DE19819495A1 - Spannungsüberwachungsvorrichtung und -Verfahren mit Hysteresecharakteristik - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannungsüberwachungsvorrichtung, die eine Gleichspannung überwacht und einen Zustand einer Vor­ richtung aus einer Änderung der Spannung detektiert. Die Er­ findung wird beispielsweise zweckmäßig bei einem Verfahren zum Detektieren eines Zustands einer Energieversorgungsspannung einer Treiberschaltungseinrichtung, die ein Leistungsbauele­ ment treibt, und zur entsprechenden Steuerung des Bauelements angewandt.

Fig. 8 ist ein Blockbild, das ein Beispiel einer herkömmlichen Spannungsüberwachungsschaltung zeigt. Die Fig. 9A bis 9E sind Zeitdiagramme, die den Betrieb der in Fig. 8 dargestellten Schaltung zeigen.

In der in Fig. 8 gezeigten Spannungsüberwachungsvorrichtung werden ein bestimmter Spannungseinstellwert VL und ein Span­ nungseinstellwert VH, der höher als der Spannungseinstellwert VL ist, alternierend als Pegel eines Referenz-Spannungssignals V6 eingestellt, so daß ein Hysteresevorgang ausgeführt und ein Zustand einer externen Vorrichtung der Spannungsüberwachungs­ vorrichtung entsprechend gesteuert wird. Wenn ein Gleichspan­ nungs-Eingangssignal INP niedriger als der Spannungseinstell­ wert VL wird, detektiert die Vorrichtung einen Abfall der Gleichspannung und liefert an eine externe Vorrichtung, die die Gleichspannung als eine Quellenspannung nutzt, ein Detek­ tiersignal FOP, das einen abnormalen Zustand der Quellenspan­ nung bezeichnet.

In diesem Fall hält die Spannungsüberwachungsvorrichtung einen aktuellen Zustand in Abhängigkeit von einem momentanen Abfall, wie etwa einem Energiequellenrauschen, aufrecht (ohne das De­ tektiersignal FOP abzugeben). Die Spannungsüberwachungsvor­ richtung gibt das Detektiersignal FOP, das einen Spannungsab­ fall in einer Gleichstromquelle detektiert, nur dann ab, wenn der Zustand, daß das Gleichspannungs-Eingangssignal INP nied­ riger als der Spannungseinstellwert VL wird, nur über einen bestimmten Zeitraum oder länger bestehen bleibt. Weiterhin führt die Spannungsüberwachungsvorrichtung bei Abgabe des De­ tektiersignals FOP einen Hysteresevorgang aus, wobei das De­ tektiersignal FOP in einem Normalzustand nur dann abgegeben wird, wenn das Gleichspannungs-Eingangssignal INP bis auf den Spannungseinstellwert VH ansteigt.

In einem Normalzustand gibt in den Fig. 8 und 9A bis 9E eine Referenzspannung-Erzeugungsschaltung 6P ein Referenzspannungs­ signal V6P ab, das den niedrigen Spannungseinstellwert VL hat. Ein Vergleicher 2P vergleicht eine Gleichspannung des Gleich­ spannung-Eingangssignals INP mit dem Spannungseinstellwert VL des Referenzspannungssignals V6P. Da die Gleichspannung des Gleichspannung-Eingangssignals INP höher als der Spannungsein­ stellwert VL ist, gibt in diesem Fall der Vergleicher 2P ein Ausgangssignal 2P ab, das einen L-Pegel hat. Ein Integrierer 3P ist in einem Zustand, in dem eine Integration in einer ne­ gativen Richtung erfolgt, wenn der Vergleicher 2P ein Aus­ gangssignal N2P mit dem L-Pegel abgibt, und ist daher konstant mit dem Minimalpotential und gibt ein Ausgangssignal V3P ab, das den Minimalpegel hat.

Das Ausgangssignal V3P des Integrierers 3P wird einem Eingang eine Vergleicherschaltung 4P zugeführt. Die Vergleicherschal­ tung 4P ist eine Vergleicherschaltung mit einem Spannungsein­ stellwert V2P an ihrem anderen Eingang und besteht aus einem Vergleicher oder einem Nichtglied, dessen Schwellenwert V2P ist. Wenn dann ein Pegel des Ausgangssignals V3P von dem Inte­ grierer 3P das Minimalpotential ist, gibt die Vergleicher­ schaltung 4P ein Ausgangssignal N4P mit H-Pegel ab, weil der Pegel des Ausgangssignals V3P niedriger als der Spannungsein­ stellwert V2P ist. Entsprechend einem Ergebnis des Ausgangssi­ gnals N4P von der Vergleicherschaltung 4P gibt eine Steuer­ schaltung 5P ein Steuersignal N5P ab, was es der Spannungser­ zeugungsschaltung 6P ermöglicht, den Spannungseinstellwert VL abzugeben. Als Ergebnis wird ein momentaner Normalbetrieb auf­ rechterhalten, bis ein Pegel des Gleichspannung-Eingangssi­ gnals INP gleich wie oder niedriger als der Spannungseinstell­ wert VL wird. In diesem Stadium ist der Pegel des Detektiersignals FOP der H-Pegel.

In einem Zustand, in dem der Gleichspannungspegel des Gleich­ spannung-Eingangssignals INP abfällt, ist ein Ausgangssignal der Spannungserzeugungsschaltung 6P das Referenzspannungssi­ gnal V6P, das den niedrigen Spannungseinstellwert VL hat. Wenn der Gleichspannungspegel des Gleichspannung-Eingangssignals INP niedriger als der Spannungseinstellwert VL wird, gibt der Vergleicher 2P das Ausgangssignal N2P ab, das den H-Pegel hat. Infolgedessen gelangt der Integrierer 3P in einen Integrati­ onszustand in positiver Richtung bei Empfang des Ausgangssi­ gnals N2P, das den H-Pegel hat, von dem Vergleicher 2P, und das Potential des von dem Integrierer 3P abgegebenen Aus­ gangssignals V3P beginnt anzusteigen.

Das von dem Integrierer 3P abgegebene Ausgangssignal V3P wird mit dem von der Vergleicherschaltung 4P abgegebenen Spannungs­ einstellwert V2P verglichen, und ab einem Zeitpunkt, zu dem der Pegel des Ausgangssignals V3P gleich dem oder größer als der Spannungseinstellwert V2P wird, dient ein Bereich, der aus dem Integrierer 3P und der Vergleicherschaltung 4P besteht, als Taktgeberschaltung. Wenn der Pegel des Gleichspannung-Ein­ gangssignals INP den Einstellwert VL des Vergleichers 2P über­ schreitet, bevor das Ausgangssignal V3P, das von dem Integrie­ rer 3P abgegeben wird, gleich dem Spannungseinstellwert V2P von der Vergleicherschaltung 4P wird, gibt der Vergleicher 2P das Ausgangssignal N2P ab, das den L-Pegel hat, und daher wird der Integrierer 3P rückgesetzt, so daß das Ausgangssignal V3P erneut zu dem Minimalpegel zurückkehrt. Somit bleibt der Wert, auf den das Referenzspannungssignal V6P eingestellt ist, der Einstellwert VL.

Wenn umgekehrt der Pegel des Gleichspannung-Eingangssignals INP über einen Zeitraum, der von der oben beschriebenen Takt­ geberschaltung vorgegeben ist, durch die oben beschriebene Operation niedriger als der Einstellwert VL wird, dann wird das Ausgangssignal V3P vom Integrierer 3P höher als der Span­ nungseinstellwert V2P, der von der Vergleicherschaltung 4P ab­ gegeben wird, so daß die Vergleicherschaltung 4P das Ausgangs­ signal N4P abgibt, das den L-Pegel hat. Wenn das Ausgangssi­ gnal N4P der Vergleicherschaltung 4P den L-Pegel annimmt, gibt die Steuerschaltung 5P das Steuersignal N5P ab, das der Span­ nungserzeugungsschaltung 6P erlaubt, eine Ausgangsspannung von der Spannungserzeugungsschaltung 6P auf den Einstellwert VH einzustellen. Daraus folgt dann, daß der Vergleicher 2P mit dem Spannungseinstellwert VH, der hoch ist, vergleicht. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis der Pegel des Gleichspan­ nung-Eingangssignals INP gleich dem oder größer als der Span­ nungseinstellwert VH wird. In diesem Stadium ist der Pegel des Detektiersignals FOP der L-Pegel.

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, wirkt diese Vorrich­ tung als Hystereseschaltung, die in Abhängigkeit von einer Än­ derung, die gleich dem oder höher als der Schwellenwert ist, der von den Spannungseinstellwerten VH und VL des Vergleichers 2P bestimmt ist, und von einer Änderung, die gleich der oder länger als die Zeitdauer ist, die durch einen Integrationsko­ effizienten und den Spannungseinstellwert V2P bestimmt ist, wirksam ist und das Detektiersignal FOP nach außen abgibt.

Die in der JP-Offenlegungsschrift JP-A-63-313077 beschriebene Erfindung zeigt die Bildung einer Taktgeberschaltung mit einem RC-Integrierglied und einem Vergleicher mit einer Hysterese­ charakteristik, der von einer Schmitt-Schaltung gebildet ist, deren einer Eingang mit ihrem Ausgang verbunden ist, und zeigt eine Schaltung, die einen Pegel einer Eingangs-Gleichstrom­ quelle überwacht. Die in der JP-Offenlegungsschrift JP-A-63-315963 beschriebene Erfindung zeigt eine Vergleicher­ schaltung, die eine Hysteresecharakteristik hat, und einen Taktgeberschaltungsbereich, der mit einem Ausgang der Verglei­ cherschaltung verbunden ist.

Bei einer herkömmlichen Spannungsüberwachungsschaltung, wie sie in den Fig. 8 und 9A bis 9E gezeigt ist, die eine Taktge­ berschaltung aufweist, die eine Änderung einer eingeführten Gleichspannung ausfiltert, während sie gleichzeitig eine Zeit­ dauer, die von einem Integrationskoeffizienten eines Integrie­ rers bestimmt ist, und eine Einstellspannung eines Verglei­ chers nutzt, stellen sich jedoch die nachstehenden Probleme ein.

Die Fig. 10A bis 10E zeigen die zeitliche Betriebssteuerung der in Fig. 8 gezeigten Schaltung, die mit Problemen behaftet ist. Es wird der Fall angenommen, bei dem das Gleichspannung- Eingangssignal INP sich über oder unter den Einstellwert VL in ungefähr dem gleichen Zyklus wie eine Zeitdauer ändert, die durch den Integrierer 3P und den Einstellwert V2P der Verglei­ cherschaltung 4P bestimmt ist, wie die Fig. 10A bis 10C zei­ gen. In einem solchen Fall gibt zwar die Vergleicherschaltung 4P das Ausgangssignal N4P mit H-Pegel ab, das eine kurze Dauer hat, aber wenn die Dauer des Ausgangssignals N4P gleich einer oder kürzer als eine Zeitdauer (Ansprechdauer) ist, in der die Elemente der Steuerschaltung 5P und der Spannungserzeugungs­ schaltung 6P ansprechen, wiederholt die Spannungsüberwachungs­ vorrichtung selbst den gleichen Vorgang, weil die Spannungser­ zeugungsschaltung 6P den Einstellwert VL nicht zu dem Ein­ stellwert VH mit hohem Potential ändern kann.

