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公開番号2025135411
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-18
出願番号2024033249
出願日2024-03-05
発明の名称電圧検知回路、半導体装置及び表示ドライバ
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人レクスト国際特許事務所
主分類G01R 19/00 20060101AFI20250910BHJP(測定;試験)
要約【課題】回路規模の縮小化を図ることが可能な電圧検知回路を提供する。
【解決手段】第1電圧Vn及び第2電圧Vn-1を交互に切り換えて第1容量素子C1の一端に供給する第1切替回路S1、S2と、所定の参照電圧Vref及び基準電源電圧GNDを交互に切り換えて第2容量素子C2の一端に供給する第2切替回路S3と、C1、C2の他端同士を接続する第1ノードnd1と、コモン電圧Vcomを受け、比較器CMPの第1入力端に接続されている第2ノードnd2と、比較器の第2入力端に接続されている第3ノードnd3と、第2のノードを介してコモン電圧を第1ノードへ供給する接続状態と、コモン電圧の供給を遮断して第1ノードと第3ノードを接続した状態に切り替える第3切替回路S4と、を有し、比較器は、コモン電圧と第1ノードの電圧との比較を行い、閾値電圧を超える電圧変動が生じているか否かを示す検知信号OUTとして出力する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１及び第２の容量素子と、
検知対象となる第１の電圧及び第２の電圧を受け、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を交互に切り換えて前記第１の容量素子の一端に供給する第１の切替回路と、
所定の参照電圧及び基準電源電圧を受け、前記参照電圧及び前記基準電源電圧を交互に切り換えて前記第２の容量素子の一端に供給する第２の切替回路と、
前記第１の容量素子及び前記第２の容量素子各々の他端同士を接続する第１のノードと、
比較器と、
コモン電圧を受け、前記比較器の第１の入力端に接続されている第２のノードと、
前記比較器の第２の入力端に接続されている第３のノードと、
前記第２のノードを介して前記コモン電圧を前記第１のノードへ供給する接続状態と、前記コモン電圧の供給を遮断して前記第１のノードと前記第３のノードを接続した状態とに切替える第３の切替回路と、を有し、
前記比較器は、前記コモン電圧と前記第１のノードの電圧との比較を行い、その比較結果が、前記コモン電圧と前記第１のノードの電圧との所定の電圧差に対応した閾値電圧を超える電圧変動が生じているか否かを示す検知信号として出力され、
前記閾値電圧は、前記第１の容量素子と前記第２の容量素子との容量比及び前記参照電圧によって設定され、前記第１の電圧及び前記第２の電圧同士の電圧差の変動の大きさの判定値をなすことを特徴とする電圧検知回路。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
前記第１～第３の切替回路の接続状態を制御する第１工程及び第２工程を順に実行する制御部を有し、
前記制御部は、
前記第１工程では、前記第１の切替回路により前記第２の電圧を前記第１の容量素子の一端に供給させると共に、前記第２の切替回路により前記参照電圧を前記第２の容量素子の一端に供給させつつ前記第３の切替回路により前記コモン電圧を前記第１のノードに供給させ、
前記第２工程では、前記第１の切替回路により前記第１の電圧を前記第１の容量素子の一端に供給させると共に、前記第２の切替回路により前記基準電源電圧を前記第２の容量素子の一端に供給させ、前記第３の切替回路により前記第１のノードへの前記コモン電圧の供給を遮断し、前記第１のノードの電圧を前記第３のノードを介して前記比較器に供給することを特徴とする請求項１に記載の電圧検知回路。
