出を行う方法としては、電池電圧と、基準電圧源により生成されるしきい値電圧とを電圧比較器により比較して減電圧状態を検出する方法も考えられる。
【特許文献１】特開２００１−２５８１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、小型情報機器に搭載される電池が充電可能な充電池である場合を考える。このような充電池に対して減電圧状態の検出を行う場合、電力消費によって電池電圧が低下した減電圧状態で充電によって電池電圧が上昇すると、再度通常状態に復帰する。したがって、電池電圧がしきい値電圧より低い減電圧状態においても、電池電圧を監視する必要がある。ここで、減電圧状態において電池電圧を監視するためには、極力、電圧検出回路の消費電流が低いことが望ましい。
【０００７】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、減電圧状態での消費電流を低減した電圧検出回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は電圧検出回路に関する。この電圧検出回路は、監視対象の電圧が所定のしきい値電圧より低い減電圧状態を検出する電圧検出回路であって、監視対象の電圧と第１しきい値電圧とを比較する第１電圧検出部と、監視対象の電圧が第１しきい値電圧より低くなってから、第１しきい値電圧より高く設定される第２しきい値電圧に達するまでの期間、監視対象の電圧と第２しきい値電圧とを比較する第２電圧検出部と、監視対象の電圧が第１しきい値電圧より低くなってから第２しきい値電圧に達するまでの期間を減電圧状態として出力し、かつ減電圧状態において第１電圧検出部をオフする出力部と、を備える。
【０００９】
この態様によると、通常電圧状態に動作する第１電圧検出部と、減電圧状態で動作する第２電圧検出部を設けることにより、それぞれの状態において求められる消費電流や検出精度を個別に設定することができる。
【００１０】
出力部は、第１電圧検出部と第２電圧検出部の出力によってセット、リセットされるフリップフロップを備え、当該フリップフロップの出力にもとづいて、第１電圧検出部と第２電圧検出部のいずれか一方をオンしてもよい。
【００１１】
本発明の別の態様もまた、電圧検出回路である。この電圧検出回路は、検出端子に入力される監視対象の電圧を検出する電圧検出回路であって、検出端子に接続される第１、第２抵抗と、ベース端子が共通に接続され、第１、第２抵抗をコレクタ負荷としてカレントミラー対を構成する第１、第２トランジスタと、第２トランジスタのエミッタ端子に接続される第３抵抗と、第１トランジスタのエミッタ端子と第３抵抗に接続され、固定電圧を供給する固定電圧端子と、ベース端子が第２トランジスタのコレクタ端子に接続され、エミッタ端子が固定電圧端子に接続される第３トランジスタと、第３トランジスタのコレクタ端子と検出端子間に接続される第４抵抗と、を備え、第３トランジスタのコレクタ端子に現れる電圧にもとづき電圧検出を行う。
【００１２】
この態様によると、監視対象の電圧が低い状態においては、第１から第４トランジスタのエミッタコレクタ間電圧が低いため、各トランジスタはオフ状態となる。監視対象の電圧が上昇し、あるしきい値電圧を超えると、各トランジスタがオンして電流が流れるため、第３トランジスタのコレクタ端子に接続された第４抵抗に電流が流れ、電圧降下が発生するため、監視対象の電圧がしきい値電圧を超えたことを検出することができる。
また、各トランジスタおよび各抵抗の配置をいわゆるバンドギャップリファレンス回路と同様の構成とすることによって、温度変化によるしきい値電圧の変動を抑えることができる。
【００１３】
検出端子と固定電圧端子間の電流経路上に、少なくともひとつのダイオードをさらに備えてもよい。