Wenn andererseits die Logik der Steuerschaltung 5P zum Erzeu­ gen des Detektiersignals während der Dauer des H-Pegels des Ausgangssignals N4P der Vergleicherschaltung 4P anspricht, än­ dert sich das Detektiersignal FOP synchron mit dem Zyklus des Gleichspannung-Eingangssignals INP zum L-Pegel. Infolgedessen stellt sich ein Flattern oder Vibrieren des Detektiersignals FOP ein. Obwohl das Detektiersignal FOP einen Abfall der Gleichspannung als interne Operation der Spannungsüberwa­ chungsvorrichtung nach außen anzeigt wird keine Hystereseope­ ration angezeigt, die einem solchen Abfall der Quellenspannung entspricht. Diese Nichtübereinstimmung wirkt sich auf eine ex­ terne Schaltung, die in Abhängigkeit von dem Zustand des De­ tektiersignals FOP wirksam ist, nachteilig aus.

Da also bei der herkömmlichen Spannungsüberwachungsvorrichtung verzögerte Reaktionen der Elemente, die die Spannungsüberwa­ chungsvorrichtung bilden, überhaupt nicht berücksichtigt wer­ den, vibriert das Detektiersignal allein, obwohl die Vorrich­ tung keine Hystereseperation bewirken kann, weil die Elemente einer Änderung der zugeführten Gleichspannung aufgrund der verzögerten Reaktionen nicht folgen können, so daß die Ände­ rung in der Vorrichtung von der Vorrichtung nach außen über­ tragen werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist somit die Verbesserung einer her­ kömmlichen Spannungsüberwachungsvorrichtung und die Gewährlei­ stung einer stabilen Hystereseoperation und der stabilen Ab­ gabe eines Detektiersignals während der Überwachung einer ein­ gegebenen Gleichspannung und einer Zeitdauer, in der sich die Spannung ändert, um eine Vorrichtung, die die Gleichspannung als eine treibende Quellenspannung nutzt, zu steuern.

Ein erster Aspekt der Erfindung richtet sich auf eine Span­ nungsüberwachungsvorrichtung, die eine Hysteresecharakteristik hat und folgendes aufweist: eine Vergleicherschaltung, die eine von außen zugeführte Gleichspannung mit einer Referenz­ spannung vergleicht, wobei die Vergleicherschaltung ein Aus­ gangssignal mit einem ersten Pegel abgibt, wenn die Gleich­ spannung gleich der oder höher als die Referenzspannung ist, und die Vergleicherschaltung das Ausgangssignal mit einem zweiten Pegel abgibt, wenn die Gleichspannung niedriger als die Referenzspannung ist; einen Integrierer, der mit der Inte­ gration beginnt, wenn die Vergleicherschaltung mit der Abgabe des Ausgangssignals mit dem zweiten Pegel beginnt, mit der In­ tegration fortfährt, solange die Vergleicherschaltung das Aus­ gangssignal mit dem zweiten Pegel abgibt, und ein Ausgangssi­ gnal des Integrierers, das gerade im Ansteigen ist, bei einem vorbestimmten Pegel begrenzt; eine Steuersignal/Detektier­ signal-Erzeugungsschaltung, die wenigstens einen ersten Ein­ stellpegel und einen zweiten Einstellpegel als Referenzpegel hat, wobei die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschal­ tung das Ausgangssignal des Integrierers, das gerade im An­ steigen ist, mit den Referenzpegeln vergleicht und ein Steuer­ signal mit einem dritten Pegel (a) abgibt, wenn das Ausgangs­ signal des Integrierens kleiner als der erste Einstellpegel ist, das Steuersignal mit einem vierten Pegel (b) abgibt, wenn das Ausgangssignal des Integrierers gleich wie der erste Ein­ stellpegel wird, ein Detektiersignal, das eine Abnahme der Gleichspannung bezeichnet, als Information nach außen (c) ab­ gibt, wenn das Ausgangssignal des Integrierers gleich dem zweiten Einstellpegel wird; und eine Referenzspannung-Erzeu­ gungsschaltung, die das Steuersignal empfängt, wobei die Refe­ renzspannung-Erzeugungsschaltung bei Empfang des Steuersignals mit dem dritten Pegel einen Pegel der mit einem fünften Pegel eingestellten Referenzspannung hält und die Referenzspannung- Erzeugungsschaltung bei Empfang des Steuersignals mit dem vierten Pegel den Pegel der Referenzspannung auf einen sech­ sten Pegel einstellt, der höher als der fünfte Pegel ist; wo­ bei eine Beziehung (der vorbestimmte Pegel) < (der zweite Ein­ stellpegel) < (der erste Einstellpegel) und eine Beziehung (der zweite Einstellpegel - der erste Einstellpegel) ≧ (ein Pegel, der einer Ansprechzeit der Referenzspannung-Erzeugungsschal­ tung entspricht) gelten.

(a) Ein Integrationsergebnis wird der Steuersignal/Detektier­ signal-Erzeugungsschaltung nicht zugeführt, wenn der Integrie­ rer den Integrationsvorgang nicht ausführt, d. h. wenn der In­ tegrierer das Ausgangssignal nicht abgibt, und daher stellt die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung einen Pegel des Steuersignals auf den dritten Pegel ein, so daß das Steu­ ersignal am ersten Ausgang der Steuersignal/Detektiersignal- Erzeugungsschaltung an die Referenzspannung-Erzeugungsschal­ tung abgegeben wird. In Abhängigkeit davon stellt die Refe­ renzspannung-Erzeugungsschaltung einen Pegel der Referenzspan­ nung auf den fünften Pegel ein. In diesem Fall beurteilt also die Vergleicherschaltung, ob ein Pegel der Gleichspannung niedriger als der fünfte Pegel der Referenzspannung ist.

Wenn die Gleichspannung ≧ der fünfte Pegel, gibt die Verglei­ cherschaltung das Ausgangssignal mit dem ersten Pegel ab, und daher führt der Integrierer den Integrationsvorgang nicht aus. Daher wird ein Pegel der Referenzspannung auf dem fünften Pe­ gel gehalten, so daß die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeu­ gungsschaltung das Detektiersignal nie abgibt.

Wenn nun die Gleichspannung unter den fünften Pegel abnimmt, ändert sich das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung auf den zweiten Pegel, so daß der Integrierer mit der Ausführung des Integrationsvorgangs beginnt und das Ausgangssignal des Integrierers anzusteigen beginnt. Wenn die Steuersi­ gnal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung das Ausgangssignal des Integrierers, das anzusteigen begonnen hat, als Eingangs­ signal empfängt, vergleicht sie einen Pegel des Ausgangssi­ gnals des Integrierers mit dem ersten Einstellpegel. Soweit (Ausgangssignal des Integrierers) < (erster Einstellpegel) gilt, hält in diesem Stadium die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeu­ gungsschaltung den Pegel des auf den dritten Pegel eingestell­ ten Steuersignals wie vorher. Dadurch wird der Pegel der Refe­ renzspannung wie vorher auf dem fünften Pegel gehalten.

(b) Es wird nunmehr angenommen, das das ansteigende Ausgangs­ signal des Integrierers gleich dem ersten Einstellpegel wird. In diesem Stadium ändert die Steuersignal/Detektiersignal-Er­ zeugungsschaltung den Pegel des Steuersignals vom dritten zum vierten Pegel und gibt das Steuersignal mit dem vierten Pegel an den Eingang der Referenzspannung-Erzeugungsschaltung ab. Daraufhin ändert die Referenzspannung-Erzeugungsschaltung den Pegel der Referenzspannung vom fünften Pegel auf den höheren sechsten Pegel. Infolgedessen bleibt ab diesem Zeitpunkt und weiterhin die Beurteilungs-Referenzspannung der Vergleicher­ schaltung auf dem sechsten Pegel, der hoch ist. Dadurch wird eine Hystereseoperation realisiert.

Somit wird die Referenzspannung der Vergleicherschaltung zum sechsten Pegel geändert, wenn das Ausgangssignal des Integrie­ rers weiter ansteigt, und zwar auch nach einer Zeitdauer, die seit der Detektierung einer Abnahme der Gleichspannung gegen­ über der Referenzspannung der Vergleicherschaltung, die mit dem fünften Pegel eingestellt ist, benötigt wird, bis das In­ tegrationsergebnis den ersten Einstellpegel erreicht (d. h. der zweiten Periode).

(c) Es wird angenommen, daß das Ausgangssignal des Integrie­ rers weiter ansteigt und nach der dritten Periode seit der zweiten Periode den zweiten Einstellpegel erreicht. In diesem Fall bleibt während einer Periode, die als die Summe der zwei­ ten und der dritten Periode definiert ist, die von außen zuge­ führte Gleichspannung immer unterhalb der Referenzspannung der Vergleicherschaltung. Wenn ein solcher Zustand eines Abfalls der Gleichspannung sich fortsetzt, wird der fortgesetzte Zu­ stand als eine Änderung eines Zustands von einer äußeren Vor­ richtung erkannt, die die Gleichspannung als Antriebsenergie­ quelle nutzt.

Weiterhin ist eine Differenz zwischen dem zweiten Einstellpe­ gel und dem ersten Einstellpegel gleich einem oder höher als ein Pegel vorgegeben, der einer Zeitdauer, die die Referenz­ spannung-Erzeugungsschaltung benötigt, um den Pegel der Refe­ renzspannung als Reaktion auf eine Änderung des Pegels des Steuersignals zu ändern, d. h. der Ansprechzeit der Referenz­ spannung-Erzeugungsschaltung entspricht.

Auch wenn also die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungs­ schaltung an diesem Punkt das Detektiersignal nach außen ab­ gibt, ist eine Hystereseoperation innerhalb der Spannungsüber­ wachungsvorrichtung bereits mit Sicherheit beendet, was somit eine stabile Hystereseoperation garantiert. Da das Detektier­ signal selbst dann nicht abgegeben wird, wenn die Gleichspan­ nung erneut ansteigt und vor der dritten Periode nach der zweiten Periode gleich wie oder höher als die Referenzspannung ist, ist es in diesem Fall möglich, ein Schwingen des Detek­ tiersignals zu verhindern, das ansonsten auftreten würde.

Wie vorstehend beschrieben wird, ist es gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung (1) möglich, eine Hystereseoperation mit Sicherheit auf stabile Weise auszuführen, nachdem die Gleich­ spannung niedriger als die Referenzspannung der Vergleicher­ schaltung wird, während gleichzeitig ein Vibrieren oder Oszil­ lieren des Detektiersignals verhindert wird, und (2) möglich, das Detektiersignal, das zu einer externen Vorrichtung als ein Signal, das eine Abnahme der Gleichspannung bezeichnet, zu übertragen ist, mit Sicherheit abzugeben.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist in der Span­ nungsüberwachungseinrichtung nach dem ersten Aspekt die Steu­ ersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung folgendes auf:
eine erste Vergleicherschaltung, deren Eingang mit einem Aus­ gang des Integrierers verbunden ist, wobei die erste Verglei­ cherschaltung den ersten Einstellpegel als Beurteilungs-Refe­ renzspannung hat und die erste Vergleicherschaltung das Aus­ gangssignal des Integrierers mit dem ersten Einstellpegel ver­ gleicht; eine zweite Vergleicherschaltung, deren Eingang mit einem Ausgang des Integrierers verbunden ist, wobei die zweite Vergleicherschaltung den zweiten Einstellpegel als Beurtei­ lungs-Referenzspannung hat und das Ausgangssignal des Inte­ grierers mit dem zweiten Einstellpegel vergleicht; und eine Logikschaltung, deren Eingang mit einem Ausgang der ersten Vergleicherschaltung und einem Ausgang der zweiten Verglei­ cherschaltung verbunden ist und die das Steuersignal und das Detektiersignal auf der Basis von Ausgangssignalen der ersten Vergleicherschaltung und der zweiten Vergleicherschaltung er­ zeugt und abgibt.