【請求項３】
前記第１のノードと前記第３のノードは、前記第１工程及び前記第２工程共に接続状態が保たれていることを特徴とする請求項２に記載の電圧検知回路。
【請求項４】
前記比較器は、イネーブル信号を受け前記イネーブル信号に応じて活性又は非活性の状態に制御され、
前記制御部は、前記イネーブル信号を前記比較器に供給することで、前記第１工程及び前記第２工程のうちの少なくとも前記第２工程では前記比較器を活性化させ、前記第２工程の終了後は非活性状態にすることを特徴とする請求項２に記載の電圧検知回路。
【請求項５】
互いに異なる電圧値を有する第１～第ｊ（ｊは２以上の整数）の電圧を生成する参照電圧生成回路と、
前記第１～第ｊの電圧及び参照電圧選択信号を受け、前記第１～第ｊの電圧のうちから前記参照電圧選択信号にて示される１の電圧を選択し、前記１の電圧を前記参照電圧として前記第３の切替回路に供給する参照電圧選択回路と、を含むことを特徴とする請求項１～４のいずれか１に記載の電圧検知回路。
【請求項６】
３以上の複数の電圧群及び検知対象電圧選択信号を受け、前記検知対象電圧選択信号にて示される一対の電圧を選択し夫々を前記第１及び第２の電圧とする検知電圧選択回路を含むことを特徴とする請求項１～４のいずれか１に記載の電圧検知回路。
【請求項７】
前記検知電圧選択回路は、前記複数の電圧群として前記基準電源電圧に対して正極性の電圧群、又は前記基準電源電圧に対して負極性の電圧群、或いは正極性及び負極性の電圧が混在する電圧群を受け、選択した前記一対の電圧のうちの電圧値が高い方を前記第１の電圧とし、低い方を前記第２の電圧とし、
前記第２工程において前記比較器は、前記第１の電圧及び第２の電圧同士の電圧差が前記閾値電圧よりも大きいか否かを論理レベルで表す信号を、前記検知信号として出力することを特徴とする請求項６に記載の電圧検知回路。
【請求項８】
前記検知電圧選択回路は、
前記複数の電圧群として前記基準電源電圧及び前記基準電源電圧に対して正極性の電圧群を受けた場合は、前記正極性の電圧群から選択する１の正電圧を前記検知対象となる前記第１の電圧とすると共に前記基準電源電圧を前記第２の電圧とし、
前記複数の電圧群として前記基準電源電圧及び前記基準電源電圧に対して負極性の電圧群を受けた場合は、前記負極性の電圧群から選択する１の負電圧を前記検知対象となる前記第２の電圧とすると共に前記基準電源電圧を前記第１の電圧とし、
前記第２工程において前記比較器は、前記検知対象となる前記第１の電圧及び第２の電圧同士の電圧差が前記閾値電圧を超えるか否かを論理レベルで表す信号を、前記検知信号として出力することを特徴とする請求項６に記載の電圧検知回路。
【請求項９】
前記第１の電圧及び第２の電圧同士の電圧差に対する増加検知モード又は減少検知モードを示すスイッチ信号及び前記比較器から出力された前記検知信号を受け、前記スイッチ信号が前記増加検知モードを示す場合には前記検知信号をそのまま出力する一方、前記スイッチ信号が前記減少検知モードを示す場合には前記検知信号のレベルを反転させた信号を出力する論理反転回路と、
互いに異なる電圧値を有する第１の参照電圧及び第２の参照電圧を受け、前記スイッチ信号が前記増加検知モードを示す場合には前記第１の参照電圧を前記参照電圧として前記第２の切替回路に供給する一方、前記スイッチ信号が前記減少検知モードを示す場合には前記第２の参照電圧を前記参照電圧として前記第２の切替回路に供給する第４の切替回路と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の電圧検知回路。
【請求項１０】
