JPH0612876A - Changeover circuit for power source - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は負荷回路に主電源とバッ
クアップ電源を切り換えて供給する電源切換え回路に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply switching circuit which supplies a load circuit by switching between a main power supply and a backup power supply.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えばスタティック・ランダム・アクセ
ス・メモリ(以下「SRAM」という)から成る負荷回
路を動作させるために所定の駆動電圧を発生する主電源
が用意される。尚、この主電源は例えば前記負荷回路を
搭載した機器内で商用交流電圧から所定の直流電圧(負
荷回路)を生成するように構成することにより実現でき
る。2. Description of the Related Art A main power supply for generating a predetermined drive voltage is prepared for operating a load circuit including, for example, a static random access memory (hereinafter referred to as "SRAM"). The main power source can be realized by, for example, configuring a predetermined direct current voltage (load circuit) from a commercial alternating current voltage in a device equipped with the load circuit.
【0003】ところで、主電源を切った場合に、そのま
ま何らかの手当を施さないと、負荷回路としてのSRA
Mに記憶されているデータが消えてしまうことになるの
で、一般にはそのデータの記憶保持を図るべくバックア
ップ電源を用意し、バックアップ電圧を主電源電圧に代
えて負荷回路に与えるようにしている。By the way, when the main power supply is cut off, if some measure is not taken as it is, SRA as a load circuit is provided.
Since the data stored in M will be erased, a backup power supply is generally prepared to store and retain the data, and the backup voltage is supplied to the load circuit instead of the main power supply voltage.
【0004】このような主電源とバックアップ電源の切
換え回路の従来例を図7に示す。同図において、1は主
電源電圧VCCを与える主電源、2はバックアップ電源電
圧VBATを与えるバックアップ電源である。FIG. 7 shows a conventional example of such a switching circuit for switching between the main power source and the backup power source. In the figure, reference numeral 1 is a main power supply for giving a main power supply voltage V CC , and 2 is a backup power supply for giving a backup power supply voltage V BAT .
【0005】D1は主電源1と出力端子3との間に接続
された第1スイッチングダイオードであり、D2はバッ
クアップ電源2と出力端子3との間に接続された第2ス
イッチングダイオードである。4は出力端子3に負荷回
路として接続されたSRAMである。今、第1、第2ス
イッチングダイオードD1、D2が同一の特性をもつダ
イオードであって、その順方向導通電圧がVFであると
したとき、負電源1が正常に動作しているときは、主電
源電圧VCCがバックアップ電源電圧VBATよりも高いの
で、第1スイッチングダイオードD1がON(第2スイ
ッチングダイオードD2はOFF)して出力電圧V
Oは、 VO=VCC−VF となる。しかし、例えばメインスイッチ(図示せず)の
OFFによって電源電圧VCCがバックアップ電圧VBAT
よりも低くなると、第2ダイオードD2がON(第1ス
イッチングダイオードD1はOFF)して出力電圧VO
は、 VO=VBAT−VF となる。D1 is a first switching diode connected between the main power supply 1 and the output terminal 3, and D2 is a second switching diode connected between the backup power supply 2 and the output terminal 3. Reference numeral 4 is an SRAM connected to the output terminal 3 as a load circuit. Now, assuming that the first and second switching diodes D1 and D2 are diodes having the same characteristics and their forward conduction voltage is V F , when the negative power supply 1 is operating normally, Since the main power supply voltage V CC is higher than the backup power supply voltage V BAT , the first switching diode D1 is turned on (the second switching diode D2 is turned off) and the output voltage V
O becomes V O = V CC −V F. However, for example, when the main switch (not shown) is turned off, the power supply voltage V CC is changed to the backup voltage V BAT.
Lower than the above, the second diode D2 is turned on (the first switching diode D1 is turned off), and the output voltage V O
Becomes V O = V BAT −V F.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の回路におい
て、SRAM4の動作電圧の最小値が4.5Vで、デー
タを保持するために必要なバックアップ電圧の最小値が
2Vであるとすると、VCC、VBATはそれぞれ次の式で
示される電圧を有することが必要となる。 VCC=4.5+VF・・・(1) VBAT=2+VF ・・・(2) これは、VCCやVBATとして4.5Vや2Vよりもスイッ
チングダイオードのVF分だけ高い値がVCCやVBATの許
容最小値になるということを意味している。一方、SR
AM4はバックアップ時に印加されている電圧が2V位
になると、保持状態がぎりぎりとなり、0.2Vぐらい
の電圧の揺れが一瞬でも生じたりすると、SRAM4に
記憶しているデータが消去されてしまう。また、主電源
にノイズが乗ってそのノイズによるVCCの電圧低下が生
じると、SRAM4の動作時に誤動作が生じたりする。In the above conventional circuit, if the minimum value of the operating voltage of the SRAM 4 is 4.5V and the minimum value of the backup voltage required to hold the data is 2V, then V CC , V BAT must each have a voltage represented by the following equation. V CC = 4.5 + V F (1) V BAT = 2 + V F (2) This is because V CC and V BAT are higher than 4.5 V and 2 V by the value of V F of the switching diode. It means that it becomes the minimum allowable value of V CC and V BAT . On the other hand, SR
When the voltage applied to the AM4 at the time of backup is about 2V, the holding state becomes bare, and if the voltage fluctuation of about 0.2V occurs for a moment, the data stored in the SRAM 4 is erased. Further, if noise is applied to the main power supply and the voltage of V CC drops due to the noise, malfunction may occur when the SRAM 4 operates.