ダイオードを備えることによって、監視対象の電圧をレベルシフトすることができ、ダイオードの段数を調節することにより、しきい値電圧を調節することができる。さらに上述のトランジスタによってダイオードの温度特性をキャンセルすることができる。
【００１４】
第１電圧検出部は、第１しきい値電圧を生成する基準電圧源と、監視対象の電圧と第１しきい値電圧とを比較する電圧比較器と、を備えてもよい。
【００１５】
第１電圧検出部に基準電圧源と電圧比較器とを備えることによって、正確に減電圧状態への移行を検出することができる。
この基準電圧源は、バンドギャップリファレンス回路であってもよい。
【００１６】
本発明の別の態様は第１電圧およびそれよりも高い第２電圧を監視のしきい値として有する電圧検出回路に関する。この電圧検出回路は、監視対象電圧が前記第１電圧を下回ったら監視対象電圧と前記第２電圧との比較を開始する第１の監視部と、前記監視対象電圧が前記第２電圧を上回ったら前記監視対象電圧と前記第１電圧との比較を開始する第２の監視部と、を備える。第１の監視部は、第２の監視部が監視対象電圧を監視する期間オフとなり、第２の監視部は、第１の監視部が監視対象電圧を監視する期間オフとなる。
この態様によれば、ヒステリシスコンパレータなどに代えて用いることができ、第１の監視部と、第２の監視部を設けることにより、それぞれの状態において求められる消費電流や検出精度を個別に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
まず、本発明の実施の形態の概要を述べる。本実施の形態に係る電圧検出回路は、携帯電話やＰＤＡなどの電池駆動型の小型情報機器で用いられ、リチウムイオンなどの充電池から、内部に使用される各電子回路を安定に駆動するために必要な電圧が出力されているかを監視する。
この電圧検出回路は、監視対象となる電池電圧がしきい値電圧を下回った状態（以下、減電圧状態という）または電池電圧がしきい値電圧より高い状態（以下、通常電圧状態という）を検出し、小型情報機器全体を制御する制御部に通知する。
【００１８】
以下、本実施の形態に係る電圧検出回路について図面をもとに詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る電圧検出回路１０００の構成を示す。電圧検出回路１０００は、入出力端子として、入力端子１００２と出力端子１００４を備える。入力端子１００２には、図示しないバッテリから電池電圧Ｖｂａｔが入力されている。また、出力端子１００４には、図示しない制御部が接続されている。電圧検出回路１０００は、通常電圧状態、減電圧状態がそれぞれハイレベル、ローレベルに対応付けられた検出信号ＳＩＧ１０を出力端子１００４から出力する。
【００１９】
この電圧検出回路１０００は、第１電圧検出部１００、第２電圧検出部２００、出力部３００を含む。
【００２０】
第１電圧検出部１００は、通常電圧状態において電池電圧Ｖｂａｔを監視し、減電圧状態への移行を検出する。第１電圧検出部１００の検出端子１０２には、電池電圧Ｖｂａｔが入力されており、第１しきい値電圧Ｖｔｈ１と電池電圧Ｖｂａｔを比較する。第１電圧検出部１００の出力端子１０４からは、Ｖｂａｔ＞Ｖｔｈ１のときローレベルの、Ｖｂａｔ＜Ｖｔｈ１のときハイレベルの第１検出信号ＳＩＧ１が出力される。第１検出信号ＳＩＧ１は、出力部３００へと出力される。
【００２１】
第１電圧検出部１００は、イネーブル端子１０６を備えている。第１電圧検出部１００は、イネーブル端子１０６に入力されるイネーブル信号がハイレベルのときオン状態となり電池電圧Ｖｂａｔの監視を行い、イネーブル信号がローレベルのときオフ状態となり、電池電圧Ｖｂａｔの監視を停止し、電流消費を抑える。
【００２２】
