特開 2024-22031 リセット回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024022031

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】リセット回路

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/22 20060101AFI20240208BHJP

【ＦＩ】

H03K17/22 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022125328

(22)【出願日】2022-08-05

(71)【出願人】

【識別番号】000003551

【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 嘉彦

【テーマコード（参考）】

5J055

【Ｆターム（参考）】

5J055AX37

5J055AX39

5J055AX57

5J055AX58

5J055BX41

5J055CX27

5J055CX28

5J055EY03

5J055EZ00

5J055EZ10

5J055EZ57

5J055GX01

5J055GX02

5J055GX04

(57)【要約】

【課題】回路の動作不能を抑制することができるリセット回路を提供する。
【解決手段】リセット回路１は、第１の定電圧源から出力された第１の電源電圧Ｖ_ＢＢに基づいて第１の電圧Ｖ_１を生成する第１の電圧生成部４と、第１の電圧Ｖ_１が入力する正側電源端子７０、接地回路ＧＮＤと接続された負側電源端子７１、基準電圧Ｖ_３が入力する正側入力端子７２及び負側入力端子７３の一方の入力端子、第１の定電圧源とは異なる第２の定電圧源３から供給され、基準電圧Ｖ_３を基準として検出対象となる第２の電源電圧Ｖ_ＣＣの分圧電圧Ｖ_４が入力する正側入力端子７２及び負側入力端子７３の他方の入力端子、及び比較結果に応じて後段の回路を初期状態とするリセット信号Ｓを出力する出力端子７４を有するコンパレータ７と、を備えて概略構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の定電圧源から出力された第１の電源電圧に基づいて第１の電圧を生成する第１の電圧生成部と、
前記第１の電圧が入力する正側電源端子、接地回路と接続された負側電源端子、基準電圧が入力する正側入力端子及び負側入力端子の一方の入力端子、前記第１の定電圧源とは異なる第２の定電圧源から供給され、前記基準電圧を基準として検出対象となる第２の電源電圧の分圧電圧が入力する前記正側入力端子及び前記負側入力端子の他方の入力端子、及び比較結果に応じて後段の回路を初期状態とするリセット信号を出力する出力端子を有するコンパレータと、
を備えたリセット回路。

【請求項2】

さらに、前記第１の電圧生成部が生成した第２の電圧に基づいて前記基準電圧を生成する第２の電圧生成部を備えた、
請求項１に記載のリセット回路。

【請求項3】

さらに、前記第２の電源電圧に基づいて前記基準電圧を生成する第２の電圧生成部を備えた、
請求項１に記載のリセット回路。

【請求項4】

前記第１の電圧生成部は、前記第１の電源電圧を降圧して安定した前記第１の電圧を生成するスタートアップ回路である、
請求項２又は３に記載のリセット回路。

【請求項5】

前記第２の電圧生成部は、変動が抑制された前記基準電圧を生成するバンドギャップリファレンス回路である、
請求項４に記載のリセット回路。

【請求項6】

前記第１の定電圧源は、車両用バッテリであり、
前記第１の電源電圧は、前記車両用バッテリのバッテリ電圧である、
請求項５に記載のリセット回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リセット回路に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の技術として、所望の機能を有する内部回路を動作させるための外部電源端子に供給される第１の電圧を電源として動作し、所定の比率で第１の電圧を昇圧した第２の電圧を出力する昇圧手段と、この第２の電圧を電源として動作し予め設定された基準電圧と第２の電圧を分圧した分圧電圧とを比較して第１の比較結果信号を出力する電圧検出手段と、第１の電圧を電源として動作し第１の比較結果信号のレベルを変化させた第２の比較結果信号を出力するレベルシフト手段と、を備える半導体集積回路装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

この半導体集積回路装置は、分圧電圧が基準電圧よりも低いとき、第２の比較結果信号が内部回路をリセットするリセット信号となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－４１１５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の半導体集積回路装置は、電圧検出手段が第１の電圧から生成された第２の電圧を電源として動作するので、第１の電圧が短絡などに起因して０Ｖとなった場合、電圧検出手段が動作せず、回路が動作不能となってリセット信号が出力されない問題がある。

