JP6229842B2 - Overvoltage protection circuit - Google Patents
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Description
本発明は、過電圧保護回路に関し、特に、過電圧保護動作中に入力端子を高インピーダンス状態に保つ過電圧保護回路に関する。 The present invention relates to an overvoltage protection circuit, and more particularly to an overvoltage protection circuit that keeps an input terminal in a high impedance state during an overvoltage protection operation.
過大な入力電圧を制限し、入力側の装置を保護するために過電圧保護回路が用いられている。図８は、特許文献１に開示されている従来の過電圧保護回路の構成を示す図である。本図の例では、電圧ＶＩＮを入力する比較器３１０の過電圧保護を図るために、正極用過電圧保護回路３０１と、負極用過電圧保護回路３０２とが設けられている。 An overvoltage protection circuit is used to limit an excessive input voltage and protect an input side device. FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional overvoltage protection circuit disclosed in Patent Document 1. In FIG. In the example of this figure, a positive overvoltage protection circuit 301 and a negative overvoltage protection circuit 302 are provided in order to protect the overvoltage of the comparator 310 that inputs the voltage VIN.
正極用過電圧保護回路３０１は、正極用第１ダイオードＤｐ１と正極用第２ダイオードＤｐ２と電流設定用抵抗器Ｒｐｃとを備えており、負極用過電圧保護回路３０２は、負極用第１ダイオードＤｎ１と負極用第２ダイオードＤｎ２と電流設定用抵抗器Ｒｎｃとを備えている。 The positive overvoltage protection circuit 301 includes a positive first diode Dp1, a positive second diode Dp2, and a current setting resistor Rpc. The negative overvoltage protection circuit 302 includes a negative first diode Dn1 and a negative electrode. Second diode Dn2 and current setting resistor Rnc.
入力電圧ＶＩＮが正極性の過電圧となると、正極用第１ダイオードＤｐ１が導通することで、比較器３１０の反転入力端子の電圧Ｖ１は、電源電圧ＶＣＣにクランプされる。また、入力電圧ＶＩＮが負極性の過電圧となると、負極用第１ダイオードＤｎ１が導通することで、比較器３１０の反転入力端子の電圧Ｖ１は、電源電圧−ＶＣＣにクランプされる。これにより、入力電圧ＶＩＮが過電圧となっても、比較器３１０の反転入力端子の電圧Ｖ１は過電圧にならず、比較器３１０が保護されることになる。 When the input voltage VIN becomes a positive overvoltage, the positive first diode Dp1 becomes conductive, and the voltage V1 of the inverting input terminal of the comparator 310 is clamped to the power supply voltage VCC. When the input voltage VIN becomes a negative overvoltage, the negative first diode Dn1 is turned on, whereby the voltage V1 at the inverting input terminal of the comparator 310 is clamped to the power supply voltage -VCC. Thereby, even if the input voltage VIN becomes an overvoltage, the voltage V1 of the inverting input terminal of the comparator 310 does not become an overvoltage, and the comparator 310 is protected.
入力電圧ＶＩＮが正常のときは、ダイオードＤｐ１、Ｄｎ１とも非導通であるため、比較器３１０の反転入力端子におけるインピーダンスは高インピーダンス状態であるが、入力電圧ＶＩＮが過電圧となり、比較器３１０の反転入力端子の電圧Ｖ１が、電源電圧ＶＣＣあるいは−ＶＣＣにクランプされた状態になると、比較器３１０の反転入力端子におけるインピーダンスは、ダイオードＤｐ１あるいはＤｎ１の順方向インピーダンスと、電流設定用抵抗器ＲｐｃあるいはＲｎｃのインピーダンスとの合計値まで下がることになる。 When the input voltage VIN is normal, the diodes Dp1 and Dn1 are both non-conductive, so the impedance at the inverting input terminal of the comparator 310 is in a high impedance state, but the input voltage VIN becomes an overvoltage and the inverting input of the comparator 310 When the terminal voltage V1 is clamped at the power supply voltage VCC or -VCC, the impedance at the inverting input terminal of the comparator 310 is the forward impedance of the diode Dp1 or Dn1, and the current setting resistor Rpc or Rnc. It will drop to the total value with the impedance.