第２電圧検出部２００は、減電圧状態において電池電圧Ｖｂａｔを監視し、通常電圧状態への復帰を監視する。第１電圧検出部１００と同様、検出端子２０２には、電池電圧Ｖｂａｔが入力されており、第２しきい値電圧Ｖｔｈ２と電池電圧Ｖｂａｔを比較する。第２電圧検出部２００の出力端子２０４からは、Ｖｂａｔ＞Ｖｔｈ２のときハイレベルが、Ｖｂａｔ＜Ｖｔｈ１のときローレベルが出力される。第２検出信号ＳＩＧ２は、出力部３００へと入力される。第２電圧検出部２００で使用される第２しきい値電圧Ｖｔｈ２は、第１しきい値電圧Ｖｔｈ１よりも高く設定される。
【００２３】
第２電圧検出部２００も、イネーブル端子２０６を備えている。第２電圧検出部２００は、イネーブル端子２０６に入力されるイネーブル信号がハイレベルのときオン状態となり電池電圧Ｖｂａｔの監視を行い、イネーブル信号がローレベルのときオフ状態となり、電池電圧Ｖｂａｔの監視を停止して電流消費を抑える。
【００２４】
出力部３００には、第１電圧検出部１００と第２電圧検出部２００から出力される第１検出信号ＳＩＧ１および第２検出信号ＳＩＧ２が入力される。
この出力部３００は、ＲＳフリップフロップ３０、トランジスタＭ１、Ｍ２、抵抗Ｒ３０を含む。
【００２５】
ＲＳフリップフロップ３０のセット端子Ｓには、第２電圧検出部２００から出力される第２検出信号ＳＩＧ２が入力され、リセット端子Ｒには、第１電圧検出部１００から出力される第１検出信号ＳＩＧ１が入力される。
ＲＳフリップフロップ３０の出力端子Ｑは、トランジスタＭ１のゲート端子に接続されるとともに、第１電圧検出部１００のイネーブル端子１０６に接続される。また、反転出力端子Ｑ’は、第２電圧検出部２００のイネーブル端子２０６に接続される。ＲＳフリップフロップ３０の２つの出力端子Ｑ、Ｑ’からは、ハイ、ローが反転した信号が出力されるため、第１電圧検出部１００および第２電圧検出部２００はいずれか一方が電池電圧Ｖｂａｔを監視するとき、他方は監視動作を停止する。
【００２６】
トランジスタＭ１は、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であって、ゲート端子がＲＳフリップフロップ３０の出力端子Ｑに接続されている。トランジスタＭ１のソース端子は接地されている。トランジスタＭ１のドレイン端子には抵抗Ｒ３０が接続されており、電池電圧Ｖｂａｔが印加される。
トランジスタＭ２は、Ｐ型のＭＯＳＦＥＴであって、ゲート端子がトランジスタＭ１のドレイン端子に接続されている。トランジスタＭ２のソース端子には電池電圧Ｖｂａｔが印加され、ドレイン端子は電圧検出回路１０００の出力端子１００４となっている。
【００２７】
ＲＳフリップフロップ３０がセットされ、トランジスタＭ１のゲート端子にハイレベルが入力されると、トランジスタＭ１がオンし、抵抗Ｒ３０に電流が流れるため、トランジスタＭ２のゲート電圧が降下し、トランジスタＭ２がオンする。トランジスタＭ２がオンすると、ドレインソース間電圧は小さくなるため、出力端子１００４からは電池電圧Ｖｂａｔに近いハイレベルの検出信号ＳＩＧ１０が出力される。
逆に、ＲＳフリップフロップ３０がリセットされ、トランジスタＭ１のゲート端子にローレベルが入力されると、トランジスタＭ１がオフするため、抵抗Ｒ３０に電流は流れず、トランジスタＭ２もオンしないため、出力端子１００４からはローレベルの検出信号ＳＩＧ１０が出力される。
【００２８】
このようにして構成した出力部３００は、第１検出信号ＳＩＧ１および第２検出信号ＳＩＧ２にもとづいて、監視対象の電池電圧Ｖｂａｔが第１しきい値電圧Ｖｔｈ１より低くなってから第２しきい値電圧Ｖｔｈ２に達するまでの期間を減電圧状態として出力するとともに、減電圧状態において第１電圧検出部１００をオフする。
【００２９】
つぎに、第１電圧検出部１００および第２電圧検出部２００の詳細な回路構成について説明する。
【００３０】