【0007】従って、主電源電圧VCC、及びVBATはこ
れらの電圧の揺れやノイズの影響を考慮して或る程度高
めに設定するが、それは許容範囲(マージン)を狭める
ことになる。その上に前記従来例の構成によればダイオ
ードのVFの分だけ更に余計に許容値が狭くなってしま
う。例えば、バックアップ電源2が電池である場合には
VBATは時間とともに下がっていくので、VFを0.5V
とすると、(2)式よりVBATとして2.5V(実際には
電圧の揺れの分の0.2V考慮して2.7V)まで下がっ
た点が許容値となり、VFの分だけ余計にマージンが小
さくなってしまうという欠点があった。Therefore, the main power supply voltages V CC and V BAT are set to a certain degree higher in consideration of fluctuations in these voltages and noise, but this narrows the allowable range (margin). Moreover, according to the structure of the conventional example, the allowable value is further narrowed by the amount of V F of the diode. For example, when the backup power supply 2 is a battery, V BAT drops with time, so V F should be 0.5V.
Then, from the formula (2), the point where V BAT drops to 2.5 V (actually, 2.7 V considering 0.2 V for the fluctuation of the voltage) is the allowable value, and V F is an extra amount. There was a drawback that the margin became small.
【0008】本発明はこのような点に鑑み、スイッチ素
子による電圧ロスを生じないようにした新規な電源切換
え回路を提供することを目的とする。また、本発明はそ
のような電圧ロスを生じない電源切換え回路において適
切な切換え制御がなされるようにすることを目的とす
る。In view of the above points, the present invention has an object of providing a novel power supply switching circuit in which a voltage loss due to a switch element does not occur. Another object of the present invention is to perform appropriate switching control in a power supply switching circuit that does not cause such voltage loss.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明では、負荷回路に主電源とバックアップ電源を
切り換えて供給する電源切換え回路において、主電源と
出力端子間に接続されたMOSトランジスタより成る第
1スイッチ手段と、バックアップ電源と前記出力端子間
に接続されたMOSトランジスタより成る第2スイッチ
手段と、前記第1、第2スイッチ手段をそれぞれ構成す
る各MOSトランジスタにスイッチング電圧を与えるス
イッチ制御手段とを設けた構成としている。In order to achieve the above object, according to the present invention, a MOS transistor connected between a main power supply and an output terminal in a power supply switching circuit for supplying a load circuit by switching between a main power supply and a backup power supply. A first switch means, a second switch means composed of a MOS transistor connected between a backup power source and the output terminal, and a switch for applying a switching voltage to each of the MOS transistors forming the first and second switch means. A control means is provided.
【0010】前記スイッチ制御回路は、検出手段によっ
て主電源が予め定めた所定電圧より下がるのを検出して
第1スイッチ手段をOFF、第2スイッチ手段をONと
するように構成するとよい。この場合、前記検出手段を
コンパレータと、主電源に基づく電圧を前記コンパレー
タに印加する手段と、前記コンパレータに上記所定電圧
としての基準電圧を印加する基準電圧回路とから構成し
てもよい。そして、その基準電圧回路は、主電源を電源
とするとともに基準電圧を保持するコンデンサで構成し
てもよく、或いは上記バックアップ電源からの電圧を入
力するバッファ増幅器を設け、このバッファ増幅器の出
力電圧を上記基準電圧とするようにしてもよい。The switch control circuit may be configured to detect that the main power supply has dropped below a predetermined voltage determined by the detection means and turn the first switch means off and the second switch means on. In this case, the detection means may be composed of a comparator, means for applying a voltage based on the main power source to the comparator, and a reference voltage circuit for applying the reference voltage as the predetermined voltage to the comparator. The reference voltage circuit may be composed of a capacitor that holds the reference voltage while using the main power supply as the power supply, or a buffer amplifier that inputs the voltage from the backup power supply is provided and the output voltage of this buffer amplifier is set. You may make it the said reference voltage.