【0006】

従って本発明の目的は、回路の動作不能を抑制することができるリセット回路を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、第１の定電圧源から出力された第１の電源電圧に基づいて第１の電圧を生成する第１の電圧生成部と、第１の電圧が入力する正側電源端子、接地回路と接続された負側電源端子、基準電圧が入力する正側入力端子及び負側入力端子の一方の入力端子、第１の定電圧源とは異なる第２の定電圧源から供給され、基準電圧を基準として検出対象となる第２の電源電圧の分圧電圧が入力する正側入力端子及び負側入力端子の他方の入力端子、及び比較結果に応じて後段の回路を初期状態とするリセット信号を出力する出力端子を有するコンパレータと、を備えたリセット回路を提供する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、回路の動作不能を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１（ａ）は、リセット回路の回路図の一例であり、図１（ｂ）は、リセット回路に関するブロック図の一例である。

【図2】図２（ａ）は、基準電圧と分圧電圧の一例を示す図であり、図２（ｂ）は、リセット信号のＨｉとＬｏの関係の一例を示す図である。

【図3】図３は、リセット回路の一例を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（実施の形態の要約）
実施の形態に係るリセット回路は、第１の定電圧源から出力された第１の電源電圧に基づいて第１の電圧を生成する第１の電圧生成部と、第１の電圧が入力する正側電源端子、接地回路と接続された負側電源端子、基準電圧が入力する正側入力端子及び負側入力端子の一方の入力端子、第１の定電圧源とは異なる第２の定電圧源から供給され、基準電圧を基準として検出対象となる第２の電源電圧の分圧電圧が入力する正側入力端子及び負側入力端子の他方の入力端子、及び比較結果に応じて後段の回路を初期状態とするリセット信号を出力する出力端子を有するコンパレータと、を備えて概略構成されている。

【0011】

このリセット回路は、コンパレータを動作させる第１の電圧、及び検出対象である第２の電源電圧と、が異なる定電圧源から生成されているので、これらが同じ定電圧源から生成される場合と比べて、回路の動作不能を抑制することができる。

【0012】

[第１の実施の形態]
（リセット回路１の概要）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係るリセット回路の回路図の一例であり、図１（ｂ）は、リセット回路に関するブロック図の一例である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る基準電圧と分圧電圧の一例を示す図であり、図２（ｂ）は、リセット信号のＨｉとＬｏの関係の一例を示す図である。図２（ａ）は、縦軸が電圧Ｖ、横軸が時間ｔである。なお定電圧とは、許容される範囲内で電圧が変動するものも含むものとする。

【0013】

リセット回路１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第１の定電圧源から出力された第１の電源電圧Ｖ_ＢＢに基づいて第１の電圧Ｖ_１を生成する第１の電圧生成部４と、第１の電圧Ｖ_１が入力する正側電源端子７０、接地回路ＧＮＤと接続された負側電源端子７１、基準電圧Ｖ_３が入力する正側入力端子７２及び負側入力端子７３の一方の入力端子、第１の定電圧源とは異なる第２の定電圧源３から供給され、基準電圧Ｖ_３を基準として検出対象となる第２の電源電圧Ｖ_ＣＣの分圧電圧Ｖ_４が入力する正側入力端子７２及び負側入力端子７３の他方の入力端子、及び比較結果に応じて後段の回路を初期状態とするリセット信号Ｓを出力する出力端子７４を有するコンパレータ７と、を備えて概略構成されている。

【0014】

リセット回路１は、さらに、第１の電圧生成部４が生成した第２の電圧Ｖ_２に基づいて基準電圧Ｖ_３を生成する第２の電圧生成部５を備えている。

【0015】

ここで本実施の形態のリセット回路１は、基準電圧Ｖ_３が一方の入力端子として負側入力端子７３に入力し、分圧電圧Ｖ_４が他方の入力端子として正側入力端子７２に入力する。なお変形例としてリセット回路１は、基準電圧Ｖ_３が一方の入力端子として正側入力端子７２に入力し、分圧電圧Ｖ_４が他方の入力端子として負側入力端子７３に入力しても良い。この変形例では、例えば、分圧電圧Ｖ_４が基準電圧Ｖ_３より小さい間、後段の回路を初期状態とするリセット信号Ｓを出力する。