図２は、第１電圧検出部１００の構成を示す回路図である。上述のように、第１電圧検出部１００は、通常電圧状態において電池電圧Ｖｂａｔを監視し、減電圧状態への遷移を検出する。第１電圧検出部１００は、基準電圧源１１０、電圧比較部１２０および定電流源１０、トランジスタＱ１０、第１スイッチＳＷ１、インバータＩＮＶ１を含む。
【００３１】
定電流源１０は、基準電圧源１１０および電圧比較部１２０に供給するための定電流を生成する。この定電流源１０と接地端子間には、第１スイッチＳＷ１が設けられている。この第１スイッチＳＷ１は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴであって、イネーブル端子１０６に入力されるイネーブル信号がハイレベルのときオンし、ローレベルのときオフする。第１スイッチＳＷ１がオフすると、基準電圧源１１０および電圧比較部１２０に対する電流供給が停止し、電圧検出動作が停止する。
【００３２】
基準電圧源１１０は、バンドギャップリファレンス回路であって、温度変動にかかわらず、ほぼ一定の基準電圧Ｖｒｅｆを生成する。基準電圧源１１０は、トランジスタＱ１１〜Ｑ１６、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１を含む。
トランジスタＱ１１、Ｑ１２はカレントミラー回路を構成し、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１がそれぞれのトランジスタのコレクタ負荷として接続されている。また、トランジスタＱ１２のエミッタ端子には抵抗Ｒ１２が接続されている。トランジスタＱ１３は、トランジスタＱ１６から定電流が供給されており、温度変動を補償する。トランジスタＱ１５、Ｑ１６は、トランジスタＱ１０とカレントミラー回路を構成し、定電流源１０により生成される定電流Ｉｃを定数倍した定電流源として動作する。トランジスタＱ１４は、基準電圧源１１０のシンク電流を増加させ、出力インピーダンスを低下させる。このように構成された基準電圧源１１０は、抵抗Ｒ１０および抵抗Ｒ１１の接続点の電位を基準電圧Ｖｒｅｆとして出力する。
【００３３】
電圧比較部１２０は、第２しきい値電圧Ｖｔｈ２と電池電圧Ｖｂａｔを比較する。
電圧比較部１２０は、トランジスタＱ１７〜Ｑ２２を含む。トランジスタＱ１８、Ｑ１９は差動入力対を構成し、トランジスタＱ２０、Ｑ２１はカレントミラー負荷として機能する。差動入力対を構成するトランジスタＱ１８、Ｑ１９のベース端子にはそれぞれ、基準電圧Ｖｒｅｆおよび電池電圧Ｖｂａｔ’が入力される。この電池電圧Ｖｂａｔ’は、電池電圧Ｖｂａｔが、抵抗Ｒ１３およびＲ１４によって分圧され、Ｒ１４／（Ｒ１３＋Ｒ１４）倍された電圧である。
トランジスタＱ１９のコレクタ端子は、トランジスタＱ２２のベース端子に接続され、抵抗Ｒ１５によって電流電圧変換される。インバータＩＮＶ１は、トランジスタＱ２２のコレクタ電圧を反転し出力端子１０４から出力する。
【００３４】
この電圧比較部１２０において、Ｖｂａｔ’＜ＶｒｅｆのときトランジスタＱ２２のベース電流およびコレクタ電流は増加し、抵抗Ｒ１５での電圧降下が増加する。その結果、トランジスタＱ２２のコレクタ電圧は低下し、出力端子１０４からはハイレベルが出力される。
また、Ｖｂａｔ’＞Ｖｒｅｆのとき、トランジスタＱ２２のベース電流およびコレクタ電流が減少するため、抵抗Ｒ１５での電圧降下が減少し、トランジスタＱ２２のコレクタ電圧が上昇する。その結果、出力端子１０４からはローレベルが出力される。
【００３５】
いま、第１しきい値電圧Ｖｔｈ１を、Ｖｔｈ１＝Ｖｂａｔ×（Ｒ１３＋Ｒ１４）／Ｒ１４と書けば、この第１電圧検出部１００は、電池電圧Ｖｂａｔと第１しきい値電圧Ｖｔｈ１を比較することになり、Ｖｂａｔ＜Ｖｔｈ１のとき、すなわち減電圧状態を検出すると、ハイレベルを出力し、Ｖｂａｔ＞Ｖｔｈ１のとき、すなわち通常電圧状態ではローレベルを出力する。