Da die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung aus den beiden Vergleicherschaltungen und der Logikschaltung ge­ bildet ist, ist es gemäß dem zweiten Aspekt möglich, die Funk­ tion der Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung un­ ter Verwendung von Universal-Logikelementen geringer Größe zu realisieren. Das ermöglicht es, die Spannungsüberwachungsvor­ richtung als Universal-IC geringer Größe fertigzustellen.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung weist die zweite Ver­ gleicherschaltung in der Spannungsüberwachungsvorrichtung nach dem zweiten Aspekt eine Schmitt-Schaltung auf, die den zweiten Einstellpegel und einen dritten Einstellpegel, der niedriger als der erste Einstellpegel ist, als Beurteilungs-Referenz­ spannung hat, und die Logikschaltung gibt das Detektiersignal auf der Basis des Ausgangssignals der ersten Vergleicherschal­ tung ab, gibt jedoch das Steuersignal auf der Basis des Aus­ gangssignals der zweiten Vergleicherschaltung ab.

Gemäß dem dritten Aspekt ist die zweite Vergleicherschaltung von dem zweiten Vergleicher, der die Schmitt-Schaltung auf­ weist, und dem ersten Vergleicher, wie etwa einem Zwischen­ speicher, gebildet. Das erlaubt der Erfindung, eine Funktion als Taktgeber oder Filterschaltung zu zeigen, die drei Werte vergleicht, so daß es möglich ist, eine stabile und zuverläs­ sige Hystereseoperation auszuführen, ohne das Detektiersignal zu irgendwelchen Schwingungen zu veranlassen.

Anders ausgedrückt heißt das folgendes: (a) wenn (das Aus­ gangssignal vom Integrierer) < (der erste Einstellpegel), dann bleibt das Steuersignal auf dem dritten Pegel, weil die Pegel, die sowohl an der ersten als auch an der zweiten Vergleicher­ schaltung verglichen werden, niedriger als der Beurteilungs- Referenzpegel sind, und daher wird das Detektiersignal nicht abgegeben. (b) Wenn (der erste Einstellpegel) ≦ (das ansteigende Ausgangssignal vom Integrierer) < (der zweite Einstellpegel), während gleichzeitig das Ausgangssignal der zweiten Verglei­ cherschaltung gleich dem bei der Bedingung (a) bleibt, dann kehrt sich ein Pegel des Ausgangssignals der ersten Verglei­ cherschaltung um, und daher gibt die Logikschaltung das Steu­ ersignal, das den vierten Pegel hat, ab, so daß die Referenz­ spannung der Vergleicherschaltung auf dem sechsten Pegel ist, der hoch ist.

(c) Wenn (der zweite Einstellpegel) ≦ (das Ausgangssignal vom Integrierer) ≦ (der vorbestimmte begrenzte Pegel), wobei die Gleichspannung niedriger als die Referenzspannung ist, dann kehrt sich das Ausgangssignal der zweiten Vergleicherschaltung ebenfalls um, und somit gibt die Logikschaltung das Detektier­ signal ab. Da der Pegel des Ausgangssignals der ersten Ver­ gleicherschaltung unverändert bleibt, hält in diesem Fall die Logikschaltung das Steuersignal auf dem vierten Pegel.

(d) Wenn die Gleichspannung höher als die Referenzspannung wird und wenn das dementsprechend abnehmende Ausgangssignal vom Integrierer den zweiten Einstellpegel annimmt, kehrt sich das Ausgangssignal der ersten Vergleicherschaltung um, so daß das Steuersignal sofort auf den dritten Pegel zurückkehrt und dort bleibt. Das bewirkt, daß die Referenzspannung der Ver­ gleicherschaltung zum fünften Pegel zurückkehrt.

(e) Wenn dasAusgangssignal des Integrierers weiter abnimmt und das Aus­ gangssignal des Integrierers den dritten Einstellpegel an­ nimmt, kehrt sich das Ausgangssignal der zweiten Vergleicher­ schaltung um, so daß die Logikschaltung aufhört, das Detek­ tiersignal abzugeben.

Auf diese Weise garantiert der dritte Aspekt der Erfindung eine Serie von Hystereseoperationen, so daß die Referenzspan­ nung, die den fünften Pegel hatte, sich mit einer Abnahme der Gleichspannung auf den sechsten Pegel ändert und die Referenz­ spannung erneut zum fünften Pegel zurückkehrt, wenn die Gleichspannung zunimmt und am Bereich des vorbestimmten Pegels (< die Referenzspannung) anlangt, während gleichzeitig die zu­ verlässige Detektierung einer Änderung der Gleichspannung ge­ währleistet ist.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ändert die Logik­ schaltung in der Spannungsüberwachungsvorrichtung nach dem zweiten Aspekt einen Pegel des Steuersignals vom vierten zum dritten Pegel, wenn das Ausgangssignal des Integrierers, das abzunehmen beginnt, wenn die Gleichspannung gleich der mit dem sechsten Pegel eingestellten Referenzspannung wird, gleich dem zweiten Pegel wird, und hört mit der Abgabe des Detektiersi­ gnals auf, wenn das Ausgangssignal des Integrierers, das wei­ terhin abnimmt, gleich dem ersten Einstellpegel wird.

Da die erste und die zweite Vergleicherschaltung mit bestimm­ ten und verfügbaren Elementen, wie etwa einem Zwischenspeicher und einem Nichtglied, realisierbar sind, kann der vierte Aspekt der Erfindung als Zeitgeber oder Filterschaltung wir­ ken, die zwei Werte vergleicht, so daß es möglich ist, das De­ tektiersignal stabil und präzise ohne Schwingungen des Detek­ tiersignals, aber in Übereinstimmung mit der Ausführung einer Hystereseoperation innerhalb der Spannungsüberwachungsvorrich­ tung abzugeben.

Kurz gesagt, (d) es beginnt das Ausgangssignal des Integrie­ rers von dem vorbestimmten Begrenzungspegel aus abzunehmen, wenn die Gleichspannung gleich der oder höher als die Refe­ renzspannung wird, und wenn das Ausgangssignal den zweiten Einstellpegel erreicht, kehrt sich nur das Ausgangssignal der zweiten Vergleicherschaltung erneut um, so daß das Steuersi­ gnal zum dritten Pegel zurückkehrt und dementsprechend eine Hystereseoperation beendet wird. (e) Das Ausgangssignal der zweiten Vergleicherschaltung kehrt sich um, nachdem das Aus­ gangssignal des Integrierers weiter auf den ersten Einstellpe­ gel abnimmt, so daß die Abgabe des Detektiersignals dement­ sprechend spät gestoppt wird. Durch Bestätigen der sicheren Rückkehr der Hystereseoperation zum fünften Pegel unterbricht die Vorrichtung nach dem vierten Aspekt die Abgabe des Detek­ tiersignals nach außen.

Ein fünfter Aspekt der Erfindung richtet sich auf eine Span­ nungsüberwachungsvorrichtung, die eine Hysteresecharakteristik hat und folgendes aufweist: eine erste Eingangssignalleitung, die eine von außen zugeführte Gleichspannung als erstes Ein­ gangssignal überträgt; eine zweite Eingangssignalleitung, die eine Referenzspannung als zweites Eingangssignal überträgt; eine Vergleicherschaltung, deren Eingang mit den einen Enden der ersten Eingangssignalleitung und der zweiten Eingangssi­ gnalleitung verbunden ist, wobei die Vergleicherschaltung ein Ausgangssignal mit einem ersten Pegel an einem Ausgang der Vergleicherschaltung abgibt, wenn die Gleichspannung gleich der oder höher als die Referenzspannung ist, und die Verglei­ cherschaltung das Ausgangssignal mit einem zweiten Pegel an dem Ausgang der Vergleicherschaltung abgibt, wenn die Gleich­ spannung niedriger als die Referenzspannung ist; einen Inte­ grierer, der einen Integrationsvorgang beginnt, wenn die Ver­ gleicherschaltung beginnt, das Ausgangssignal mit dem zweiten Pegel abzugeben, wobei der Integrierer mit der Ausführung des Integrationsvorgangs fortfährt, während die Vergleicherschal­ tung gleichzeitig die Abgabe des Ausgangssignals mit dem zwei­ ten Pegel aufrechterhält, und der Integrierer ein Ausgangssi­ gnal des Integrierers, das dabei ist, auf einen vorbestimmten Pegel anzusteigen, nach einem ersten Zeitraum seit dem Beginn des Integrationsvorgangs begrenzt; eine Steuersignal/Detek­ tiersignal-Erzeugungsschaltung, deren Eingang mit einem Aus­ gang des Integrierers verbunden ist, (a) wobei die Steuersi­ gnal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung ein Steuersignal mit einem dritten Pegel an einem ersten Ausgang der Steuersignal/­ Detektiersignal-Erzeugungsschaltung abgibt, wenn das Ausgangs­ signal des Integrierers nicht empfangen wird, (b) wobei die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung bei Empfang des Ausgangssignals des Integrierers fortfährt, das Steuersi­ gnal mit dem dritten Pegel an dem ersten Ausgang abzugeben, wenn nach einem zweiten Zeitraum seit dem Empfang des Aus­ gangssignals des Integrierers eine Erhöhung des Ausgangssi­ gnals des Integrierers nicht detektiert wird, aber das Steuer­ signal mit einem vierten Pegel an dem ersten Ausgang abgibt, wenn die Erhöhung des Ausgangssignals des Integrierers auch nach dem zweiten Zeitraum seit dem Empfang des Ausgangssignals des Integrierers detektiert wird, (c) wobei die Steuersi­ gnal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung ein Detektiersignal, das eine Abnahme der Gleichspannung als Information nach außen bezeichnet, an einem zweiten Ausgang der Steuersignal/Detek­ tiersignal-Erzeugungsschaltung nur dann abgibt, wenn die Erhö­ hung des Ausgangssignals des Integrierers auch nach einem dritten Zeitraum seit dem zweiten Zeitraum detektiert wird; und eine Referenzspannung-Erzeugungsschaltung, deren Eingang mit dem ersten Ausgang der Steuersignal/Detektiersignal-Erzeu­ gungsschaltung verbunden ist, wobei ein Ausgang der Referenz­ spannung-Erzeugungsschaltung mit dem anderen Ende der zweiten Eingangssignalleitung verbunden ist, die Referenzspannung-Er­ zeugungsschaltung einen Pegel der Referenzspannung bei Empfang des Steuersignals mit dem dritten Pegel auf einem fünften Pe­ gel eingestellt hält, und die Referenzspannung-Erzeugungs­ schaltung bei Empfang des Steuersignals mit dem vierten Pegel den Pegel der Referenzspannung, die auf einen sechsten Pegel eingestellt ist, der höher als der fünfte Pegel ist, hält; wobei eine Beziehung (die erste Periode) < (die zweite Periode + die dritte Periode) und eine Beziehung (die dritte Periode) < (eine Ansprechzeit der Referenzspannung-Erzeugungsschaltung) gelten.