前記第１の電圧及び第２の電圧同士の電圧差に対する増加検知モード又は減少検知モードを示すスイッチ信号及び前記比較器から出力された前記検知信号を受け、前記スイッチ信号が前記増加検知モードを示す場合には前記検知信号をそのまま出力する一方、前記スイッチ信号が前記減少検知モードを示す場合には前記検知信号のレベルを反転させた信号を出力する論理反転回路と、
第３の容量素子と、
前記スイッチ信号が前記増加検知モードを示す場合には前記第３の容量素子を前記第２の容量素子に並列に接続する一方、前記スイッチ信号が前記減少検知モードを示す場合には前記第３の容量素子の接続を遮断する第５の切替回路と、を含むことを特徴とする請求項１～４のいずれか１に記載の電圧検知回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧検知回路、当該電圧検知回路を含む半導体装置、及び表示ドライバに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
２次電池を構成する電池セルの電圧変動を検知する検知回路として、当該電池セルの両端の電位差を検出し、その検出結果を基準値と比較することで電圧変動の大きさを判定するものが知られている。例えば、基準値を電圧変動の大きさの許容限界値とする場合は、電圧異常の有無の判定として用いることができる。
【０００３】
ところで、上記したように電池セルの両端の電位差を検出する為には、一般的には抵抗及びオペアンプからなる差動増幅回路が用いられるが、差動増幅回路では抵抗を介して電流が流れるので電池セルの電力を消費してしまう。尚、抵抗を高抵抗化することで、電流を抑えることができるが、各抵抗を高抵抗化するには夫々のサイズが大きくなるため、電圧検知回路としての回路規模が大きくなってしまう。
【０００４】
そこで、コンデンサ及び比較器を用いることで、小型化及び低消費電力化を図るようにした電圧検知回路が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
図１は、特許文献１に記載の電圧検知回路を表す回路図である。
【０００６】
図１に示すように、当該電圧検知回路は、互いの一端同士がノードｎ１を介して接続されているコンデンサＣ１及びＣ２と、互いの一端同士がノードｎ２を介して接続されているコンデンサＣ３及びＣ４と、比較器ＣＭＰと、スイッチ回路ＳＷ１～ＳＷ４と、を含む。
【０００７】
当該電圧検知回路では、第１～第４のスイッチにより、一旦、以下のようにコンデンサＣ１～Ｃ４に電荷をチャージさせてから、比較器ＣＭＰによる比較動作に移行させる。
［チャージ動作］
スイッチ回路ＳＷ１及びＳＷ２が、電池セルの正極が接続される端子Ｔ１をコンデンサＣ１の他端に接続し、電池セルの負極が接続される端子Ｔ２をコンデンサＣ３の他端に接続する。また、スイッチ回路ＳＷ５及びＳＷ６が、コンデンサＣ４の他端に所定の参照電圧Ｖｒｅｆを印加すると共に、コンデンサＣ２の他端に接地電圧を印加する。
【０００８】
そして、上記した状態で、スイッチ回路ＳＷ３及びＳＷ４が所定のコモン電圧Ｖｃｏｍをノードｎ１及びｎ２に印加することで、コンデンサＣ１～Ｃ４を充電する。
【０００９】
これにより、電池セルの正極側の電圧Ｖｎ及び負極側の電圧Ｖ（ｎ－１）によって、以下のように、ノードｎ１には電荷Ｑｉｎｎ、ノードｎ２には電荷Ｑｉｎｐが夫々蓄積される。
【００１０】
Ｑｉｎｐ＝－Ｃ１（Ｖｎ－Ｖｃｏｍ）＋Ｃ２・Ｖｃｏｍ
Ｑｉｎｎ＝－Ｃ３［Ｖ（ｎ－１）－Ｖｃｏｍ］＋Ｃ４（Ｖｃｏｍ－Ｖｒｅｆ）
［比較動作］
スイッチ回路ＳＷ１及びＳＷ２が、上記した端子Ｔ１をコンデンサＣ３の他端に接続し、端子Ｔ２をコンデンサＣ１の他端に接続する。また、スイッチ回路ＳＷ５及びＳＷ６が、コンデンサＣ２の他端に所定の参照電圧Ｖｒｅｆを印加すると共に、コンデンサＣ４の他端に接地電圧を印加する。
（【００１１】以降は省略されています）

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