このため、例えば、図９に示すように、電圧測定装置３３０を用いて被測定装置の出力電圧ＶＩＮを測定する場合に、電圧測定装置３３０の入力端子を過電圧から保護するために正極用過電圧保護回路３０１および負極用過電圧保護回路３０２を設けた回路を構成すると、測定電圧ＶＩＮが過電圧になったとき、被測定装置３２０から大きな電流Ｉｉｎが流れ出し、被測定装置３２０に悪影響を与えるおそれがある。 Therefore, for example, as shown in FIG. 9, when measuring the output voltage VIN of the device under measurement using the voltage measuring device 330, the overvoltage protection for positive electrode is used to protect the input terminal of the voltage measuring device 330 from overvoltage. If the circuit 301 and the circuit provided with the negative voltage overvoltage protection circuit 302 are configured, when the measurement voltage VIN becomes an overvoltage, a large current Iin flows out from the device under measurement 320, which may adversely affect the device under measurement 320.
このように、正極用過電圧保護回路３０１および負極用過電圧保護回路３０２を用いた従来の過電圧保護回路は、過電圧保護の動作中にも入力端子のインピーダンスを高いまま保ちたい回路には不適である。 As described above, the conventional overvoltage protection circuit using the positive overvoltage protection circuit 301 and the negative overvoltage protection circuit 302 is not suitable for a circuit that wants to keep the impedance of the input terminal high even during the overvoltage protection operation.
そこで、本発明は、入力端子のインピーダンスが高いまま過電圧保護動作を行なう過電圧保護回路を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an overvoltage protection circuit that performs an overvoltage protection operation while the impedance of an input terminal is high.
上記課題を解決するため、本発明の過電圧保護回路は、入力端子と出力端子との間に設けられたスイッチと、前記入力端子の電圧が第１基準値以上であることを検出する第１検出部と、前記入力端子の電圧が第１基準値より低い第２基準値以下であることを検出する第２検出部と、前記第１検出部および前記第２検出部のいずれかが検出対象を検出すると、前記スイッチをオフにする判定部とを備えたことを特徴とする。
ここで、前記第１検出部が検出対象を検出すると、前記第１基準値を入力する端子と、前記出力端子とを接続状態にする正極用スイッチと、前記第２検出部が検出対象を検出すると、前記第２基準値を入力する端子と、前記出力端子とを接続状態にする負極用スイッチと、をさらに備えるようにしてもよい。
また、前記第１検出部および前記第２検出部は比較器で構成することができる。
また、入力端子と前記スイッチとの間に、前記過電圧保護回路の電源のオンオフに連動してオンオフする電源連動スイッチを備えるようにしてもよい。
また、前記過電圧保護回路の電源電圧が所定の基準値以下となった場合に、前記スイッチをオフにする電源電圧監視部を備えるようにしてもよい。
In order to solve the above problems, an overvoltage protection circuit according to the present invention includes a switch provided between an input terminal and an output terminal, and a first detection for detecting that the voltage of the input terminal is equal to or higher than a first reference value. A second detection unit that detects that the voltage of the input terminal is equal to or lower than a second reference value that is lower than the first reference value, and one of the first detection unit and the second detection unit is a detection target. And a determination unit that turns off the switch when detected.
Here, when the first detection unit detects a detection target, a positive electrode switch that connects the terminal for inputting the first reference value and the output terminal, and the second detection unit detects the detection target. Then, a terminal for inputting the second reference value and a negative electrode switch for connecting the output terminal may be further provided.
In addition, the first detection unit and the second detection unit can be configured by a comparator.
Further, a power supply interlocking switch that is turned on / off in conjunction with the power on / off of the overvoltage protection circuit may be provided between the input terminal and the switch.
Further, a power supply voltage monitoring unit that turns off the switch when the power supply voltage of the overvoltage protection circuit becomes a predetermined reference value or less may be provided.
本発明によれば、入力端子のインピーダンスが高いまま過電圧保護動作を行なう過電圧保護回路が提供される。 According to the present invention, there is provided an overvoltage protection circuit that performs an overvoltage protection operation while the impedance of an input terminal is high.