【0011】更に前記スイッチ制御回路は、主電源の電
圧が予め定めた所定電圧より下がるのを検出する第1の
検出手段と、主電源の電圧が予め定めた所定電圧より下
がるのを検出する第2の検出手段を接続できる端子と、
前記第1の検出手段の出力と前記端子からの電圧を受け
るとともに前記第1検出手段の出力と前記端子からの電
圧がいずれも主電源の電圧がそれぞれの所定電圧より下
がったのを検出した出力であるときに前記第1スイッチ
手段をOFF、第2スイッチ手段をONとなす出力を発
生する論理回路とから構成することができる。The switch control circuit further includes a first detecting means for detecting that the voltage of the main power source is lower than a predetermined voltage, and a first detecting means for detecting that the voltage of the main power source is lower than the predetermined voltage. A terminal to which the detecting means of 2 can be connected,
An output that receives the output of the first detection means and the voltage from the terminal, and that the output of the first detection means and the voltage from the terminal both detect that the voltage of the main power supply has dropped below a predetermined voltage. And a logic circuit that generates an output that turns off the first switch means and turns on the second switch means.
【0012】[0012]
【作用】上記のように、電源切換え回路を、主電源と出
力端子間に接続されたMOSトランジスタより成る第1
スイッチ手段と、バックアップ電源と前記出力端子間に
接続されたMOSトランジスタより成る第2スイッチ手
段と、前記第1、第2スイッチ手段をそれぞれ構成する
各MOSトランジスタにスイッチング電圧を与えるスイ
ッチ制御手段とを設けた構成とすると、第1、第2スイ
ッチ手段がMOSトランジスタで構成されているためス
イッチ手段による電圧ロスが発生せず、従って、その
分、電源電圧低下の許容範囲(マージン)及びバックア
ップ電圧低下の許容範囲(マージン)が広くなる。As described above, the power supply switching circuit includes the first MOS transistor connected between the main power supply and the output terminal.
Switch means, second switch means composed of a MOS transistor connected between a backup power source and the output terminal, and switch control means for applying a switching voltage to each MOS transistor constituting the first and second switch means. With the configuration provided, since the first and second switch means are composed of MOS transistors, voltage loss due to the switch means does not occur, and accordingly, the allowable range (margin) of power supply voltage decrease and the backup voltage decrease correspondingly. The allowable range (margin) of is widened.
【0013】また、スイッチ制御回路を、検出手段によ
って主電源が予め定めた所定電圧より下がるのを検出し
て第1スイッチ手段をOFF、第2スイッチ手段をON
とするように構成すると、主電源電圧が所定電圧より下
がる前にバックアップ電源に切り換えるので、例えば負
荷回路がSRAMのような場合に主電源電圧低下時にデ
ータの確実な保持が可能となる。Further, the switch control circuit detects that the main power supply has dropped below a predetermined voltage by the detecting means and turns off the first switch means and turns on the second switch means.
With this configuration, the backup power supply is switched before the main power supply voltage falls below a predetermined voltage, so that it is possible to reliably hold data when the main power supply voltage drops, for example, when the load circuit is an SRAM.
【0014】尚、このような所定電圧は基準電圧として
作ってやらなければならないが、この基準電圧をバック
アップ電源を利用して形成する場合、バックアップ電源
からの電圧を入力するバッファ増幅器を設け、このバッ
ファ増幅器の出力電圧を利用して上記基準電圧とするよ
うに構成すると、増幅器(該増幅器がMOSトランジス
タで構成され、そのゲートにバックアップ電源からの電
圧を印加する場合を想定すれば分かりやすいように)に
対しバックアップ電源から電流が流れず、電圧だけが印
加されるので、バックアップ電源のパワーを殆ど消費し
なくてすむ。It should be noted that such a predetermined voltage must be created as a reference voltage. However, when this reference voltage is formed by using a backup power supply, a buffer amplifier for inputting the voltage from the backup power supply is provided, and If the output voltage of the buffer amplifier is used as the reference voltage, it will be easy to understand if an amplifier (the amplifier is composed of a MOS transistor and a voltage from a backup power supply is applied to its gate is applied). ), No current flows from the backup power supply, and only the voltage is applied, so that almost no power is consumed from the backup power supply.
