专利名称：电压生成电路及电源电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于生成基准电压的电压生成电路及包括该电压生成电路的电源电路。
背景技术：
以往，已知用于对输出一定的电压的稳压器等输入基准电压的基准电压产生电路(电压生成电路)以及包括该电压生成电路的电源电路。
例如，在专利文献1中公开了一种电源电路，它包括基准电压产生电路、电压比较电路、电压检测电路、开关电路。在该电源电路中，基准电压从基准电压产生电路输入到电压比较电路中。基于输出电压的供给电压从电压检测电路输入到电压比较电路中。
然后，在电压比较电路中，比较基准电压和供给电压，开关电路根据比较结果受到控制。因此，从开关电路输出的输出电压被保持为一定的电压值。
尤其，已知在上述的基准电压产生电路中适用了带隙基准(band gapreference)电路(以下，称为BGR电路)的电源电路。例如图1所示，在由BGR电路构成的基准电压产生电路58中，从被输入电池电压Vbat的恒流源65流出的恒流I11中的一部分经由电流镜电路CM11的电阻R11、R12作为电流I12、I13而流过晶体管Q11、Q12，同时剩余的电流I14流过晶体管Q13。
该基准电压产生电路58在恒流111为一定的电流值以上时，可使电流I12、I13一定。因此，基准电压产生电路58在来自恒流源65的恒流I11为一定的电流值以上时，可将从基准电压产生电路58输出的基准电压Vref保持为一定。另外，稳定电路SC1是用于使电流I12、I13稳定的电路。
特开平7-281769号公报但是，如上所述，在基准电压产生电路58中适用了BGR电路的电源电路中，在对基准电压产生电路58提供电力的电池等中产生异常，从而电池电压Vbat降低，来自恒流源65的恒流I11小于规定的电流值时，电流I12、I13减小。
其结果，从基准电压产生电路58输出与规定的电压值不同的基准电压Vref。即使在这样的状况下也产生如下问题，由于电压比较电路比较与规定的电压值不同的基准电压和供给电压而控制开关电路，因此，输出电压降低，从而连接到电源电路的电子设备等进行误动作。
其中，也考虑设置用于判定该基准电压Vref的比较器电路，但是，在比较器电路中也需要与该基准电压(以下，称为第1基准电压)比较的基准电压(以下，称为第2基准电压)。但是，即使用其他方法来生成第2基准电压，由于电池的异常等第2基准电压也相同地变动，因此，即使使用第2基准电压来比较第1基准电压，也不能通过比较器电路正确地检测第1基准电压的异常。
发明内容
本发明是为了解决上述的课题而完成，其目的在于提供可正确地检测基准电压的异常的电压生成电路以及包括它的电源电路。
为了达到上述目的，本发明的第1特征的要点在于，作为电压生成电路，它具有基准电压产生电路，在通过流过规定的电流值以上的电流来生成了规定的基准电压的情况下，输出检测电流；基准电压判定电路，根据所述基准电压产生电路输出的所述检测电流，检测所述基准电压的异常或者预先检测异常，从而输出判定信号。
本发明的第2特征的要点在于，在本发明的第1特征中，所述基准电压产生电路具有第1电流镜电路，通过流过所述电流中的一部分电流，生成基准电压；稳定电路，稳定所述第1电流镜电路生成的所述基准电压；检测晶体管，将从所述电流中除去所述一部分电流后剩余的电流作为所述检测电流来检测，所述基准电压判定电路，在所述检测电流比规定值小时，输出表示检测出所述异常的所述判定信号。
本发明的第3特征的要点在于，在本发明的第2特征中，还具有被提供电源电压的第1～第3恒流源，所述第1电流镜电路具有第1和第2电阻，其一端连接到所述第1恒流源；第3电阻，其一端连接到地；第1晶体管，其集电极和基极连接到所述第1电阻的另一端，发射极被接地；第2晶体管，其集电极连接到所述第2电阻的另一端，基极连接到所述第1晶体管的基极，发射极连接到所述第3电阻的另一端，所述稳定电路具有第3晶体管，其集电极连接到所述第2恒流源，基极连接到所述第2晶体管的集电极，发射极被接地；电容器，连接在所述第3晶体管的集电极和基极之间，所述检测晶体管的发射极连接到所述第1恒流源，基极连接到所述第3晶体管的集电极，所述基准电压判定电路具有第4晶体管，其基极和集电极连接到所述检测晶体管的集电极，发射极被接地；第5晶体管，其集电极连接到所述第3恒流源，基极连接到所述第4晶体管的基极，发射极被接地；反相器，其连接到所述第5晶体管的集电极。