(a) Ein Integrationsergebnis wird der Steuersignal/Detektier­ signal-Erzeugungsschaltung nicht zugeführt, wenn der Integrie­ rer den Integrationsvorgang nicht ausführt, d. h. wenn der In­ tegrierer das Ausgangssignal nicht abgibt, und daher stellt die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung einen Pe­ gel des Steuersignals auf den dritten Pegel ein, so daß das Steuersignal am ersten Ausgang der Steuersignal/Detektier­ signal-Erzeugungsschaltung an die Referenzspannung-Erzeugungs­ schaltung abgegeben wird. Als Reaktion darauf stellt die Refe­ renzspannung-Erzeugungsschaltung einen Pegel der Referenzspan­ nung auf den fünften Pegel ein. In diesem Fall beurteilt also die Vergleicherschaltung, ob ein Pegel der Gleichspannung niedriger als der fünfte Pegel der Referenzspannung ist.

Wenn die Gleichspannung ≧ dem fünften Pegel, gibt die Verglei­ cherschaltung das Ausgangssignal mit dem ersten Pegel ab, und daher führt der Integrierer den Integrationsvorgang nicht aus. Somit wird ein Pegel der Referenzspannung auf dem fünften Pe­ gel gehalten, so daß die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeu­ gungsschaltung das Detektiersignal nie abgibt.

Wenn nun die Gleichspannung unter den fünften Pegel fällt, än­ dert sich das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung auf den zweiten Pegel, so daß der Integrierer mit der Ausführung des Integrationsvorgangs beginnt und das Ausgangssignal des Inte­ grierers anzusteigen beginnt. Bei Empfang des Ausgangssignals vom Integrierer, das anzusteigen begonnen hat, als Eingangssi­ gnal vergleicht die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungs­ schaltung eine Zeitdauer, die abgelaufen ist, seit das Aus­ gangssignal des Integrierers anzusteigen begonnen hat, mit der zweiten Periode. Wenn in diesem Stadium eine Zunahme des Aus­ gangssignals des Integrierers nach der zweiten Periode nicht detektiert wird, hält die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeu­ gungsschaltung das Steuersignal wie vorher auf dem dritten Pe­ gel. Dadurch wird wie vorher die Referenzspannung auf dem fünften Pegel gehalten.

(b) Wenn andererseits eine Erhöhung des Ausgangssignals des Integrierers auch nach der zweiten Periode detektiert wird, ändert die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung den Pegel des Steuersignals vom dritten auf den vierten Pegel und gibt das Steuersignal mit dem vierten Pegel an den Eingang der Referenzspannung-Erzeugungsschaltung ab. Daraufhin ändert die Referenzspannung-Erzeugungsschaltung einen Pegel der Refe­ renzspannung vom fünften Pegel zu dem höheren sechsten Pegel. Infolgedessen bleibt ab diesem Zeitpunkt und weiterhin die Be­ urteilungs-Referenzspannung der Vergleicherschaltung auf dem hohen sechsten Pegel. Dadurch wird eine Hystereseoperation re­ alisiert. Somit wird die Referenzspannung des Vergleichers zum sechsten Pegel geändert, wenn der Integrationsvorgang auch nach der zweiten Periode seit der Detektierung einer Abnahme der Gleichspannung gegenüber der Referenzspannung der Verglei­ cherschaltung, die auf den fünften Pegel eingestellt ist, im­ mer noch ausgeführt wird. Daraus folgt dann, daß die Steuersi­ gnal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung und der Integrierer als Taktgeber- oder als Filterschaltung wirksam sind.

(c) Es wird angenommen, daß das Ausgangssignal des Integrie­ rers weiterhin ansteigt und der Integrationsvorgang auch nach der dritten Periode seit der zweiten Periode noch fortgesetzt wird. In diesem Fall bleibt während einer Periode, die als Summe aus der zweiten und der dritten Periode definiert ist, die von außen zugeführte Gleichspannung immer unter der Refe­ renzspannung des Vergleichers. Wenn sich ein solcher Zustand der Abnahme der Gleichspannung fortsetzt, wird der fortge­ setzte Zustand als eine Änderung eines Zustands von einer ex­ ternen Vorrichtung erkannt, die die Gleichspannung als trei­ bende Energiequelle nutzt. Weiterhin ist die dritte Periode gleich einer oder länger als eine Zeitdauer eingestellt, die erforderlich ist, bis die Referenzspannung-Erzeugungsschaltung den Pegel der Referenzspannung aufgrund einer Änderung des Pe­ gels des Steuersignals ändert, d. h. die Ansprechzeit der Refe­ renzspannung-Erzeugungsschaltung.

Auch wenn daher die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungs­ schaltung das Detektiersignal an diesem Punkt nach außen ab­ gibt, ist eine Hystereseoperation bereits innerhalb der Span­ nungsüberwachungsvorrichtung mit Sicherheit abgeschlossen, was somit eine stabile Hystereseoperation garantiert. Da das De­ tektiersignal auch dann, wenn die Gleichspannung erneut so an­ steigt, daß sie vor der dritten Periode nach der zweiten Peri­ ode gleich der oder höher als die Referenzspannung wird, nicht abgegeben wird, ist es in diesem Fall möglich, Vibrationen des Detektiersignals, die sonst auftreten würden, zu verhindern.

Wie oben beschrieben, ist es gemäß dem fünften Aspekt der Er­ findung möglich, eine Hystereseoperation mit Sicherheit auf stabile Weise auszuführen, nachdem die Gleichspannung niedri­ ger als die Referenzspannung des Vergleichers geworden ist, während gleichzeitig ein Vibrieren des Detektiersignals ver­ hindert wird, und es ist außerdem möglich, daraufhin das De­ tektiersignal zuverlässig und stabil abzugeben.

Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung hat in der Span­ nungsüberwachungsvorrichtung nach dem fünften Aspekt die Steu­ ersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung folgende Funk­ tion: (d) Ändern des Pegels des Steuersignals von dem vierten zum dritten Pegel nach einer vierten Periode, seitdem die Gleichspannung die auf den sechsten Pegel eingestellte Refe­ renzspannung erreicht hat, und (e) Stoppen der Abgabe des De­ tektiersignals nach einer fünften Periode seit der vierten Pe­ riode, und es gilt eine Beziehung (die erste Periode) < (die vierte Periode + die fünfte Periode).

Gemäß dem sechsten Aspekt kehrt ein Pegel des Steuersignals vom vierten Pegel zum dritten Pegel innerhalb der vierten Pe­ riode, seitdem die Gleichspannung die Referenzspannung, die den sechsten Pegel hat, oder mehr erreicht hat, zurück, und das Detektiersignal wird nach der fünften Periode seit diesem Punkt gestoppt. Es ist somit möglich, eine Serie von Hystere­ seoperationen vollständig auszuführen, während gleichzeitig die Abgabe des Detektiersignals gesteuert wird.

Ein siebter Aspekt der Erfindung richtet sich auf ein Span­ nungsüberwachungsverfahren, das eine Hysteresecharakteristik hat und die folgenden Schritte aufweist: Vergleichen einer von außen zugeführten Gleichspannung mit einer Referenzspannung, die einen ersten Pegel hat; Beginnen eines Integrationsvor­ gangs, wenn die Gleichspannung, die höher als die Referenz­ spannung ist, gleich der Referenzspannung wird, und Fortsetzen des Integrationsvorgangs bis zu einer ersten Periode, die er­ forderlich ist, bis ein Integrationswert einen vorbestimmten Pegel erreicht, solange die Gleichspannung niedriger als die Referenzspannung ist; Detektieren, ob ein Anstieg des Integra­ tionswerts sich nach einer zweiten Periode seit dem Beginn des Integrationsvorgangs fortsetzt, Fortsetzen der Erzeugung eines Steuersignals mit einem dritten Pegel wie vor dem Beginn des Integrationsvorgangs, wenn sich der Anstieg nicht fortsetzt, aber Ändern eines Pegels des Steuersignals von dem dritten Pe­ gel zu einem vierten Pegel, wenn sich der Anstieg fortsetzt; Fortfahren mit dem Einstellen eines Pegels der Referenzspan­ nung auf den dritten Pegel, wenn der Pegel des Steuersignals auf dem dritten Pegel ist, aber Einstellen des Pegels der Re­ ferenzspannung auf einen zweiten Pegel, der höher als der er­ ste Pegel ist, wenn der Pegel des Steuersignals auf dem vier­ ten Pegel ist, um dadurch mit dem Vergleich der von außen zu­ geführten Gleichspannung mit der Referenzspannung und mit dem Integrationsvorgang in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleichs fortzufahren; und Detektieren, ob der Anstieg des Integrationswerts sich auch nach einer dritten Periode seit der zweiten Periode fortsetzt, Erzeugen eines Detektiersi­ gnals, das eine Abnahme der Gleichspannung anzeigt, als Infor­ mation nach außen, wenn sich der Anstieg fortsetzt, und Abge­ ben des Detektiersignals nach außen, wobei eine Beziehung (die erste Periode) < (die zweite Periode + die dritte Periode) und eine Beziehung (die dritte Periode) < (eine Ansprechzeit, in der der Pegel der Referenzspannung in Abhängigkeit vom Empfang des Steuersignals eingestellt werden kann) gelten.

Gemäß dem siebten Aspekt ist es möglich, eine Hystereseopera­ tion auszuführen, so daß ein Pegel der Referenzspannung, der mit der Gleichspannung verglichen wird, vom fünften Pegel auf den sechsten Pegel in Abhängigkeit von einer Abnahme der Gleichspannung geändert wird, und zwar gesondert von und immer vor dem Schritt der Abgabe des Detektiersignals. Es ist somit möglich, die genannte Hystereseoperation zuverlässig und sta­ bil durchzuführen, während gleichzeitig ein Schwingen des De­ tektiersignals verhindert wird. Es ist weiterhin möglich, das Detektiersignal als einen Zustand, der abgegeben werden soll, nach außen abzugeben, nachdem die Hystereseoperation beendet ist.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das eine Anwendung einer Span­ nungsüberwachungsvorrichtung bei einer Halbleiterbau­ gruppe zeigt;

Fig. 2 ein Schaltbild, das den Aufbau einer Spannungsüberwa­ chungsvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 3 und 4 Schaltbilder, die ein Beispiel für den Aufbau einer Referenzspannung-Erzeugungsschaltung zeigen;

Fig. 5A bis 5G Taktdiagramme, die einen Betrieb der in Fig. 2 ge­ gezeigten Schaltung verdeutlichen;

Fig. 6 ein Schaltbild, das den Aufbau einer Spannungsüberwa­ chungsvorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 7A bis 7G Taktdiagramme, die einen Betrieb der in Fig. 6 ge­ gezeigten Schaltung verdeutlichen;

Fig. 8 ein Schaltbild des Schaltungsaufbaus einer herkömmli­ chen Spannungsüberwachungsvorrichtung;

Fig. 9A bis 9E Diagramme, die den Betriebstakt der herkömmlichen Spannungsüberwachungsvorrichtung zeigen; und

Fig. 10A bis 10E Taktdiagramme, die Probleme der herkömmlichen Span­ nungsüberwachungsvorrichtung aufzeigen.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das schematisch die Verwendung einer Spannungsüberwachungsschaltung 10 gemäß der Erfindung als Spannungsüberwachungsvorrichtung für ein Halbleiterbauele­ ment-Erzeugnis zeigt.