【0016】

またリセット回路１は、図１（ａ）に示すように、分圧部６を有する。分圧部６は、第２の電源電圧Ｖ_ＣＣを分圧して分圧電圧Ｖ_４を生成する。

【0017】

後段の回路は、例えば、電子回路８である。この電子回路８は、一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成され、車両に搭載される車載装置のマイクロコンピュータであるがこれに限定されない。リセット回路１は、一例として、第２の定電圧源３、及びマイクロコンピュータと共に１つのチップとして形成される。

【0018】

（第１の定電圧源の構成）
第１の定電圧源は、図１（ｂ）に示すように車両用バッテリ２である。よって第１の電源電圧Ｖ_ＢＢは、車両用バッテリ２のバッテリ電圧である。この第１の電源電圧Ｖ_ＢＢは、一例として、１２Ｖである。なお第１の定電圧源は、車両用バッテリ２に限定されず、第２の定電圧源３とは異なる定電圧源であれば良い。

【0019】

（第２の定電圧源３の構成）
第２の定電圧源３は、例えば、車両用バッテリ２から供給される第１の電源電圧Ｖ_ＢＢに基づいて電子回路８を動作させる第２の電源電圧Ｖ_ＣＣを生成するように構成されている。この第２の電源電圧Ｖ_ＣＣは、例えば、３.５Ｖ又は５Ｖであるがこれに限定されない。

【0020】

変形例として第１の定電圧源及び第２の定電圧源３は、同じ車両用バッテリ２からではなく、車両に搭載された異なるバッテリから第１の電源電圧Ｖ_ＢＢ及び第２の電源電圧Ｖ_ＣＣを生成する構成であっても良い。

【0021】

（第１の電圧生成部４の構成）
第１の電圧生成部４は、第１の電源電圧Ｖ_ＢＢを降圧して安定した第１の電圧Ｖ_１を生成するスタートアップ回路として構成されている。本実施の形態の第１の電圧生成部４は、さらに安定した第２の電圧Ｖ_２を生成する。この第１の電圧Ｖ_１及び第２の電圧Ｖ_２は、定電圧であり、一例として、異なっている。

【0022】

第１の電圧生成部４は、接地回路ＧＮＤと電気的に接続されている。また第１の電圧生成部４は、第２の電圧生成部５と電気的に接続されると共に、コンパレータ７に電気的に接続されている。

【0023】

（第２の電圧生成部５の構成）
第２の電圧生成部５は、変動が抑制された基準電圧Ｖ_３を生成するバンドギャップリファレンス回路として構成されている。また第２の電圧生成部５は、接地回路ＧＮＤと電気的に接続されている。さらに第２の電圧生成部５は、第１の電圧生成部４に電気的に接続されると共に、コンパレータ７に電気的に接続される。

【0024】

（分圧部６の構成）
分圧部６は、図１（ａ）に示すように、第２の定電圧源３と接地回路ＧＮＤとの間に電気的に接続されている。分圧部６は、例えば、抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_２によって構成されている。この抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_２は、直列に接続されている。従って分圧電圧Ｖ_４は、抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_２の中点電位である。抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_２は、一例として、同じ抵抗値を有するがこれに限定されない。

【0025】

（コンパレータ７の構成）
コンパレータ７は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、正側入力端子７２に入力する分圧電圧Ｖ_４と負側入力端子７３に入力する基準電圧Ｖ_３を比較し、分圧電圧Ｖ_４が基準電圧Ｖ_３より小さい場合、リセット信号ＳがＬｏとなり、分圧電圧Ｖ_４が基準電圧Ｖ_３以上である場合、リセット信号ＳがＨｉとなる。

【0026】

つまりコンパレータ７は、電源投入開始時の電圧が不安定な状態の際に回路が意図しない動作をしないように、電源投入開始後の所定時間の間、Ｌｏとなるリセット信号Ｓを出力するように構成されている。電子回路８は、リセット信号ＳがＬｏの場合、初期状態にリセットされる。

【0027】

基準電圧Ｖ_３は、図２（ａ）に示すように、時間ｔ_１に立ち上がると時間ｔ_３まで上昇し、安定した電圧となる。また分圧電圧Ｖ_４は、基準電圧Ｖ_３を基準として第２の電源電圧Ｖ_ＣＣが生成されるので、基準電圧Ｖ_３よりも遅れた時間ｔ_２に立ち上がり、時間ｔ_５まで上昇して安定した電圧となる。分圧電圧Ｖ_４は、基準電圧Ｖ_３よりも大きいので、時間ｔ_４において等電位となる場合、この時間以降、基準電圧Ｖ_３より大きくなる。従ってリセット信号Ｓは、図２（ｂ）に示すように、この時間ｔ_４においてリセット信号ＳがＬｏからＨｉに切り替わる。