本发明的第4特征的要点在于，作为电源电路，它具有基准电压产生电路，通过流过规定的电流值以上的电流来生成了规定的基准电压的情况下，输出检测电流；基准电压判定电路，根据所述基准电压产生电路输出的所述检测电流，检测所述基准电压的异常或者预先检测异常，从而输出判定信号；稳压器，从所述基准电压产生电路被输入基准电压；启动控制电路，输出用于控制所述稳压器的启动信号；导通/截止输入电路，根据来自所述基准电压判定电路的所述判定信号和来自所述启动控制电路的所述启动信号，对所述稳压器输入导通/截止信号。
本发明的第5特征的要点在于，在本发明的第4特征中，所述基准电压产生电路具有第1电流镜电路，通过流过所述电流中的一部分电流，生成基准电压；稳定电路，稳定所述第1电流镜电路生成的所述基准电压；检测晶体管，将从所述电流中除去所述一部分电流后剩余的电流作为所述检测电流来检测，所述基准电压判定电路在所述检测电流比规定值小时，输出表示检测出所述异常的所述判定信号。
本发明的第6特征的要点在于，在本发明的第5特征中，还具有被提供电源电压的第1～第3恒流源，所述第1电流镜电路具有第1和第2电阻，其一端连接到所述第1恒流源；第3电阻，其一端连接到地；第1晶体管，其集电极和基极连接到所述第1电阻的另一端，发射极被接地；第2晶体管，其集电极连接到所述第2电阻的另一端，基极连接到所述第1晶体管的基极，发射极连接到所述第3电阻的另一端，所述稳定电路具有第3晶体管，其集电极连接到所述第2恒流源，基极连接到所述第2晶体管的集电极，发射极被接地；电容器，其连接在所述第3晶体管的集电极和基极之间，所述检测晶体管的发射极连接到所述第1恒流源，基极连接到所述第3晶体管的集电极，所述基准电压判定电路具有第4晶体管，其基极和集电极连接到所述检测晶体管的集电极，发射极被接地；第5晶体管，其集电极连接到所述第3恒流源，基极连接到所述第4晶体管的基极，发射极被接地；反相器，其连接到所述第5晶体管的集电极。
根据本发明，基准电压判定电路根据从基准电压产生电路输出的检测电流判定基准电压，从而与使用比较器等而判定基准电压的情况相比，可准确地检测或者预先检测基准电压的异常。而且，可根据以往没有使用的过电流来检测基准电压的异常，从而可抑制电力消费的增大。
图1是表示以往的基准电压产生电路的电路图。
图2是表示本发明的电源电路的整体结构图。
图3是本发明的电压生成电路的电路图。
标号说明1电源电路2电压生成电路3稳压器4电压检测器5启动控制电路6、7“与”电路8基准电压产生电路9基准电压判定电路15～17恒流源CM1、CM2电流镜电路I1、I2、I8恒流I2、I3、I5、I6电流I4检测电流IN反相器Q1～Q5晶体管R1～R3电阻S1判定信号S2、S3导通/截止信号
S4、S5启动信号SC稳定电路Vbat电池电压Vc比较电压Vd检测电压Vout输出电压Vref基准电压具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的一个实施方式。图2是表示本发明的电源电路的整体结构图。图3是本发明的电压生成电路的电路图。
如图2所示，电源电路1包括电压生成电路2、稳压器3、电压检测器4、启动控制电路5、两个“与”电路6和7。
电压生成电路2包括基准电压产生电路8和基准电压判定电路9。