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る過電圧保護回路の構成を示すブロック図である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an overvoltage protection circuit according to the present embodiment.
本図に示すように、過電圧保護回路１００は、入力端子ＶＩＮ、出力端子ＶＯＵＴ、入力端子ＶＴＨ、入力端子ＶＴＬ、出力端子ＵＬ、出力端子ＬＬ、第１比較器１０１、第２比較器１０２、ＯＲ回路１０３、スイッチ（ＳＷ）１０４を備えている。 As shown in the figure, the overvoltage protection circuit 100 includes an input terminal VIN, an output terminal VOUT, an input terminal VTH, an input terminal VTL, an output terminal UL, an output terminal LL, a first comparator 101, a second comparator 102, an OR A circuit 103 and a switch (SW) 104 are provided.
スイッチ１０４は、入力端子ＶＩＮと出力端子ＶＯＵＴとの間に設けられている。スイッチ１０４がオン状態の場合、出力端子ＶＯＵＴは、入力端子ＶＩＮの電圧をそのまま出力する。スイッチ１０４がオフ状態の場合、入力端子ＶＩＮと出力端子ＶＯＵＴとは切り離され、入力端子ＶＩＮの電圧は出力端子ＶＯＵＴに伝わらない。スイッチ１０４は、トランジスタ等の半導体素子や、リレー等の装置を用いて構成することができる。 The switch 104 is provided between the input terminal VIN and the output terminal VOUT. When the switch 104 is on, the output terminal VOUT outputs the voltage of the input terminal VIN as it is. When the switch 104 is off, the input terminal VIN and the output terminal VOUT are disconnected from each other, and the voltage at the input terminal VIN is not transmitted to the output terminal VOUT. The switch 104 can be configured using a semiconductor element such as a transistor or a device such as a relay.
入力端子ＶＴＨには、第１基準電圧を入力し、入力端子ＶＴＬには、第１基準電圧よりも低い第２基準電圧を入力する。第１比較器１０１は、入力端子ＶＩＮに入力された入力電圧と、入力端子ＶＴＨに入力された第１基準電圧とを比較し、入力端子ＶＩＮの電圧が、第１基準電圧以上のとき、ハイレベルを出力する。第２比較器１０２は、入力端子ＶＩＮに入力された入力電圧と、入力端子ＶＴＬに入力された第２基準電圧とを比較し、入力端子ＶＩＮの電圧が、第２基準電圧以下のとき、ハイレベルを出力する。 A first reference voltage is input to the input terminal VTH, and a second reference voltage lower than the first reference voltage is input to the input terminal VTL. The first comparator 101 compares the input voltage input to the input terminal VIN with the first reference voltage input to the input terminal VTH. When the voltage at the input terminal VIN is equal to or higher than the first reference voltage, the first comparator 101 Output level. The second comparator 102 compares the input voltage input to the input terminal VIN with the second reference voltage input to the input terminal VTL. When the voltage at the input terminal VIN is equal to or lower than the second reference voltage, the second comparator 102 Output level.
第１比較器の出力は、ＯＲ回路１０３に入力するとともに出力端子ＵＬから外部に出力され、第２比較器の出力は、ＯＲ回路１０３に入力するとともに出力端子ＬＬから外部に出力される。 The output of the first comparator is input to the OR circuit 103 and output from the output terminal UL, and the output of the second comparator is input to the OR circuit 103 and output from the output terminal LL to the outside.
ＯＲ回路１０３は、第１比較器１０１の出力、第２比較器１０２の出力のいずれかがハイレベルのとき、すなわち、入力端子ＶＩＮの電圧が第１基準電圧以上であるか第２基準電圧以下のとき、スイッチ１０４をオフ状態に切り替える。 The OR circuit 103 operates when either the output of the first comparator 101 or the output of the second comparator 102 is at a high level, that is, the voltage at the input terminal VIN is equal to or higher than the first reference voltage or lower than the second reference voltage. At this time, the switch 104 is turned off.