Ein Leistungsmodul 100, wie etwa ein intelligenter Leistungs­ baustein (IPM), treibt eine Last 102, wie etwa einen Motor, unter der Steuerung durch einen externen Mikrocomputer 101. Dazu umfaßt der Leistungsbaustein 100 einen Bereich 40, der aus Halbleiter-Leistungselementen Tr1, Tr2 usw., wie etwa ei­ nem Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode bzw. IGBT und einem Leistungs-MOSFET, gebildet ist, und eine Treiber­ schaltung 30 (die als integrierte Schaltung bzw. IC ausgebil­ det ist) zum Erzeugen eines Treibersignals, das den Halblei­ ter-Leistungselementen Tr1, Tr2 usw. zuzuführen ist. Die Schaltung 30 besitzt einen Treiberschaltungsbereich 20, der als Hauptbereich der Schaltung 30 dient, und die Spannungs­ überwachungsschaltung 10.

Die Schaltung 10 überwacht eine Änderung eines Gleichspan­ nungs-Eingangssignals IN(DC), das dem Treiberschaltungsbereich 20 von außen zugeführt wird, und zwar eine Änderung einer Stromversorgungsspannung. Bei Detektierung eines Zustands, daß eine Gleichspannung, die von dem Signal IN zugelassen ist, niedriger als eine Referenzspannung ist, die intern in der Schaltung 10 während eines vorbestimmten Zeitraums eingestellt ist, liefert die Schaltung 10 an den Treiberschaltungsbereich 20 und den Mikrocomputer 101, der extern angeordnet ist, ein Detektierergebnis als Detektiersignal FO, das einen solchen Zustand bezeichnet.

Die Referenzspannung selber ist ein Wert, der in Abhängigkeit von ganz bestimmten Spezifikationen jedes Leistungsmoduls 100 bestimmt ist. Die Spannungsüberwachungsschaltung 10 ist ein wichtiger Bereich, der eine zeitliche Änderung einer Gleich­ spannung, die extern von einer Netzstromquelle erzeugt wird, auf der Basis der bestimmten Spezifikationen überwacht. Bei Empfang des Detektiersignals FO gibt der Mikrocomputer 101 ein Signal CNT ab, das den Betrieb des Treiberschaltungsbereichs 20 anhält, und steuert dadurch den Schaltungsbereich 20.

Das Vorstehende ist als detaillierte einleitende Beschreibung einer Anwendung der Spannungsüberwachungsvorrichtung der Er­ findung bei einer Halbleitergruppe gedacht. Nachstehend werden der spezielle Aufbau und Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Span­ nungsüberwachungsschaltung 10 beschrieben. Der technische Ge­ danke der Erfindung in der Spannungsüberwachungsschaltung 10 wird in einer ersten und einer zweiten bevorzugten Ausfüh­ rungsform realisiert. Die erste und die zweite bevorzugte Aus­ führungsform verwenden jeweils ein Verfahren, bei dem eine Vielzahl von Einstellwerten für einen Vergleich (Beurteilungs- Referenzspannungen) in einer Vergleicherschaltung eingestellt werden, die innerhalb einer Taktgeberschaltung oder Filter­ schaltung einer Spannungsüberwachungsschaltung gebildet ist, die eine Hysteresecharakteristik hat, um dadurch die eingangs beschriebenen Probleme zu lösen, daß ein verzögertes Anspre­ chen eines Elements, das die Spannungsüberwachungsschaltung bildet, die Aktivierung einer Hystereseoperation unterbindet und statt dessen ein Schwingen eines Detektiersignals verur­ sacht.

Insbesondere ist die erste bevorzugte Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß eine Vergleicherschaltung, die in der oben beschriebenen Taktgeberschaltung gebildet ist, als Vergleicher mit drei Einstellwerten zum Vergleich ausgebildet ist. Die zweite bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicherschaltung als Vergleicher mit zwei Ein­ stellwerten zum Vergleich ausgebildet ist.

Erste bevorzugte Ausführungsform

In einer Spannungsüberwachungsvorrichtung gemäß der ersten be­ vorzugten Ausführungsform ist die Vergleicherschaltung, die in dem Taktgeberschaltungsbereich gebildet ist, von einer Schmitt-Schaltung und einem Nichtglied gebildet, dessen Schwellenwert zwischen dem größten Schwellenwert und dem kleinsten Schwellenwert der Schmitt-Schaltung liegt. Nachste­ hend wird die Spannungsüberwachungsvorrichtung im einzelnen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.

Fig. 2 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel für einen Aufbau einer solchen Spannungsüberwachungsschaltung ist. Die in Fig. 2 gezeigte Schaltung unterscheidet sich in ihrem Aufbau von der in Fig. 8 gezeigten Schaltung nur durch einen Integrierer 3, eine Vergleicherschaltung 4 und eine Steuerschaltung 5 und ist im übrigen gleich. Ein Verfahren zum Überwachen eines Ab­ falls der Gleichspannung in der in Fig. 2 gezeigten Vorrich­ tung ist grundsätzlich gleich wie bei der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung. Wenn eine Abnahme eines Pegels des Gleichspan­ nungs-Eingangssignals momentan aufgrund einer Störung in der Energiequelle usw. erzeugt wird, ist eine Hystereseoperation gesperrt, und daher wird das Detektiersignal nicht nach außen abgegeben. Nur wenn der Pegel des Gleichspannungs-Eingangssi­ gnals niedriger als ein Pegel eines Referenzspannungssignals während eines vorbestimmten Zeitraums oder darüber hinaus (der bei dieser Ausführungsform eine zweite Periode T2 ist) bleibt, führt die Vorrichtung eine Hystereseoperation aus. In der Vor­ richtung wird jedoch, wie noch beschrieben wird, das Detek­ tiersignal erst nach einer dritten Periode T3 seit dem Zeit­ punkt der Hystereseoperation abgegeben.

In Fig. 2 ist das eine Ende einer ersten Eingangssignalleitung 11 mit einem ersten Eingang (-) einer (ersten) Vergleicher­ schaltung 2 durch einen Eingang 1 verbunden, so daß die Si­ gnalleitung 11 eine externe Gleichspannung als Gleichspan­ nungs-Eingangssignal (das erste Eingangssignal) IN überträgt.

Das eine Ende einer zweiten Eingangssignalleitung 12 ist mit einem zweiten Eingang (+) der Vergleicherschaltung 2 verbun­ den, während das andere Ende der zweiten Eingangssignalleitung 12 mit einem Ausgang einer Referenzspannung-Erzeugungsschal­ tung 6 verbunden ist, so daß die Signalleitung 12 der Verglei­ cherschaltung 2 eine Referenzspannung als Referenzspannungssi­ gnal (zweites Eingangssignal) V6 zuführt.

Wenn die Gleichspannung, die von dem Gleichspannungs-Eingangs­ signal IN zugelassen wird, gleich der oder größer als die Re­ ferenzspannung ist, gibt die Vergleicherschaltung 2 ein Aus­ gangssignal N2 mit einem ersten Pegel (der bei dieser Ausfüh­ rungsform ein L-Pegel ist) am Ausgang der Vergleicherschaltung 2 ab. Wenn dagegen (Gleichspannung) < (Referenzspannung), dann gibt die Schaltung 2 das Ausgangssignal N2 mit einem zweiten Pegel (der bei dieser Ausführungsform ein H-Pegel ist) ab.

Der Integrierer 3 führt eine Integration in Abhängigkeit von dem Pegel des von der Vergleicherschaltung 2 abgegebenen Aus­ gangssignals N2 aus. Wenn also das Ausgangssignal N2 mit dem ersten Pegel empfangen wird, ist der Integrierer 3 in einem Zustand, in dem die Integration in einer negativen Richtung erfolgt, so daß ein Pegel eines Ausgangssignals V3 vom Inte­ grierer 3 ein konstantes Minimalpotential ist. Anders ausge­ drückt, der Integrierer 3 beginnt nicht mit der Integration.

Umgekehrt beginnt der Integrierer 3 bei Empfang des Ausgangs­ signals N2 mit dem zweiten Pegel mit der Integration. Der In­ tegrierer 3 fährt mit der Integration fort, solange das Aus­ gangssignal N2 mit dem zweiten Pegel empfangen wird. Nach einer ersten Periode (T1 in Fig. 5C), die durch einen Integra­ tionskoeffizienten oder eine Zeitkonstante bestimmt ist, seit dem Beginn der Integration begrenzt der Integrierer das an­ steigende Ausgangssignal V3 auf einen vorbestimmten Begren­ zungspegel. Bei Rückkehr des Pegels des Ausgangssignals N2 zum ersten Pegel nach der Begrenzung oder während der fortgesetz­ ten Integration beginnt der Integrierer 3 mit der Verringerung des Ausgangssignals V3. Der Integrierer 3 wird typischerweise von einem RC-Glied gebildet.

Die (zweite) Vergleicherschaltung 4 und die Steuer- oder Lo­ gikschaltung 5 bilden eine Steuersignal/Detektiersignal-Erzeu­ gungsschaltung 8, die ein Steuersignal N5 und das Detektiersi­ gnal FO erzeugt und abgibt. Ein Eingang der Vergleicherschal­ tung 4 (d. h. von Vergleichern 4a, 4b) dient als Eingang der Schaltung 8, ein Ausgang eines Nichtglieds 5a oder ein Ausgang 7 dient als zweiter Ausgang der Schaltung 8, während ein Aus­ gang eines Zwischenspeichers 5b als erster Ausgang der Schal­ tung 8 dient.

Zuerst vergleicht die Vergleicherschaltung 4 das Ausgangssi­ gnal V3 des Integrierers 3 mit einem Referenzpegel der Ein­ stellpegel mit drei Werten hat.

Die Vergleicherschaltung 4 weist die beiden Vergleicher 4a, 4b auf. Der zweite Vergleicher 4a ist von einem Schmitt-Glied oder Schmitt-Trigger gebildet. Der zweite Vergleicher 4a wird nachstehend als Schmitt-Zwischenspeicher bezeichnet. Der Schmitt-Zwischenspeicher 4a hat einen Obergrenze-Schwellen­ wert, d. h. eine zweite Beurteilungs-Referenzspannnug V2H (siehe Fig. 5C) und einen Untergrenze-Schwellenwert, d. h. eine dritte Beurteilungs-Referenzspannung V2L (siehe Fig. 5C). An­ dererseits ist der erste Vergleicher 4b ein Zwischenspeicher, dessen Schwellenwert, also eine erste Beurteilungs-Referenz­ spannung V2M (siehe Fig. 5C), ein Wert zwischen den beiden Schwellenwerten V2H und V2L des Schmitt-Zwischenspeichers 4a ist. Der erste Vergleicher 4b wird nachstehend als Zwischen­ speicher bezeichnet. Die Schwellenwerte V2M, V2H und V2L wer­ den nachstehend als "erster Einstellpegel", "zweiter Einstell­ pegel" und "dritter Einstellpegel" bezeichnet.