基准电压产生电路8是用于将基准电压Vref输出到稳压器3以及电压检测器4的电路。如图3所示，基准电压产生电路8由包括电流镜电路CM1、检测电流用的晶体管Q3、稳定电路SC的BGR电路构成。电流镜电路CM1具有一对晶体管Q1、Q2和电阻R1～R3。而且，从恒流源15对电流镜电路CM1及晶体管Q3提供恒流I1，同时从恒流源16对稳定电路SC提供恒流I8。稳定电路SC具有电容器C和晶体管Q6。
基准电压判定电路9包括具有一对晶体管Q4、Q5的电流镜电路CM2和反相器IN，从恒流源17对晶体管Q5以及反相器IN提供恒流I7。基准电压判定电路9判定在基准电压Vref中没有异常时，对“与”电路6和7输出高电平的判定信号S1。
而且，基准电压判定电路9判定基准电压Vref成为异常时或者判定基准电压Vref中产生异常时，对“与”电路6和7输出低电平的判定信号S1。另外，恒流源15～17中，从电池(省略图示)输入电池电压Vbat。
稳压器3比较从电压生成电路2的基准电压产生电路8输入的基准电压Vref、和基于输出电压Vout而被反馈的反馈电压(省略图示)，对连接到输出侧的电子设备等输出具有一定的电压值的输出电压Vout。而且，在稳压器3中，从“与”电路6输入导通/截止信号S2，根据该导通/截止信号S2被控制为导通状态或截止状态。
电压检测器4比较从电压生成电路2的基准电压产生电路8输入的基准电压Vref、和基于从稳压器3输入的输出电压Vout的比较电压Vc，根据其比较结果输出用于通知输出电压Vout的异常的检测电压Vd。
具体地说，在比较电压Vc高于基准电压Vref时，输出电压Vout高于规定的电压值而输出高电平的检测电压Vd。而且，在比较电压Vc低于基准电压Vref时，输出电压Vout低于规定的电压值而输出低电平的检测电压Vd。而且，在电压比较器4中，从“与”电路7输入导通/截止信号S3，根据其导通/截止信号S3被控制为导通状态或截止状态。
启动控制电路5是用于控制稳压器3以及电压检测器4的启动的电路。在使稳压器3以及电压检测器4为导通状态时，启动控制电路5对“与”电路6发送高电平的启动信号S4，同时也对“与”电路7发送高电平的启动信号S5。而且，在使稳压器3以及电压检测器4为截止状态时，启动控制电路5对“与”电路6发送低电平的启动信号S4，同时也对“与”电路7发送低电平的启动信号S5。
“与”电路6(相当于权利要求2中所记载的导通/截止输入电路)根据来自基准电压判定电路9的判定信号S1和来自启动控制电路5的启动信号S4，对稳压器3输入导通/截止信号S2。
具体地说，当“与”电路6中被输入高电平的判定信号S1和高电平的启动信号S4时，高电平的导通信号S2从“与”电路6输入到稳压器3中。而且，当输入到“与”电路6的判定信号S1和启动信号S4中的至少一个为低电平时，低电平的截止信号S2从“与”电路6输入到稳压器3中。
“与”电路7根据来自基准电压判定电路9的判定信号S1和来自启动控制电路5的启动信号S5，对电压检测器4输入导通/截止信号S3。具体地说，当“与”电路7中被输入高电平的判定信号S1和高电平的启动信号S5时，高电平的导通信号S3从“与”电路7输入到电压检测器4中。而且，当输入到“与”电路7的判定信号S1和启动信号S5中的至少一个为低电平时，低电平的截止信号S3从“与”电路7输入到电压检测器4中。
接着，以电压生成电路2的动作为中心进行电源电路1的动作的说明。另外，从启动控制电路5对“与”电路6、7都输入高电平(即，导通信号)。
在该电源电路1中，当从恒流源15对电流镜电路CM1提供恒流I1时，电流I2、I3通过电阻R1、R2流过晶体管Q1、Q2。另外，电流I2、I3的电流值通过稳定电路SC被稳定。
而且，在从恒流源15对基准电压产生电路8流过规定的电流值以上的电流I1时，即(I1＞I2+I3的最大值)时，电流I2、I3一边维持其最大值、一边流过。因此，具有规定的电压值的基准电压Vref一边保持一定、一边被输出。另外，电流I1、I2、I3的电流值的最大值是根据电阻R1～R3的电阻值及晶体管Q1、Q2的特性以及波尔兹曼常数、温度等被决定的固定值。