なお、第１スイッチＳＷ１がオフしているとき、電圧比較部１２０には電流が流れず、抵抗Ｒ１５での電圧降下が生じないため、第１検出信号ＳＩＧ１はローレベルとなる。
【００３６】
この第１電圧検出部１００では、第１しきい値電圧Ｖｔｈ１を、バンドギャップリファレンス回路により生成される基準電圧Ｖｒｅｆにもとづいて設定するため、減電圧状態への移行を高い精度で検出することができる。
【００３７】
つぎに、第２電圧検出部２００の構成について図３および図４をもとに説明する。図３は、第２電圧検出部２００の構成を示す回路図である。
上述のように、第２電圧検出部２００は、減電圧状態において電池電圧Ｖｂａｔを監視し、通常電圧状態への復帰を検出する回路であり、検出端子２０２に電池電圧Ｖｂａｔが入力され、出力端子２０４から第２検出信号ＳＩＧ２を出力する。
【００３８】
第２電圧検出部２００は、第１トランジスタＱ１、第２トランジスタＱ２、第３トランジスタＱ３、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３およびトランジスタＱ３０〜Ｑ３２、第２スイッチＳＷ２、インバータＩＮＶ２を含む。
トランジスタＱ３０〜Ｑ３２は、それぞれベースコレクタ間が接続され、ダイオードを構成している。バイポーラトランジスタのベースエミッタ間の順方向電圧をＶｆとすると、トランジスタＱ３２のエミッタ端子の電圧は（Ｖｂａｔ−３×Ｖｆ）で与えられ、電池電圧Ｖｂａｔをレベルシフトする。
【００３９】
検出端子２０２には、ダイオードとして機能するトランジスタＱ３０〜Ｑ３２を介して第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２が接続される。
第１トランジスタＱ１および第２トランジスタＱ２は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであって、ベース端子が共通に接続されたカレントミラー回路を構成する。第１抵抗Ｒ１および第２抵抗Ｒ２は、それぞれ第１、第２トランジスタＱ１、Ｑ２の負荷としてコレクタ端子に接続されている。第３抵抗Ｒ３は、第２トランジスタＱ２のエミッタ端子に接続されている。第１トランジスタＱ１のエミッタ端子と第３抵抗Ｒ３には、第２スイッチＳＷ２を介して固定電圧が供給される。
第３トランジスタＱ３はＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであって、そのベース端子は第２トランジスタＱ２のコレクタ端子に接続されている。第３トランジスタＱ３のコレクタ端子と検出端子２０２間には第４抵抗Ｒ４が設けられている。第２電圧検出部２００は、第３トランジスタＱ３のコレクタ端子に現れる電圧をインバータＩＮＶ２によって反転し、第２検出信号ＳＩＧ２として出力端子２０４から出力する。
【００４０】
検出端子２０２から接地端子への電流経路にはＮ型ＭＯＳＦＥＴで構成される第２スイッチＳＷ２が設けられ、第２スイッチＳＷ２がオンのとき第２電圧検出部２００による電圧検出が行われ、第２スイッチＳＷ２がオフのとき第２電圧検出部２００による電圧検出は停止する。
【００４１】
この第２電圧検出部２００に使用される第１抵抗Ｒ１から第４抵抗Ｒ４の抵抗値は、消費電流を抑えるために高く設定しておくのが好ましい。たとえば、第１抵抗Ｒ１および第２抵抗Ｒ２の抵抗値を数ＭΩ、第４抵抗Ｒ４の抵抗値を数十ＭΩとすることにより、第２スイッチＳＷ２がオンした状態での第２電圧検出部２００の消費電流を１μＡ以下に抑えることができる。第２電圧検出部２００の消費電流は、電圧監視期間中において電池電圧Ｖｂａｔが第２しきい値電圧よりもある程度低いときには第１、第２トランジスタＱ１、Ｑ２がオフしているためほとんど０であり、電池電圧が第２しきい値電圧に近づき、第１、第２トランジスタＱ１、Ｑ２がオンし始めたときにも微少な電流しか流れないため、消費電流が非常に小さい。
【００４２】