この構成により、第１基準電圧に正側の過電圧となる閾値を設定し、第２基準電圧に負側の過電圧となる閾値を設定することで、入力端子ＶＩＮが過電圧となっても、出力端子ＶＯＵＴに過電圧が伝わらなくなる。このため、出力端子ＶＯＵＴに接続された後段の装置を過電圧から保護することができる。このとき、スイッチ１０４はオフ状態であるため、過電圧保護の動作中に、入力端子ＶＩＮは高インピーダンス状態を保つことになる。したがって、前段の装置から過大電流が流れ出すことはなく前段の装置に悪影響を与えない。 With this configuration, by setting a threshold value that becomes a positive overvoltage to the first reference voltage and setting a threshold value that becomes a negative overvoltage to the second reference voltage, even if the input terminal VIN becomes an overvoltage, the output terminal Overvoltage is no longer transmitted to VOUT. For this reason, it is possible to protect the subsequent device connected to the output terminal VOUT from overvoltage. At this time, since the switch 104 is in an OFF state, the input terminal VIN maintains a high impedance state during the overvoltage protection operation. Therefore, an excessive current does not flow out from the preceding apparatus, and the preceding apparatus is not adversely affected.
また、入力端子ＶＩＮに正側の過電圧となる電圧が入力された場合、出力端子ＵＬがハイレベルとなり、入力端子ＶＩＮに負側の過電圧となる電圧が入力された場合、出力端子ＬＬがハイレベルとなる。このため、出力端子ＵＬおよび出力端子ＬＬと接続した後段の装置は、過電圧保護回路１００に正側あるいは負側の過電圧が入力されたことを検知することができる。 In addition, when a voltage that is a positive overvoltage is input to the input terminal VIN, the output terminal UL is high level, and when a voltage that is a negative overvoltage is input to the input terminal VIN, the output terminal LL is high level. It becomes. For this reason, the latter apparatus connected to the output terminal UL and the output terminal LL can detect that a positive or negative overvoltage is input to the overvoltage protection circuit 100.
図２は、本実施形態の過電圧保護回路１００の動作特性を示す図である。本図に示すように、入力端子ＶＩＮの電圧（横軸方向）が、入力端子ＶＴＬの第２基準電圧より大きく、入力端子ＶＴＨの第１基準電圧より小さい場合は、スイッチ１０４がオンとなるため、過電圧保護回路１００は、入力端子ＶＩＮの電圧をそのまま出力端子ＶＯＵＴ（縦軸方向）から出力する。 FIG. 2 is a diagram illustrating operating characteristics of the overvoltage protection circuit 100 of the present embodiment. As shown in this figure, when the voltage at the input terminal VIN (in the horizontal axis direction) is larger than the second reference voltage of the input terminal VTL and smaller than the first reference voltage of the input terminal VTH, the switch 104 is turned on. The overvoltage protection circuit 100 outputs the voltage of the input terminal VIN as it is from the output terminal VOUT (vertical direction).
また、入力端子ＶＩＮの電圧が、入力端子ＶＴＬの第２基準電圧以下の場合は、スイッチ１０４がオフとなり、出力端子ＶＯＵＴの電圧は不定となる。このとき、出力端子ＬＬはハイレベルを出力する。 When the voltage at the input terminal VIN is equal to or lower than the second reference voltage at the input terminal VTL, the switch 104 is turned off and the voltage at the output terminal VOUT is indefinite. At this time, the output terminal LL outputs a high level.
入力端子ＶＩＮの電圧が、入力端子ＶＴＨの第１基準電圧以上の場合は、スイッチ１０４がオフとなり、出力端子ＶＯＵＴの電圧は不定となる。このとき、出力端子ＵＬはハイレベルを出力する。 When the voltage at the input terminal VIN is equal to or higher than the first reference voltage at the input terminal VTH, the switch 104 is turned off and the voltage at the output terminal VOUT is indefinite. At this time, the output terminal UL outputs a high level.