此外，在(I1＞I2+I3的最大值)时，恒流I1的一部分作为检测电流I4(＝I1-I2-I3)流向晶体管Q3的集电极。尤其，检测电流I4通过晶体管Q3流向晶体管Q4、Q5。
而且，检测电流I4的一部分作为电流I5而流向晶体管Q4、Q5的基极，并使晶体管Q4、Q5为导通状态。因此，检测电流I4的一部分作为电流I6而流到晶体管Q4的集电极，同时从恒流源17供给的恒流I7的一部分或者全部流过晶体管Q5。而且，恒流I7的电流值被设定成为(I7＜I6的最大值)。
其中，电池输出正常的电压值的电池电压Vbat，在恒流I1的电流值足够大的状态下，与此相伴地，流过足够大的检测电流I4，因此流到晶体管Q4的集电极的电流I6也具有满足(I7＜I6)的电流值。
因此，与晶体管Q4构成电流镜电路CM2的晶体管Q5的集电极要流过与大于恒流I7的电流I6相同电流值的电流，因此反相器IN中被输入低电平的信号。其结果，被判定为电池电压Vbat正常地输出，基准电压Vref正常地输出(以下，称为正常状态)，从反相器IN输出高电平的判定信号S1。
另一方面，通过从电池输出的电池电压Vbat的电压值的降低等而导致恒流I1的电流值降低时，检测电流I4的电流值减少或者不会流过检测电流I4。在这种状态下，流到晶体管Q4的电流I6的电流值成为(I7＞I6)。
这样，与晶体管Q4构成电流镜电路CM2的晶体管Q5的集电极要流过与小于恒流I7的电流I6相同电流值的电流，因此反相器IN中被输入高电平的信号。其结果，被判定为电池电压Vbat的降低等而导致基准电压Vref的电压值异常或者很快降低成为异常(以下，称为异常状态)，从反相器IN输出低电平的判定信号。
另外，电流I7的电流值可适当地进行变更，从上述的内容可知，如果将电流I7的电流值增大，则可以比预先更早地检测出基准电压Vref的异常，如果电流I7的电流值接近于“0”，则从检测异常开始到发生基准电压Vref的异常为止的时间缩短。
其结果，在正常状态下，从启动控制电路5以及基准电压判定电路9对“与”电路6、7都输入高电平的启动信号S4、S5以及判定信号S1，因此，“与”电路6、7对稳压器3以及电压检测器4输入高电平的导通信号S2、S3。其结果，稳压器3以及电压检测器4成为导通状态。
另一方面，在异常状态下，即使从启动控制电路5对“与”电路6和7输入高电平的启动信号S4和S5，也从基准电压判定电路9输入低电平的判定信号S1，因此，“与”电路6和7对稳压器3以及电压检测器4输入低电平的截止信号S2和S3。其结果，稳压器3以及电压检测器4成为截止状态。
如上所述地，本实施方式的电源电路1的电压生成电路2具有基准电压判定电路9，根据基于检测电流I4的电流I6来检测由基准电压产生电路8输出的基准电压Vref的异常或者产生异常的情况，因此，可准确地检测出基准电压Vref的异常或者产生异常的情况。
其结果，可防止从稳压器3伴随着基准电压Vref的异常而输出的输出电压Vout的异常，可防止稳压器3上所连接的电子设备的误动作。此外，可使用在以往没有被使用的检测电流I4来检测基准电压Vref的异常，因此，可抑制电力的增大。
以上，通过使用上述实施方式详细地说明了本发明，但本发明显然不限定于本说明书中所说明的实施方式。本发明可在权利要求范围所记载而被决定的本发明的宗旨和范围内进行变更并实施。即，本说明书的记载只是一例，并不是将本发明解释为某一限定的意思。以下，对变更上述实施方式的一部分的变更方式进行说明。
在上述实施方式中被构成为，在电流I6小于电流I5时，判断为在基准电压Vref中产生异常，从而输出低电平的判定信号S1；但也可以被构成为，仅在电流I6成为“0”，基准电压Vref已成为异常时，输出用于通知异常的低电平的判定信号S1。
权利要求
1.一种电压生成电路，其特征在于，具有基准电压产生电路，在通过流过规定的电流值以上的电流来生成了规定的基准电压的情况下，输出检测电流；以及基准电压判定电路，根据所述基准电压产生电路输出的所述检测电流，检测所述基准电压的异常或者预先检测异常，从而输出判定信号。