【0028】

（第２の電源電圧Ｖ_ＣＣが短絡した際のリセット回路１の動作について）
リセット回路１は、第２の定電圧源３が接地回路ＧＮＤと短絡して第２の電源電圧Ｖ_ＣＣが０Ｖとなった場合、分圧電圧Ｖ_４も０Ｖとなる。

【0029】

従ってコンパレータ７は、正側入力端子７２に０Ｖの分圧電圧Ｖ_４が入力し、負側入力端子７３に１.２Ｖの基準電圧Ｖ_３が入力する。つまり分圧電圧Ｖ_４は、基準電圧Ｖ_３よりも小さいままとなる。従って電子回路８は、コンパレータ７がＬｏとなるリセット信号Ｓを出力するので、第２の電源電圧Ｖ_ＣＣが短絡により０Ｖとなっても誤って起動することなく初期状態のままとなる。

【0030】

（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係るリセット回路１は、回路の動作不能を抑制することができる。このリセット回路１は、電子回路８を動作させる第２の電源電圧Ｖ_ＣＣが低電圧である間、電子回路８が起動しないように初期状態とするリセット信号Ｓを出力する回路である。リセット回路１は、コンパレータ７を動作させる第１の電圧Ｖ_１が車両用バッテリ２の第１の電源電圧Ｖ_ＢＢから生成され、検出対象である第２の電源電圧Ｖ_ＣＣの分圧電圧Ｖ_４が第２の定電圧源３から生成されている。従ってリセット回路１は、これらが同じ定電圧源から生成される場合と比べて、第２の電源電圧Ｖ_ＣＣが短絡などに起因して０Ｖとなってもコンパレータ７が動作して電子回路８が起動しないように初期状態とするリセット信号Ｓを出力することができるので、回路の動作不能を抑制することができる。

【0031】

リセット回路１は、第１の電圧生成部４がスタートアップ回路であり、第２の電圧生成部５がバンドギャップリファレンス回路であって、安定した第１の電圧Ｖ_１、第２の電圧Ｖ_２、及び基準電圧Ｖ_３を生成することができるので、この構成を採用しない場合と比べて、第２の電源電圧Ｖ_ＣＣの低電圧時において検出精度を高めることができる。

【0032】

リセット回路１は、車両用バッテリ２から出力された第１の電源電圧Ｖ_ＢＢに基づいてコンパレータ７を動作させる第１の電圧Ｖ_１、基準電圧Ｖ_３が生成されるので、この構成を採用しない場合と比べて、電圧の安定性が高い。

【0033】

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、第１の電圧生成部が第２の電圧生成部とコンパレータに同じ電圧を供給する点で第１の実施の形態と異なっている。

【0034】

図３は、第２の実施の形態に係るリセット回路の一例を示す回路図である。なお以下に記載する実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。

【0035】

本実施の形態のリセット回路１は、図３に示すように、第１の電圧生成部４が生成した第１の電圧Ｖ_１が第２の電圧生成部５とコンパレータ７とに供給されるように概略構成されている。第２の電圧生成部５は、入力した第１の電圧Ｖ_１に基づいて基準電圧Ｖ_３を生成する。

【0036】

このリセット回路１は、第２の電源電圧Ｖ_ＣＣが短絡などにより意図せずに０Ｖになっても、コンパレータ７が第２の電源電圧Ｖ_ＣＣに影響されない第１の電圧Ｖ_１で動作するので、Ｌｏとなるリセット信号Ｓを電子回路８に出力することができる。電子回路８は、当該リセット信号Ｓにより、初期状態となり、意図しない誤動作を抑制することができる。

【0037】

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0038】

１…リセット回路、２…車両用バッテリ、３…第２の定電圧源、４…第１の電圧生成部、５…第２の電圧生成部、６…分圧部、７…コンパレータ、８…電子回路、７０…正側電源端子、７１…負側電源端子、７２…正側入力端子、７３…負側入力端子、７４…出力端子

【図1】

【図2】

【図3】