図４は、このように構成された第２電圧検出部２００の入出力特性を示す図である。図４の横軸は検出端子２０２に印加される電池電圧Ｖｂａｔを、縦軸は出力端子２０４から出力される第２検出信号ＳＩＧ２および第３トランジスタＱ３のコレクタ電圧Ｖｃ３を表す。
同図に示すように、電池電圧Ｖｂａｔが小さな領域においては、ダイオードとして機能するトランジスタＱ３０〜Ｑ３２がオンしないため、第１トランジスタＱ１から第３トランジスタＱ３もオフ状態となっており、第４抵抗Ｒ４での電圧降下が発生せず、第３トランジスタＱ３のコレクタ電圧Ｖｃ３は、電池電圧Ｖｂａｔとほぼ等しい電圧となる。
【００４３】
電池電圧Ｖｂａｔが上昇して所定の第２しきい値電圧Ｖｔｈ２より高くなると、トランジスタＱ３０〜Ｑ３２がオンし、第１トランジスタＱ１、第２トランジスタＱ２に電流が流れ、第３トランジスタＱ３がオンして第４抵抗Ｒ４での電圧降下が発生し、第３トランジスタＱ３のコレクタ電圧Ｖｃ３は低下する。
第２しきい値電圧Ｖｔｈ２は、第２スイッチＳＷ２の両端の電圧Ｖｓｗ、第１トランジスタＱ１のベースエミッタ間電圧Ｖｂｅ、第１抵抗Ｒ１の抵抗値、第１トランジスタＱ１に流れる電流Ｉｑ１を用いて、Ｖｔｈ２＝Ｖｆ×３＋Ｖｓｗ＋Ｒ１×Ｉｑ１＋Ｖｂｅ１で与えられる。
【００４４】
第２電圧検出部２００の検出端子２０２からは、第３トランジスタＱ３のコレクタ電圧がインバータＩＮＶ２を介して出力されるため、電池電圧Ｖｂａｔが第２しきい値電圧Ｖｔｈ２より高いときハイレベルが、電池電圧Ｖｂａｔが第２しきい値電圧Ｖｔｈ２より低いときローレベルが出力される。なお、電池電圧Ｖｂａｔが図４にＶｘで示す電圧より低い領域では、第２検出信号ＳＩＧ２の論理が反転するが、本実施の形態に係る電圧検出回路１０００においては、Ｖｂａｔ＞Ｖｘの領域で使用する。
【００４５】
なお、第２電圧検出部２００において第２スイッチＳＷ２がオフのとき、第３トランジスタＱ３がオフするため、第４抵抗Ｒ４での電圧降下が発生せず、第２検出信号ＳＩＧ２はローレベルとなる。
【００４６】
以下、上述のように構成された電圧検出回路１０００の動作について、図５をもとに説明する。図５は、本実施の形態に係る電圧検出回路１０００の動作状態を示すタイムチャートである。
【００４７】
ある時刻Ｔ０において、第１電圧検出部１００に入力される電池電圧Ｖｂａｔは、第１しきい値電圧Ｖｔｈ１、第２しきい値電圧Ｖｔｈ２のいずれよりも高い通常電圧状態となっている。このとき、図１のＲＳフリップフロップ３０の出力端子Ｑからはハイレベルが出力されており、出力端子１００４からは通常電圧状態を示すハイレベルの検出信号ＳＩＧ１０が出力されている。
【００４８】
電池の電力消費によって電池電圧Ｖｂａｔは徐々に低下していく。ＲＳフリップフロップ３０の出力端子Ｑからハイレベルが出力されるとき、第１電圧検出部１００がオン、第２電圧検出部２００がオフとなるため、第１電圧検出部１００によって第１しきい値電圧Ｖｔｈ１と電池電圧Ｖｂａｔが比較される。
時刻Ｔ１に電池電圧Ｖｂａｔが第１しきい値電圧Ｖｔｈ１より低くなると、第１電圧検出部１００の出力端子１０４からはハイレベルが出力される。第１電圧検出部１００から出力される第１検出信号ＳＩＧ１がハイレベルとなると、ＲＳフリップフロップ３０はリセットされ、出力端子Ｑからはローレベルが出力される。
【００４９】
時刻Ｔ１にＲＳフリップフロップ３０がリセットされると、第１電圧検出部１００のイネーブル端子１０６にローレベルが入力され、第１電圧検出部１００がオフするため、第１電圧検出部１００から出力される第１検出信号ＳＩＧ１はローレベルに下がる。
一方、ＲＳフリップフロップ３０がリセットされると、第２電圧検出部２００のイネーブル端子２０６にハイレベルが入力され、第２電圧検出部２００がオンする。第２電圧検出部２００は、電池電圧Ｖｂａｔと第２しきい値電圧Ｖｔｈ２の比較を開始する。
【００５０】