図３は、本実施形態の過電圧保護回路１００の適用例を示す図である。本図は、被測定装置１１０の電圧を電圧測定装置１２０で測定する回路において、電圧測定装置１２０を過電圧から保護するために過電圧保護回路１００を用いた例を示している。このとき、過電圧保護回路１００を電圧測定装置１２０内に組み込むようにしてもよい。 FIG. 3 is a diagram illustrating an application example of the overvoltage protection circuit 100 of the present embodiment. This figure shows an example in which an overvoltage protection circuit 100 is used to protect the voltage measurement device 120 from an overvoltage in a circuit that measures the voltage of the device under measurement 110 using the voltage measurement device 120. At this time, the overvoltage protection circuit 100 may be incorporated in the voltage measuring device 120.
この場合、過電圧保護回路１００の入力端子ＶＩＮに被測定装置１１０を接続し、出力端子ＶＯＵＴに電圧測定装置１２０を接続する。また、ＵＬ端子、ＬＬ端子を電圧測定装置１２０に接続することで、入力端子ＶＩＮに過電圧が入力され、測定が無効であることを電圧測定装置１２０に通知するようにしている。 In this case, the device under test 110 is connected to the input terminal VIN of the overvoltage protection circuit 100, and the voltage measurement device 120 is connected to the output terminal VOUT. Further, by connecting the UL terminal and the LL terminal to the voltage measuring device 120, an overvoltage is input to the input terminal VIN, and the voltage measuring device 120 is notified that the measurement is invalid.
過電圧保護回路１００は、被測定装置１１０から入力端子ＶＩＮに過電圧が入力され、過電圧保護が動作しても、入力端子ＶＩＮが高インピーダンス状態を保つため、被測定装置１１０から電流Ｉｉｎが流れ込まず、被測定装置１１０に悪影響を与えることを防いでいる。 In the overvoltage protection circuit 100, even if an overvoltage is input from the device under test 110 to the input terminal VIN and the overvoltage protection is activated, the input terminal VIN remains in a high impedance state, so that the current Iin does not flow from the device under test 110, The device under test 110 is prevented from being adversely affected.
なお、入力端子ＶＩＮの電圧が第１基準電圧以上あるいは第２基準電圧以下のとき、スイッチ１０４をオフ状態に切り替える回路は、図１に示した構成に限られない。例えば、第１比較器１０１、第２比較器１０２の極性を逆にするとともに、ＯＲ回路１０３をＡＮＤ回路に変え、ＡＮＤ回路の出力がハイレベルのときに、スイッチ１０４を導通状態とするようにしてもよい。 Note that the circuit that switches the switch 104 to the OFF state when the voltage at the input terminal VIN is equal to or higher than the first reference voltage or lower than the second reference voltage is not limited to the configuration illustrated in FIG. For example, the polarities of the first comparator 101 and the second comparator 102 are reversed, the OR circuit 103 is changed to an AND circuit, and the switch 104 is turned on when the output of the AND circuit is at a high level. May be.
また、図１に示した構成は、過電圧保護の動作中、出力端子ＶＯＵＴの電圧が不定となるが、出力端子ＶＯＵＴの電圧が不定となることを避けるために、図４に示すような構成としてもよい。 Further, in the configuration shown in FIG. 1, the voltage of the output terminal VOUT becomes unstable during the overvoltage protection operation, but in order to avoid the voltage of the output terminal VOUT becoming unstable, the configuration shown in FIG. Also good.
図４に示した別構成例では、図１に示した構成に加え、第１比較器１０１の出力がハイレベルのときに、入力端子ＶＴＨと出力端子ＶＯＵＴとを導通状態にする正極用スイッチ（ＳＷ＿Ｈ）１０５と、第２比較器１０２の出力がハイレベルのときに、入力端子ＶＴＬと出力端子ＶＯＵＴとを導通状態にする負極用スイッチ（ＳＷ＿Ｌ）１０６とを備えている。 In the configuration example shown in FIG. 4, in addition to the configuration shown in FIG. 1, when the output of the first comparator 101 is at a high level, the positive switch (which switches the input terminal VTH and the output terminal VOUT into a conductive state) SW_H) 105, and a negative electrode switch (SW_L) 106 that makes the input terminal VTL and the output terminal VOUT conductive when the output of the second comparator 102 is at a high level.