Eine wichtige Vorbereitungsbedingung ist, daß eine als (V2H-V2M) definierte Pegeldifferenz bereits vorher so einge­ stellt werden muß, daß sie größer als ein Pegel ist, der einer Ansprechzeit der Steuerschaltung 5, der Referenzspannung-Er­ zeugungsschaltung 6 oder dergleichen und speziell einer An­ sprechzeit der Schaltung 6 entspricht, d. h. der Zeit, die er­ forderlich ist, bis die Schaltung 6 einen Pegel des Referenz­ spannungssignals V6 in Abhängigkeit von einer Änderung des Pe­ gels des Steuersignals N5 auf einen entsprechenden Pegel än­ dert. In den Zeitdiagrammen der Fig. 5A bis 5G ist die Vorbe­ reitungsbedingung eine Beziehung, daß (erste Periode T1) < (zweite Periode T2 + dritte Periode T3) und (dritte Periode T3) < (erforderliche Ansprechzeit zum Einstellen des Pegels der Referenzspannung (fünfter Pegel → sechster Pegel)). Dabei ist es nicht notwendig, eine Pegeldifferenz (V2M-V2L gleich der Pegeldifferenz (V2H-V2M) einzustellen. Das gilt für die dritte Periode T3 und eine fünfte Periode T5 in den Fig. 5A bis 5G.

Andererseits ist die in den Fig. 5C und 5E gezeigte zweite Pe­ riode T2 durch eine Differenz zwischen dem ersten Einstellpe­ gel V2M und einem Pegel des Ausgangssignals V3 des Integrie­ rers 3 bestimmt, das in einem Zustand der Integration in nega­ tiver Richtung ist. Infolgedessen wirken, wie noch beschrieben wird, der Integrierer 3 und die Vergleicherschaltung 4 als Filterschaltung oder Taktgeberschaltung, die nur einen Span­ nungsabfall extrahiert, der detektiert werden muß, aber nicht andere momentane Gleichspannungsabfälle, die durch Rauschen der Energiequelle oder dergleichen erzeugt werden. Auf ähnli­ che Weise ist eine in Fig. 5D gezeigte vierte Periode T4 durch eine Differenz zwischen einem Pegel des Ausgangssignals V3 des Integrierers 3 zu einem Zeitpunkt t4 zu dem sich das Gleich­ spannungs-Eingangssignal IN auf die Referenzspannung mit einem sechsten Pegel (der bei dieser Ausführungsform ein VH-Pegel ist) erholt, und dem ersten Einstellpegel V2M bestimmt.

Infolgedessen wirken die Schaltglieder 3 und 4 wiederum als Taktgeberschaltung für eine Hystereseoperation, die den Pegel der Referenzspannung der Vergleicherschaltung 2 auf den fünf­ ten Pegel (der bei dieser Ausführungsform ein VL-Pegel ist) zurückbringt.

Die Steuerschaltung 5 besteht aus dem Inverter 5a und dem Zwi­ schenspeicher 5b. In Abhängigkeit von Ausgangssignalen N41, N42 der Vergleicherschaltung 4 wird von der Steuerschaltung 5 das Steuersignal N5, das den Einstellpegel der Vergleicher­ schaltung 2 steuert, und das Detektiersignal FO, das extern eine Änderung eines Zustands der Vorrichtung 10 anzeigt, er­ zeugt und abgegeben. Der Zwischenspeicher 5b kann eventuell nicht erforderlich sein.

Die Referenzspannung-Erzeugungsschaltung 6 ändert den Ein­ stellpegel der Vergleicherschaltung 2 in Abhängigkeit von einem Eingangspegel des Steuersignals N5. Dabei stellt die Schaltung 6 bei Empfang des Steuersignals N5, das einen drit­ ten Pegel hat (der bei dieser Ausführungsform der L-Pegel ist), den Pegel des Referenzspannungssignals V6 auf den fünf­ ten Pegel (der bei dieser Ausführungsform der VL-Pegel ist) ein, während die Schaltung 6 bei Empfang des Steuersignals N5, das einen vierten Pegel hat (der bei dieser Ausführungsform der H-Pegel ist), den Pegel des Referenzspannungssignals V6 auf den höheren sechsten Pegel (der bei dieser Ausführungsform der VH-Pegel ist) einstellt.

Ein spezieller Aufbau der Referenzspannung-Erzeugungsschaltung 6 kann beispielsweise der in Fig. 3 oder Fig. 4 gezeigte Auf­ bau sein.

Bei dieser Ausführungsform ist in der Vergleicherschaltung 4 ein Spannungseinstellwert des Schmitt-Zwischenspeichers 4a, und zwar der zweite Einstellpegel V2H, höher als ein Span­ nungseinstellpegel (erster Einstellpegel) V2M des Zwischen­ speichers 4b, und daher wird das Ausgangssignal N41 des Schmitt-Zwischenspeichers 4a mit einer Verzögerung der dritten Periode T3 (siehe die Fig. 5E und 5F) gegenüber dem Ausgangs­ signal N42 des Zwischenspeichers 4b aktiviert. Das ermöglicht es, das Detektiersignal FO zu detektieren, nachdem der Ein­ stellwert der Referenzspannung der Vergleicherschaltung 2 umgeschaltet wird, so daß die Spannungsüberwachungsschaltung 10 das Detektiersignal FO abgibt, nachdem sie gleichmäßig und stabil eine Hystereseoperation ausgeführt hat, und zwar ohne Vibrationen des Detektiersignals FO. Dieser Vorteil wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeitdiagramme der Fig. 5A bis 5G erläutert.

Zuerst beginnt das Gleichspannungs-Eingangssignal IN abzuneh­ men und erreicht zum Zeitpunkt t1 die Referenzspannung VL (fünfter Pegel). Bei diesem Erreichen erhöht die Vergleicher­ schaltung 2 das Ausgangssignal N2 vorn L-Pegel (dem ersten Pegel) zum H-Pegel (zweiten Pegel). Bei diesem Anstieg beginnt der Integrierer 3 mit der Integration zum Zeitpunkt t1, so daß ein Pegel des Ausgangssignals V3 vom Integrierer 3 anzusteigen beginnt. In Fig. 5A ist ein Spannungsabfall im Eingangssignal IN ein Zustand, der extern detektiert werden soll, so daß zum Zeitpunkt t2 nach der zweiten Periode T2 der zunehmende Pegel des Ausgangssignals V3 den ersten Einstellpegel V2M des Zwi­ schenspeichers 4b erreicht.

Zu diesem Zeitpunkt erhöht der Zwischenspeicher 4b das Aus­ gangssignal N42 vom L-Pegel auf den H-Pegel. Als Reaktion dar­ auf erhöht der Zwischenspeicher 5b das Steuersignal N5 vom L-Pegel (dem dritten Pegel) auf den H-Pegel (den vierten Pegel) Im strengen Sinn ist zwar eine Ansprechzeit des Zwischenspei­ chers 5b ebenfalls zu berücksichtigen, aber die Ansprechzeit des Zwischenspeichers 5b ist so eingestellt, daß sie vernach­ lässigbar klein ist. Zu diesem Zeitpunkt (t2) wird das Aus­ gangssignal N41 des Schmitt-Zwischenspeichers 4a auf dem L-Pegel gehalten, und daher wird das Detektiersignal FO nicht detektiert. Danach ändert während der Ansprechzeit der Refe­ renzspannung-Erzeugungsschaltung 6, die kürzer als die dritte Periode T3 ist, die Referenzspannung-Erzeugungsschaltung 6 einen Pegel der Referenzspannung auf den VH-Pegel (sechsten Pegel). Zur Vereinfachung der Darstellung ist in Fig. 5A die Ansprechzeit weggelassen.

Das Ausgangssignal V3 des Integrierers 3 fährt auch nach der dritten Periode T3 ab dem Zeitpunkt t2 fort anzusteigen, und da der Pegel des Ausgangssignals V3 den zweiten Einstellpegel V2H des Schmitt-Zwischenspeichers 4a erreicht, steigt ferner das Ausgangssignal N41 des Zwischenspeichers 4a auf den H-Pegel. Als Reaktion darauf beginnt der Inverter 5a mit der Abgabe des Detektiersignals FO. Da eine Hystereseoperation beendet ist und V2H < V2M gilt, besteht in diesem Fall überhaupt keine Gefahr, daß Schwingungen des Detektiersignals FO zunehmen.

Das Beispiel von Fig. 5C zeigt eine Situation, in der das Gleichspannungs-Eingangssignal IN über den sechsten Pegel (VH) der Referenzspannung hinaus ansteigt, bevor das Ausgangssignal V3 begrenzt wird. Da das Ausgangssignal N2 erneut auf den L-Pegel (den ersten Pegel) fällt, hört in diesem Fall (zum Zeitpunkt t4) der Integrierer 3 mit der Integration auf, so daß das Ausgangssignal V3 abzunehmen beginnt (was im Fall eines RC-Glieds eine Entladung ist). Wenn das Ausgangssignal V3 wieder auf den ersten Pegel V2M nach der vierten Periode (d. h. zum Zeitpunkt t5) zurückkehrt, fällt das Ausgangssignal N42 und damit das Steuersignal N5 auf den L-Pegel (den dritten Pegel). Nach einer vorbestimmten Ansprechdauer kehrt ein Pegel des Referenzspannungssignals V6 auf den fünften Pegel (VL) zu­ rück, so daß eine Hystereseoperation mit dem abnehmenden Aus­ gangssignal V3 beendet ist. Nach der fünften Periode T5 (d. h. zu einem Zeitpunkt t6) erreicht das abnehmende Ausgangssignal V3 den dritten Einstellpegel V2L, so daß eine Inversion des Ausgangssignals N41 stattfindet und dementsprechend die Abgabe des Detektiersignals FO aufhört. Danach kehrt das Ausgangssi­ gnal V3 auf den Minimalpegel zurück, der zur Integration in der negativen Richtung eingestellt ist.

Wie vorstehend im einzelnen beschrieben wird, gibt die Span­ nungsüberwachungsschaltung 10, die in Fig. 2 gezeigt ist, das Detektiersignal FO nach außen ab, nachdem intern die Hystere­ seoperation stabil und mit Sicherheit ausgeführt worden ist, ohne daß eine Vibration des Detektiersignals FO verursacht wird.

Da ferner der Schmitt-Zwischenspeicher 4a und der Zwischen­ speicher 4b die Vergleicherschaltung 4 bilden, ist die Vor­ richtung als IC mit geringer Größe ausgebildet.

Zweite bevorzugte Ausführungsform

Fig. 6 ist ein Blockbild, das ein Beispiel eines Schaltungs­ aufbaus der Spannungsüberwachungsvorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Die in Fig. 6 gezeigte Schaltung unterscheidet sich in ihrem Aufbau von derjenigen von Fig. 2 nur hinsichtlich einer Vergleicherschaltung 4A und einer Steuerschaltung 5A und ist im übrigen die gleiche wie die in Fig. 2 gezeigte Schaltung. Selbstverständlich kann die in Fig. 6 gezeigte Referenzspannungs-Erzeugungsschaltung 6 die gleiche Struktur wie diejenige von Fig. 4 haben.