時刻Ｔ２に、電池の充電が開始されると、電池電圧Ｖｂａｔが上昇し始める。時刻Ｔ２以降、電池電圧Ｖｂａｔが上昇していき、時刻Ｔ３に第２しきい値電圧Ｖｔｈ２より高くなると、第２電圧検出部２００から出力される第２検出信号ＳＩＧ２がハイレベルになる。第２検出信号ＳＩＧ２がハイレベルになると、ＲＳフリップフロップ３０がセットされ、ＲＳフリップフロップ３０の出力、すなわち検出信号ＳＩＧ１０がハイレベルになる。
【００５１】
ＲＳフリップフロップ３０の出力端子Ｑからハイレベルが出力されると、第２電圧検出部２００はオフし、第１電圧検出部１００がオンする。その後、第１電圧検出部１００は、ふたたび第１しきい値電圧Ｖｔｈ１と電池電圧Ｖｂａｔの比較を開始する。
【００５２】
このように、電圧検出回路１０００は、電池電圧Ｖｂａｔが第１しきい値電圧Ｖｔｈ１より低くなる時刻Ｔ１から、充電によって第２しきい値電圧Ｖｔｈ２より高くなる時刻Ｔ３までの期間、検出信号ＳＩＧ１０をローレベルとして減電圧状態であることを制御部に通知する。
【００５３】
本実施の形態に係る電圧検出回路１０００によれば、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１および時刻Ｔ３以降の通常電圧状態においては、基準電圧源１１０および電圧比較部１２０を含み、高精度な電圧検出が可能な第１電圧検出部１００をオンして減電圧状態への移行を正確に検出することができる。
また、時刻Ｔ１に減電圧状態に移行すると、消費電流の低い第２電圧検出部２００により電圧検出を行うことで、電池の消耗を低減することができる。さらに、第２電圧検出部２００における第２しきい値電圧Ｖｔｈ２を第１しきい値電圧Ｖｔｈ１よりも高く設定することによって、第２電圧検出部２００における検出精度が悪化した場合でも、通常電圧状態への復帰を誤って検出することを防止することができる。
【００５４】
上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５５】
実施の形態において、第１電圧検出部１００、第２電圧検出部２００を構成するトランジスタは、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタを置換して構成してもよい。また、バイポーラトランジスタのＮＰＮ型、ＰＮＰ型の置換、電界効果トランジスタのＮ型、Ｐ型の置換も当然に本発明の範囲に含まれるものである。
【００５６】
実施の形態において、電圧検出回路１０００を構成する素子はすべて一体集積化されていてもよく、または別の集積回路に分けて構成されていてもよく、さらにはその一部がディスクリート部品で構成されていてもよい。どの部分を集積化するかは、コストや占有面積、用途などに応じて決めればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施の形態に係る電圧検出回路の構成を示す図である。
【図２】第１電圧検出部の構成を示す回路図である。
【図３】第２電圧検出部の構成を示す回路図である。
【図４】第２電圧検出部の入出力特性を示す図である。
【図５】実施の形態に係る電圧検出回路の動作状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１０００  電圧検出回路、  １００  第１電圧検出部、  １１０  基準電圧源、  ２００  第２電圧検出部、  ３００  出力部、  Ｒ２  第２抵抗、  Ｒ３  第３抵抗、  Ｒ４  第４抵抗、  Ｑ１  第１トランジスタ、  Ｑ２  第２トランジスタ、  Ｑ３  第３トランジスタ。
【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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