このため、図５の動作特性図に示すように、入力端子ＶＩＮの電圧が、入力端子ＶＴＬの第２基準電圧以下の場合は、スイッチ１０４と正極用スイッチ１０５とがオフとなり、負極用スイッチ１０６がオンとなるため、出力端子ＶＯＵＴの電圧は入力端子ＶＴＬの第２基準電圧となる。このとき、出力端子ＬＬはハイレベルを出力する。 Therefore, as shown in the operation characteristic diagram of FIG. 5, when the voltage of the input terminal VIN is equal to or lower than the second reference voltage of the input terminal VTL, the switch 104 and the positive switch 105 are turned off, and the negative switch 106 Is turned on, the voltage of the output terminal VOUT becomes the second reference voltage of the input terminal VTL. At this time, the output terminal LL outputs a high level.
また、入力端子ＶＩＮの電圧が、入力端子ＶＴＨの第１基準電圧以上の場合は、スイッチ１０４と負極用スイッチ１０６とがオフとなり、正極用スイッチ１０５がオンとなるため、出力端子ＶＯＵＴの電圧は入力端子ＶＴＨの第１基準電圧となる。このとき、出力端子ＵＬはハイレベルを出力する。 When the voltage of the input terminal VIN is equal to or higher than the first reference voltage of the input terminal VTH, the switch 104 and the negative switch 106 are turned off and the positive switch 105 is turned on. Therefore, the voltage of the output terminal VOUT is This becomes the first reference voltage of the input terminal VTH. At this time, the output terminal UL outputs a high level.
なお、入力端子ＶＩＮの電圧が、入力端子ＶＴＬの第２基準電圧より大きく、入力端子ＶＴＨの第１基準電圧より小さい場合は、図１に示した構成と同様に、入力端子ＶＩＮの電圧をそのまま出力端子ＶＯＵＴから出力する。いずれの場合においても、ＶＩＮ端子は高インピーダンス状態を保っている。 When the voltage at the input terminal VIN is larger than the second reference voltage at the input terminal VTL and smaller than the first reference voltage at the input terminal VTH, the voltage at the input terminal VIN is left as it is, as in the configuration shown in FIG. Output from the output terminal VOUT. In either case, the VIN terminal maintains a high impedance state.
図４に示した別構成例では、正極用スイッチ１０５は、正側の過電圧状態のときに出力端子ＶＯＵＴを入力端子ＶＴＨに接続し、負極用スイッチ１０６は、負側の過電圧状態のときに出力端子ＶＯＵＴを入力端子ＶＴＬに接続するようにしていたが、それぞれ別の電圧源に接続したり、接地端子に接続するようにしてもよい。このため、過電圧状態のときは、任意の電圧を出力端子ＶＯＵＴから出力させることができる。 In another configuration example shown in FIG. 4, the positive switch 105 connects the output terminal VOUT to the input terminal VTH in the positive overvoltage state, and the negative switch 106 outputs in the negative overvoltage state. Although the terminal VOUT is connected to the input terminal VTL, it may be connected to a different voltage source or a ground terminal. For this reason, in the overvoltage state, an arbitrary voltage can be output from the output terminal VOUT.
図６は、さらに別例として、電源電圧監視部１０７を設け、過電圧保護回路１００ｂの動作電源である電源電圧ＶＤＤを監視する構成例を示している。本例では、過電圧保護回路１００ｂの電源がオフの場合にも入力端子ＶＩＮが確実に高インピーダンス状態を保つようにするとともに、電源電圧ＶＤＤが低下して過電圧保護回路１００ｂの動作が不安定になった場合でも後段の装置を過電圧から確実に保護するようにしている。電源電圧ＶＤＤは、後段の装置と共通であってもよいし、独立した電源であってもよい。 FIG. 6 shows, as another example, a configuration example in which a power supply voltage monitoring unit 107 is provided to monitor a power supply voltage VDD that is an operation power supply of the overvoltage protection circuit 100b. In this example, even when the power supply of the overvoltage protection circuit 100b is off, the input terminal VIN is surely kept in a high impedance state, and the power supply voltage VDD is lowered to make the operation of the overvoltage protection circuit 100b unstable. Even in such a case, the latter device is surely protected from overvoltage. The power supply voltage VDD may be the same as that of the subsequent device or may be an independent power supply.