Die Vergleicherschaltung 4A hat zwei vorbestimmte Einstellpe­ gel (V2L, V2M) als Referenzpegel. Beim Vergleich des Ausgangs­ signals V3 des Integrierers 3 mit den jeweiligen Referenzpe­ geln erzeugt die Vergleicherschaltung 4A einen tertiären Beur­ teilungswert. Das Steuersignal N5, das den Einstellpegel der Vergleicherschaltung 2 steuert, und das Detektiersignal FO werden von der Steuerschaltung 5A in Abhängigkeit von einem von der Vergleicherschaltung 4A erhaltenen Ergebnis erzeugt und abgegeben.

Die Vergleicherschaltung 4A, die die beiden Spannungseinstell­ werte V2L (erster Einstellpegel) und V2H (zweiter Einstellpe­ gel) hat, ist von einem Inverter 4d (einem ersten Vergleicher) und einem Zwischenspeicher 4c (einem zweiten Vergleicher) ge­ bildet, deren Schwellenwerte diese jeweiligen Einstellpegel sind. Es ist zwar möglich, die Vergleicherschaltung 4A unter Verwendung eines Differenzverstärkers zu bilden, aber im Hin­ blick auf die Vermeidung einer Kostensteigerung ist die Ver­ gleicherschaltung 4A aus dem Zwischenspeicher 4c und dem In­ verter 4d gebildet, die bei dieser Ausführungsform beide aus einem CMOS-Transistor bestehen.

Ein wichtiger Aspekt auch dieser Ausführungsform ist, daß V2H < V2L gilt und daß eine Pegeldifferenz (V2H-V2L) vorher so eingestellt ist, daß sie größer als ein Pegel ist, der ei­ ner Ansprechdauer entspricht, die erforderlich ist, um einen Pegel der Referenzspannung zu ändern. In bezug auf die erste bis fünfte Periode T1 bis T5, die in den Fig. 7A bis 7H ge­ zeigt sind und später erläutert werden, gilt daher T1 < (T2 + T3) und T1 < (T4 + T5). Jedoch sind T2 = T4 und T3 = T5 in der in Fig. 6 gezeigten Schaltung.

Die Steuerschaltung 5A ist aus einem Flipflop 5c, das das Aus­ gangssignal N41 als Setzsignal und das Ausgangssignal N42 als Rücksetzsignal empfängt, und zwei weiteren Logikgliedern 5d und 5e gebildet.

Die Fig. 7A bis 7H sind Zeitdiagramme, die einen Betrieb der in Fig. 6 gezeigten Schaltung zeigen. Wie die Fig. 7A bis 7H zeigen, wird der tertiäre Beurteilungswert in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen N41 und N42 der Vergleicherschaltung 4A abgegeben, die unter Anwendung des ersten Einstellpegels V2L und des zweiten Einstellpegels V2H als den jeweiligen Refe­ renzpegeln einen Vergleich ausführt. Auch in dieser Schaltung ist die Steuerschaltung 5A zu dem in den Fig. 7A bis 7H ge­ zeigten Zeitpunkt (Zeitpunkt t2) wirksam, und nachdem die Re­ ferenzspannung-Erzeugungsschaltung 6 einen Pegel der Referenz­ spannung vom fünften Pegel VL zum sechsten Pegel VH als Reak­ tion auf die Abgabe des Steuersignals N5, das den sechsten Pegel (H-Pegel) hat, zu einem Zeitpunkt t3 nach der dritten Periode T3 umgeschaltet hat, gibt die Steuerschaltung 5A das Detektiersignal FO ab. Das ermöglicht es, das Detektiersignal FO, das eine Änderung eines Zustands bezeichnet, nach der Hy­ stereseoperation mit Sicherheit zu detektieren, und verhindert daher ein Schwingen des Detektiersignals FO.

Selbstverständlich ist auch in der in Fig. 6 gezeigten Schal­ tung die Vergleicherschaltung 4A von dem Inverter 4d und dem Zwischenspeicher 4c gebildet, und daher ist die Vorrichtung als IC geringer Größe ausgebildet.

Aus der vorstehenden Beschreibung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsformen ist ersichtlich, daß die Steuersisignal/­ Detektiersignal-Erzeugungsschaltungen 8, 8A der Fig. 2 und 6 als Taktgeberschaltung oder Filterschaltung in bezug auf die erste Periode und den Integrationskoeffizienten (oder die Zeitkonstante) des Integrierers 3 wirksam sind. Hinsichtlich der Operation der Schaltungen 8, 8A während einer Periode, in der die Gleichspannung auf oder über einen Pegel der Referenz­ spannung der Vergleicherschaltung 2 nach einer Hystereseopera­ tion ansteigt (d. h. auf den oder über den sechsten Pegel), sind die Schaltungen 8, 8A durch die nachstehende funktionelle Struktur gekennzeichnet.

(a) Die Schaltungen 8, 8a geben das Steuersignal, das den dritten Pegel hat, an den jeweiligen ersten Ausgängen ab, wenn das Ausgangssignal des Integrierers nicht zugeführt wird;

(b) wenn das Ausgangssignal des Integrierers empfangen wird und wenn die Schaltungen 8, 8A keine Erhöhung des Ausgangssi­ gnals nach der zweiten Periode seit den. Empfang des Ausgangs­ signals detektieren, geben die Schaltungen 8, 8A das Steuersi­ gnal mit dem dritten Pegel weiterhin an den jeweiligen ersten Ausgängen ab, geben aber das Steuersignal, das den vierten Pe­ gel hat, an den jeweiligen ersten Ausgängen bei Detektierung eines Anstiegs des Ausgangssignals nach der zweiten Periode seit dem Empfang des Ausgangssignals ab;

(c) nur dann, wenn die Schaltungen 8, 8A einen Anstieg des Ausgangssignals des Integrierers auch nach der dritten Periode seit der zweiten Periode detektieren, geben die Schaltungen 8, 8A das Detektiersignal, das eine Abnahme der Gleichspannung bezeichnet, als Information nach außen an den jeweiligen zwei­ ten Ausgängen ab. Allerdings gelten folgende Relationen:
(erste Periode) < (zweite Periode + dritte Periode) und (dritte Periode) < (Ansprechzeit der Referenzspannung-Erzeugungsschal­ tung).

Wenn man die Funktionen der Schaltungen 8, 8A im Hinblick auf den Schwellenwert verschieden charakterisiert, können die Schaltungen 8, 8A wie folgt zusammengefaßt werden.

(a) Die Schaltungen 8, 8A geben das Steuersignal, das den dritten Pegel hat, ab, wenn das Ausgangssignal des Integrie­ rers niedriger als der erste Einstellpegel ist;

(b) die Schaltungen 8, 8A geben das Steuersignal, das den vierten Pegel hat, ab, wenn das Ausgangssignal des Integrie­ rers gleich dem ersten Einstellpegel wird;

(c) die Schaltungen 8, 8A geben das Detektiersignal, das eine Abnahme der Gleichspannung als Information nach außen bezeich­ net, ab, wenn das Ausgangssignal des Integrierers gleich dem zweiten Einstellpegel wird. Aber es gilt: (vorbestimmter Pegel) < (zweiter Einstellpegel) < (erster Einstellpegel) und (zweiter Einstellpegel - erster Einstellpegel) ≧ (Pegel entspre­ chend der Ansprechzeit der Referenzspannung-Erzeugungsschal­ tung).

Als Modifikation der ersten und der zweiten bevorzugten Aus­ führungsform kann der in den Fig. 2 und 6 gezeigte Integrierer 3 als Integrierer 3P ausgebildet sein, der in Fig. 8 gezeigt ist. In diesem Fall beginnt der Integrierer mit der Integra­ tion bei Empfang des Ausgangssignals mit dem zweiten Pegel von der Vergleicherschaltung 2. Beim Empfang einer Änderung des Ausgangssignals von der Vergleicherschaltung 2 vom zweiten Pegel auf den ersten Pegel als Rücksetzsignal ändert danach der Integrierer sein Ausgangssignal auf den Minimalpegel, der zu Beginn der Integration eingestellt wird. Auch bei dieser Struktur wird wie in den Fig. 2 und 6 eine Hystereseoperation mit Sicherheit ausgeführt nach der und in Abhängigkeit von der Detektierung eines Abfalls der Gleichspannung über den Refe­ renzspannungspegel der Vergleicherschaltung 2 hinaus während der oder über die zweite Periode, und das Detektiersignal wird stabil abgegeben, ohne daß Vibrationen des Detektiersignals hervorgerufen werden.

Die Strukturen der Logikglieder der Steuerschaltungen 5, 5A, die in den Fig. 2 und 6 gezeigt sind, können verschiedene an­ dere Strukturen sein.

Weiterhin ist die Spannungsüberwachungsvorrichtung gemäß der Erfindung nicht auf die Anwendung bei einer Halbleiterbau­ gruppe gemäß Fig. 1 beschränkt, sondern kann generell als Vor­ richtung zur Überwachung einer Änderung einer Gleichspannung, die in verschiedenen anderen Vorrichtungen angewandt wird, eingesetzt werden.

In bezug auf jede von der Gruppe (erster Pegel, zweiter Pe­ gel), der Gruppe (dritter Pegel, vierter Pegel) und der Gruppe (fünfter Pegel, sechster Pegel), die oben beschrieben sind, haben die beiden Pegel in jeder Gruppe eine solche Beziehung, daß der eine Pegel als L-Pegel definiert ist, wenn der andere Pegel als H-Pegel definiert ist, und umgekehrt.

Claims (7)

1. Spannungsüberwachungsvorrichtung mit Hysterese­ charakteristik, gekennzeichnet durch:

• - eine Vergleicherschaltung (2), die eine von außen zugeführte Gleichspannung (IN) mit einer Referenz­ spannung (V6) vergleicht, wobei die Vergleicher­ schaltung (2) ein Ausgangssignal mit einem ersten Pegel abgibt, wenn die Gleichspannung (IN) gleich der oder höher als die Referenzspannung (V6) ist, und die Vergleicherschaltung (2) das Ausgangssignal mit einem zweiten Pegel abgibt, wenn die Gleichspan­ nung (IN) niedriger als die Referenzspannung (V6) ist;
• - einen Integrierer (3), der mit der Integration be­ ginnt, wenn die Vergleicherschaltung (2) mit der Ab­ gabe des Ausgangssignals mit dem zweiten Pegel be­ ginnt, mit der Integration fortfährt, solange die Vergleicherschaltung (2) das Ausgangssignal mit dem zweiten Pegel abgibt, und ein Ausgangssignal des In­ tegrierers (3) das im Ansteigen begriffen ist, auf einem vorbestimmten Pegel begrenzt;
• - eine Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschal­ tung (8, 8A), die wenigstens einen ersten Einstell­ pegel und einen zweiten Einstellpegel als Referenz­ pegel hat, wobei die Steuersignal/Detektiersignal- Erzeugungsschaltung (8, 8A) das Ausgangssignal des Integrierers (3), das im Ansteigen begriffen ist, mit den Referenzpegeln vergleicht und ein Steuersignal (N5) mit einem dritten Pegel abgibt, wenn (a) das Ausgangssignal des Integrierers (3) kleiner als der erste Einstellpegel ist, das Steuersignal (N5) mit einem vierten Pegel abgibt, wenn (b) das Aus­ gangssignal des Integrierers (3) gleich dem ersten Einstellpegel wird, und ein Detektiersignal (FO), das eine Abnahme der Gleichspannung anzeigt, als In­ formation nach außen abgibt, wenn (c) das Ausgangs­ signal des Integrierglieds (3) gleich dem zweiten Einstellpegel wird; und
• - eine Referenzspannung-Erzeugungsschaltung (6), die das Steuersignal (N5) empfängt, wobei die Referenz­ spannung-Erzeugungsschaltung (6) bei Empfang des Steuersignals (N5) mit dem dritten Pegel den Pegel der Referenzspannung auf einem fünften Pegel hält, und wobei die Referenzspannung-Erzeugungsschaltung (6) bei Empfang des Steuersignals (N5) mit dem vier­ ten Pegel den Pegel der Referenzspannung auf einen sechsten Pegel einstellt, der höher als der fünfte Pegel ist;
• - wobei eine Beziehung (vorbestimmter Pegel) < (zweiter Einstellpegel) < (der erste Einstellpegel) und eine Beziehung (zweiter Einstellpegel - erster Einstell­ pegel) ≧ (ein Pegel, der einer Ansprechzeit der Refe­ renzspannung-Erzeugungsschaltung entspricht) gelten.

2. Spannungsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung (8, 8A) folgendes aufweist:

• - einen ersten Vergleicher (4b oder 4d), dessen Ein­ gang mit einem Ausgang des Integrierers (3) verbun­ den ist, wobei der erste Vergleicher (4b oder 4d) den ersten Einstellpegel als Beurteilungs-Referenz­ spannung hat und der erste Vergleicher (4b oder 4d) das Ausgangssignal des Integrierers (3) mit dem er­ sten Einstellpegel vergleicht;
• - einen zweiten Vergleicher (4a oder 4c), dessen Ein­ gang mit einem Ausgang des Integrierers (3) verbun­ den ist, wobei der zweite Vergleicher (4a oder 4c) den zweiten Einstellpegel als Beurteilungs-Referenz­ spannung hat und der zweite Vergleicher (4a oder 4c) das Ausgangssignal des Integrierers (3) mit dem zweiten Einstellpegel vergleicht; und
• - eine logische Schaltung (5 oder 5A), deren Eingang mit einem Ausgang des ersten Vergleichers (4b oder 4d) und einem Ausgang des zweiten Vergleichers (4a oder 4c) verbunden ist, wobei die logische Schaltung (5 oder 5A) das Steuersignal (N5) und das Detektier­ signal (FO) auf der Basis von Ausgangssignalen des ersten Vergleichers (4b oder 4d) und des zweiten Vergleichers (4a oder 4c) erzeugt und abgibt.

3. Spannungsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Vergleicher folgendes aufweist:
ein Schmitt-Glied (4a), das den zweiten Einstellpegel und einen dritten Einstellpegel, der niedriger als der erste Einstellpegel ist, als Beurteilungs-Referenzspannung hat; und
daß die logische Schaltung (5) das Detektiersignal (FO) auf der Basis des Ausgangssignals des ersten Vergleichers abgibt, jedoch das Steuersignal (N5) auf der Basis des Ausgangssignals des zweiten Vergleichers abgibt.

4. Spannungsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (5A) den Pegel des Steuersi­ gnals (N5) von dem vierten Pegel auf den dritten Pegel ändert, wenn das Ausgangssignal des Integrierers (3), das abzunehmen beginnt, wenn die Gleichspannung gleich der mit dem sechsten Pegel eingestellten Referenzspannung wird, gleich dem zweiten Pegel wird, und mit der Abgabe des Detektiersignals (FO) aufhört, wenn das Ausgangssi­ gnal des Integrierers (3), das weiterhin abnimmt, gleich dem ersten Einstellpegel wird.

5. Spannungsüberwachungsvorrichtung mit Hysterese­ charakteristik, gekennzeichnet durch:

• - eine erste Eingangssignalleitung (11), die eine von außen zugeführte Gleichspannung als erstes Eingangs­ signal (IN) überträgt;
• - eine zweite Eingangssignalleitung (12), die eine Re­ ferenzspannung als zweites Eingangssignal (V6) über­ trägt;
• - eine Vergleicherschaltung (2), deren Eingang mit den einen Enden der ersten Eingangssignalleitung (11) und der zweiten Eingangssignalleitung (12) verbunden ist, wobei die Vergleicherschaltung (2) ein Aus­ gangssignal mit einem ersten Pegel an einem Ausgang der Vergleicherschaltung (2) abgibt, wenn die Gleichspannung (IN) gleich der oder höher als die Referenzspannung (V6) ist, und die Vergleicherschal­ tung (2) das Ausgangssignal mit einem zweiten Pegel als Ausgangssignal der Vergleicherschaltung (2) ab­ gibt, wenn die Gleichspannung (IN) niedriger als die Referenzspannung (Vb) ist;
• - einen Integrierer (3), der einen Integrationsvorgang beginnt, wenn die Vergleicherschaltung (2) mit der Abgabe des Ausgangssignals mit dem zweiten Pegel be­ ginnt, wobei der Integrierer (3) mit der Ausführung des Integrationsvorgangs fort fährt, während die Ver­ gleicherschaltung (2) mit der Abgabe des Ausgangssi­ gnals mit dem zweiten Pegel fortfährt, und wobei der Integrierer (3) ein Ausgangssignal des Integrierers (3), das im Ansteigen begriffen ist, nach einer er­ sten Periode seit dem Beginn des Integrationsvor­ gangs auf einen vorbestimmten Pegel begrenzt;
• - eine Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschal­ tung (8, 8A), deren Eingang mit einem Ausgang des Integrierers (3) verbunden ist, wobei (a) die Steu­ ersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung (8, 8A) ein Steuersignal (N5) mit einem dritten Pegel an ei­ nem ersten Ausgang der Steuersignal/Detektiersignal- Erzeugungsschaltung (8, 8A) abgibt, wenn das Aus­ gangssignal des Integrierers (3) nicht empfangen wird, (b) bei Empfang des Ausgangssignals des Inte­ grierers (3) die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeu­ gungsschaltung (8, 8A) mit der Abgabe des Steuersignals (N5) mit dem dritten Pegel an dem ersten Aus­ gang fortfährt, wenn ein Anstieg in dem Ausgangssi­ gnal des Integrierers (3) nach einer zweiten Periode seit dem Empfang des Ausgangssignals des Integrie­ rers (3) nicht detektiert wird, aber das Steuersi­ gnal (N5) mit einem vierten Pegel an dem ersten Aus­ gang abgibt, wenn der Anstieg des Ausgangssignals des Integrierers (3) auch nach der zweiten Periode seit dem Empfang des Ausgangssignals des Integrie­ rers (3) detektiert wird, (c) die Steuersignal/­ Detektiersignal-Erzeugungsschaltung (8, 8A) ein De­ tektiersignal (FO), das eine Abnahme der Gleichspan­ nung als Information nach außen bezeichnet, an einem zweiten Ausgang der Steuersignal/Detektiersignal-Er­ zeugungsschaltung (8, 8A) nur abgibt, wenn der An­ stieg des Ausgangssignals des Integrierers (3) auch nach einer dritten Periode seit der zweiten Periode detektiert wird; und
• - eine Referenzspannung-Erzeugungsschaltung (6), deren Eingang mit dem ersten Ausgang der Steuersi­ gnal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung (8, 8A) verbunden ist, wobei ein Ausgang der Referenzspan­ nung-Erzeugungsschaltung (6) mit dem anderen Ende der zweiten Eingangssignalleitung (12) verbunden ist und die Referenzspannung-Erzeugungsschaltung (6) einen Pegel der Referenzspannung, die auf einen fünften Pegel eingestellt ist, bei Empfang des Steu­ ersignals (N5) auf dem dritten Pegel hält, wobei die Referenzspannung-Erzeugungsschaltung (6) den Pegel der Referenzspannung, der auf einen sechsten Pegel, der höher als der fünfte Pegel ist, eingestellt ist, bei Empfang des Steuersignals (N5) auf dem vierten Pegel hält;
• - wobei eine Beziehung (erste Periode) < (zweite Periode + dritte Periode) und eine Beziehung (dritte Peri­ ode) < (eine Ansprechzeit der Referenzspannung-Erzeu­ gungsschaltung) gelten.

6. Spannungsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignal/Detektiersignal-Erzeugungsschaltung (8, 8A) eine Funktion (d) der Änderung eines Pegels des Steuersignals (N5) von dem vierten Pegel auf den dritten Pegel nach einer vierten Periode, seitdem die Gleichspan­ nung die mit dem sechsten Pegel eingestellte Referenz­ spannung erreicht hat, und eine Funktion (e) des Anhal­ tens der Abgabe des Detektiersignals (FO) nach einer fünften Periode seit der vierten Periode hat, und daß eine Beziehung (erste Periode) < (vierte Periode + fünfte Periode) gilt.

7. Spannungsüberwachungsverfahren mit einer Hysterese­ charakteristik, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Vergleichen einer von außen zugeführten Gleichspan­ nung (IN) mit einer Referenzspannung (V6), die einen ersten Pegel hat;
• - Beginnen eines Integrationsvorgangs, wenn die Gleichspannung, die höher als die Referenzspannung ist, gleich der Referenzspannung wird, und Fortfah­ ren mit dem Integrationsvorgang bis zu einer ersten Periode, die notwendig ist, bis ein Integrationswert einen vorbestimmten Pegel erreicht, solange die Gleichspannung niedriger als die Referenzspannung ist;
• - Detektieren, ob ein Anstieg des Integrationswerts sich nach einer zweiten Periode seit dem Beginn des Integrationsvorgangs sich fortsetzt, Fortfahren mit der Erzeugung eines Steuersignals (N5) mit einem dritten Pegel wie vor dem Beginn des Integrations­ vorgangs, wenn der Anstieg sich nicht fortsetzt, aber Ändern eines Pegels des Steuersignals von dem dritten Pegel auf einen vierten Pegel, wenn sich der Anstieg fortsetzt;
• - Fortfahren, einen Pegel der Referenzspannung auf den dritten Pegel einzustellen, wenn der Pegel des Steu­ ersignals den dritten Pegel bat, aber Einstellen des Pegels der Referenzspannung auf einen zweiten Pegel, der höher als der erste Pegel ist, wenn der Pegel des Steuersignals auf dem vierten Pegel ist, um da­ durch mit dem Vergleich der von außen zugeführten Gleichspannung mit der Referenzspannung und mit dem Integrationsvorgang in Abhängigkeit von einem Ver­ gleichsergebnis fortzufahren; und
• - Detektieren, ob der Anstieg des Integrationswerts sich auch nach einer dritten Periode seit der zwei­ ten Periode fortsetzt, Erzeugen eines Detektiersi­ gnals (FO), das eine Abnahme der Gleichspannung als Information nach außen bezeichnet, wenn sich der An­ stieg fortsetzt, und Abgeben des Detektiersignals nach außen,
• - wobei eine Beziehung (erste Periode) < (zweite Periode + dritte Periode) und eine Beziehung (dritte Peri­ ode) < (Ansprechzeit, in der der Pegel der Referenz­ spannung in Abhängigkeit von dem Empfang des Steuer­ signals eingestellt werden kann) gelten.