2.如权利要求1所述的电压生成电路，其特征在于，所述基准电压产生电路具有第1电流镜电路，通过流过所述电流中的一部分电流，生成基准电压；稳定电路，稳定所述第1电流镜电路生成的所述基准电压；以及检测晶体管，将从所述电流中除去所述一部分电流后剩余的电流作为所述检测电流来检测，所述基准电压判定电路，在所述检测电流比规定值小时，输出表示检测出所述异常的所述判定信号。
3.如权利要求2所述的电压生成电路，其特征在于，还具有第1～第3恒流源，被提供电源电压，所述第1电流镜电路具有第1和第2电阻，其一端连接到所述第1恒流源；第3电阻，其一端连接到地；第1晶体管，其集电极和基极连接到所述第1电阻的另一端，发射极被接地；以及第2晶体管，其集电极连接到所述第2电阻的另一端，基极连接到所述第1晶体管的基极，发射极连接到所述第3电阻的另一端，所述稳定电路具有第3晶体管，其集电极连接到所述第2恒流源，基极连接到所述第2晶体管的集电极，发射极被接地；以及电容器，连接在所述第3晶体管的集电极和基极之间，所述检测晶体管的发射极连接到所述第1恒流源，基极连接到所述第3晶体管的集电极，所述基准电压判定电路具有第4晶体管，其基极和集电极连接到所述检测晶体管的集电极，发射极被接地；第5晶体管，其集电极连接到所述第3恒流源，基极连接到所述第4晶体管的基极，发射极被接地；以及反相器，其连接到所述第5晶体管的集电极。
4.一种电源电路，其特征在于，具有基准电压产生电路，在通过流过规定的电流值以上的电流来生成了规定的基准电压的情况下，输出检测电流；基准电压判定电路，根据所述基准电压产生电路输出的所述检测电流，检测所述基准电压的异常或者预先检测异常，从而输出判定信号；稳压器，从所述基准电压产生电路被输入基准电压；启动控制电路，输出用于控制所述稳压器的启动信号；以及导通/截止输入电路，根据来自所述基准电压判定电路的所述判定信号和来自所述启动控制电路的所述启动信号，对所述稳压器输入导通/截止信号。
5.如权利要求4所述的电源电路，其特征在于，所述基准电压产生电路具有第1电流镜电路，通过流过所述电流中的一部分电流，生成基准电压；稳定电路，稳定所述第1电流镜电路生成的所述基准电压；以及检测晶体管，将从所述电流中除去所述一部分电流后剩余的电流作为所述检测电流来检测，所述基准电压判定电路在所述检测电流比规定值小时，输出表示检测出所述异常的所述判定信号。
6.如权利要求5所述的电源电路，其特征在于，还具有第1～第3恒流源，被提供电源电压，所述第1电流镜电路具有第1和第2电阻，其一端连接到所述第1恒流源；第3电阻，其一端连接到地；第1晶体管，其集电极和基极连接到所述第1电阻的另一端，发射极被接地；以及第2晶体管，其集电极连接到所述第2电阻的另一端，基极连接到所述第1晶体管的基极，发射极连接到所述第3电阻的另一端，所述稳定电路具有第3晶体管，其集电极连接到所述第2恒流源，基极连接到所述第2晶体管的集电极，发射极被接地；以及电容器，其连接在所述第3晶体管的集电极和基极之间，所述检测晶体管的发射极连接到所述第1恒流源，基极连接到所述第3晶体管的集电极，所述基准电压判定电路具有第4晶体管，其基极和集电极连接到所述检测晶体管的集电极，发射极被接地；第5晶体管，其集电极连接到所述第3恒流源，基极连接到所述第4晶体管的基极，发射极被接地；以及反相器，其连接到所述第5晶体管的集电极。
全文摘要
本发明的电压生成电路具有基准电压产生电路，在通过流过规定的电流值以上的电流来生成了规定的基准电压的情况下，输出检测电流；基准电压判定电路，根据所述基准电压产生电路输出的所述检测电流，检测所述基准电压的异常或者预先检测异常，从而输出判定信号。
文档编号H02H3/24GK101089772SQ20071011018
公开日2007年12月19日 申请日期2007年6月18日 优先权日2006年6月16日
发明者佐佐木义和, 山本勋 申请人:罗姆股份有限公司