具体的には、入力端子ＶＩＮとスイッチ１０４との間に電源連動スイッチ１０８を設けることにより、過電圧保護回路１００ｂの電源がオフの場合に入力端子ＶＩＮが確実に高インピーダンス状態を保つようにしている。 Specifically, the power supply interlocking switch 108 is provided between the input terminal VIN and the switch 104, so that the input terminal VIN reliably maintains a high impedance state when the power supply of the overvoltage protection circuit 100b is off. .
電源連動スイッチ１０８は、例えば、メカニカルリレーや抗耐圧ＤＭＯＳで構成され、電源電圧監視部１０７が出力する制御信号ＳＣによりオンオフが切り替えられる。 The power supply interlocking switch 108 is composed of, for example, a mechanical relay or a withstand voltage DMOS, and is turned on / off by a control signal SC output from the power supply voltage monitoring unit 107.
すなわち、電源電圧監視部１０７は、電源電圧ＶＤＤのオンに連動して電源連動スイッチ１０８をオンにし、電源電圧ＶＤＤがオフになると電源連動スイッチ１０８をオフにする。 That is, the power supply voltage monitoring unit 107 turns on the power supply interlocking switch 108 in conjunction with the power supply voltage VDD being turned on, and turns off the power supply interlocking switch 108 when the power supply voltage VDD is turned off.
また、電源電圧監視部１０７は、低電圧誤動作防止回路（UVLO:Under Voltage Lock Out）としても機能し、電源電圧ＶＤＤが正常電圧のときにロウレベルのＵＶＬ信号を出力し、所定の基準値以下の低電圧時にハイレベルのＵＶＬ信号を出力する。ＵＬＬ信号は、第１比較器１０１および第２比較器１０２の出力とともにＯＲ回路１０３ａに入力される。所定の基準値は、過電圧保護回路１００ｂの動作が不安定になる程度の値とすることができる。 The power supply voltage monitoring unit 107 also functions as an under voltage malfunction prevention circuit (UVLO: Under Voltage Lock Out), outputs a low level UVL signal when the power supply voltage VDD is a normal voltage, and is below a predetermined reference value. A high level UVL signal is output at a low voltage. The UL signal is input to the OR circuit 103 a together with the outputs of the first comparator 101 and the second comparator 102. The predetermined reference value can be set to such a value that the operation of the overvoltage protection circuit 100b becomes unstable.
このため、電源電圧ＶＤＤが低電圧になると、ＶＩＮの過電圧状態に関わらずスイッチ１０４が強制的に遮断されることになる。したがって、電源電圧ＶＤＤが低下して、過電圧保護回路１００ｂの動作が不安定になった場合でも、出力端子ＶＯＵＴに接続された後段の装置を過電圧から保護することができる。 For this reason, when the power supply voltage VDD becomes a low voltage, the switch 104 is forcibly cut off regardless of the overvoltage state of VIN. Therefore, even when the operation of the overvoltage protection circuit 100b becomes unstable due to a drop in the power supply voltage VDD, it is possible to protect the subsequent device connected to the output terminal VOUT from overvoltage.
なお、電源電圧ＶＤＤが正常電圧のときにハイレベルのＵＶＬ信号を出力し、インバータを介してＯＲ回路１０３ａに入力するようにしてもよい。また、ＯＲ回路１０３ａを介さずに、ＵＶＬ信号でスイッチ１０４を直接制御するようにしてもよい。この場合、電源電圧監視部１０７は、電源電圧ＶＤＤが低電圧になったことを検出すると、スイッチ１０４を強制的に遮断すればよい。さらには、ハイレベルのＵＶＬ信号で電源連動スイッチ１０８をオフに切り替えてもよい。 Note that when the power supply voltage VDD is a normal voltage, a high-level UVL signal may be output and input to the OR circuit 103a via an inverter. Further, the switch 104 may be directly controlled by the UVL signal without going through the OR circuit 103a. In this case, when the power supply voltage monitoring unit 107 detects that the power supply voltage VDD has become low, the switch 104 may be forcibly cut off. Furthermore, the power supply interlocking switch 108 may be switched off with a high-level UVL signal.
電源電圧監視部１０７を設けて電源電圧ＶＤＤを監視することにより、例えば、図７に示すように、電源電圧ＶＤＤがオフの状態では、電源連動スイッチ１０８はオフとなっており、入力端子ＶＩＮは高インピーダンス状態を保っている。 By providing the power supply voltage monitoring unit 107 and monitoring the power supply voltage VDD, for example, as shown in FIG. 7, when the power supply voltage VDD is off, the power supply interlocking switch 108 is off and the input terminal VIN is High impedance is maintained.
時刻ｔ０で電源電圧ＶＤＤがオンになると、電源連動スイッチ１０８もオンとなり、過電圧保護回路１００ｂの通常動作が行なわれる。時刻ｔ１で電源電圧ＶＤＤが低下し、所定の基準値以下になると、ＵＶＬ信号がハイレベルとなり、スイッチ１０４が強制的に遮断される。このため、過電圧保護回路１００ｂの動作が不安定になっても出力端子ＶＯＵＴに接続された後段の装置を過電圧から保護することができる。 When the power supply voltage VDD is turned on at time t0, the power supply interlocking switch 108 is also turned on, and the normal operation of the overvoltage protection circuit 100b is performed. When the power supply voltage VDD decreases at time t1 and falls below a predetermined reference value, the UVL signal becomes high level and the switch 104 is forcibly cut off. For this reason, even if the operation of the overvoltage protection circuit 100b becomes unstable, the subsequent device connected to the output terminal VOUT can be protected from the overvoltage.
時刻ｔ２で電源電圧ＶＤＤが正常な状態に復帰すると、ＵＶＬ信号がロウレベルとなり、過電圧保護回路１００ｂの通常動作が再開することになる。 When the power supply voltage VDD returns to the normal state at time t2, the UVL signal becomes low level, and the normal operation of the overvoltage protection circuit 100b is resumed.
１００…過電圧保護回路、１０１…第１比較器、１０２…第２比較器、１０３…ＯＲ回路、１０４…スイッチ、１０５…正極用スイッチ、１０６…負極用スイッチ、１０７…電源電圧監視部、１０８…電源連動スイッチ、１１０…被測定装置、１２０…電圧測定装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Overvoltage protection circuit, 101 ... 1st comparator, 102 ... 2nd comparator, 103 ... OR circuit, 104 ... Switch, 105 ... Switch for positive electrode, 106 ... Switch for negative electrode, 107 ... Power supply voltage monitoring part, 108 ... Power interlock switch, 110 ... device under test, 120 ... voltage measuring device
Claims (4)
前記入力端子の電圧が第１基準値以上であることを検出する第１検出部と、
前記入力端子の電圧が第１基準値より低い第２基準値以下であることを検出する第２検出部と、
前記第１検出部および前記第２検出部のいずれかが検出対象を検出すると、前記スイッチをオフにする判定部と、
前記第１検出部が検出対象を検出すると、前記第１基準値を入力する端子と、前記出力端子とを接続状態にする正極用スイッチと、
前記第２検出部が検出対象を検出すると、前記第２基準値を入力する端子と、前記出力端子とを接続状態にする負極用スイッチと、
を備えたことを特徴とする過電圧保護回路。 A switch provided between the input terminal and the output terminal;
A first detector that detects that the voltage at the input terminal is equal to or higher than a first reference value;
A second detector for detecting that the voltage of the input terminal is equal to or lower than a second reference value lower than the first reference value;
A determination unit that turns off the switch when one of the first detection unit and the second detection unit detects a detection target;
When the first detection unit detects a detection target, a positive electrode switch that connects a terminal that inputs the first reference value and the output terminal;
When the second detection unit detects a detection target, a negative electrode switch for connecting the terminal for inputting the second reference value and the output terminal;
An overvoltage protection circuit comprising:
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