【0015】前記スイッチ制御回路を、主電源の電圧が
予め定めた所定電圧より下がるのを検出する第1の検出
手段と、主電源の電圧が予め定めた所定電圧より下がる
のを検出する第2の検出手段を接続できる端子と、前記
第1の検出手段の出力と前記端子からの電圧を受けると
ともに前記第1検出手段の出力と前記端子からの電圧が
いずれも主電源の電圧がそれぞれの所定電圧より下がっ
たのを検出した出力であるときに前記第1スイッチ手段
をOFF、第2スイッチ手段をONとなす出力を発生す
る論理回路とから構成した場合には、第1検出手段を例
えばMOSトランジスタを用いて構成したことにより、
検出電圧のバラツキが生じても、第2検出手段によっ
て、その検出の不正確さを補償することが可能となる。In the switch control circuit, first detecting means for detecting that the voltage of the main power source falls below a predetermined voltage, and second detection means for detecting that the voltage of the main power source falls below a predetermined voltage. And a terminal to which the detecting means can be connected, the output of the first detecting means and the voltage from the terminal are received, and the output of the first detecting means and the voltage from the terminal are both predetermined voltage of the main power source. In the case where the first detection means is composed of a logic circuit for generating an output that turns off the first switch means and turns on the second switch means when the output is detected when the voltage drops below the voltage, the first detection means is, for example, a MOS. By using a transistor,
Even if the detected voltage varies, the second detecting means can compensate the inaccuracy of the detection.
【0016】[0016]
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に従って説
明する。本発明を実施した図1において、図7の従来例
と同一の部分には同一の符号を付してある。本実施例で
は主電源1と出力端子3との間、及びバックアップ電源
2と出力端子3の間に接続するスイッチ手段としてそれ
ぞれP型のMOSトランジスタP1、P2を使用してい
る。5はこれらのMOSトランジスタP1、P2の切換
えを行なうための制御電圧を各MOSトランジスタP
1、P2のゲートに与えるスイッチ制御回路である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings. In FIG. 1 in which the present invention is implemented, the same parts as those in the conventional example of FIG. 7 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, P-type MOS transistors P1 and P2 are used as switching means connected between the main power supply 1 and the output terminal 3 and between the backup power supply 2 and the output terminal 3, respectively. Reference numeral 5 denotes a control voltage for switching between these MOS transistors P1 and P2.
This is a switch control circuit that is given to the gates of P1 and P2.
【0017】SRAM4を動作させる場合は、スイッチ
制御回路5からMOSトランジスタP1のゲートにロー
レベル電圧を与えて該MOSトランジスタP1をON状
態にするとともにMOSトランジスタP2のゲートにハ
イレベル電圧を与えて該MOSトランジスタP2をOF
Fになす。SRAM4をバックアップ状態とするときに
は、スイッチ制御回路5はMOSトランジスタP1のゲ
ートにハイレベル電圧、MOSトランジスタP2のゲー
トにローレベル電圧をそれぞれ与えてMOSトランジス
タP1をOFF状態、MOSトランジスタP2をON状
態になす。When the SRAM 4 is operated, a low level voltage is applied from the switch control circuit 5 to the gate of the MOS transistor P1 to turn on the MOS transistor P1 and a high level voltage is applied to the gate of the MOS transistor P2. Open the MOS transistor P2
F to. When the SRAM 4 is brought into the backup state, the switch control circuit 5 applies a high level voltage to the gate of the MOS transistor P1 and a low level voltage to the gate of the MOS transistor P2 to turn off the MOS transistor P1 and turn on the MOS transistor P2. Eggplant
【0018】このように本実施例では主電源1とバック
アップ電源2を切換えるスイッチ手段としてMOSトラ
ンジスタP1、P2を用いているので、その電圧ロスは
殆ど零であり、SRAM4に対しVCCとしては最小4.
5V、VBATとしては最小2V(電圧の揺れやノイズの
影響を考慮する場合は4.5V、2Vよりやや高めにす
る)まで許容範囲が広がることになる。従って、例えば
バックアップ電源2として電池を用いた場合、電池の使
用できる寿命が従来例に比し延びることになる。As described above, in this embodiment, since the MOS transistors P1 and P2 are used as the switch means for switching the main power source 1 and the backup power source 2, the voltage loss thereof is almost zero and the SRAM 4 has the minimum V CC. 4.
5V, becomes (if considering the effect of shaking and noise voltage 4.5V, slightly to higher than 2V) minimum 2V to be spread tolerance as V BAT. Therefore, for example, when a battery is used as the backup power source 2, the usable life of the battery is extended as compared with the conventional example.
【0019】図2は前記スイッチ制御回路5の詳細を示
している。このスイッチ制御回路5は主電源電圧VCCを
抵抗R1、R2で分圧した(イ)点の電圧をコンパレー
タ6で基準電圧Vrefと比較し、(イ)点の電位が基準
電圧Vrefよりも低くなると、コンパレータ6の出力は
ハイレベルからローレベルとなる。FIG. 2 shows the details of the switch control circuit 5. The switch control circuit 5 compares the voltage at point (A) obtained by dividing the main power supply voltage V CC by the resistors R1 and R2 with the reference voltage Vref at the comparator 6, and the potential at point (A) is lower than the reference voltage Vref. Then, the output of the comparator 6 changes from high level to low level.
【0020】この出力は第1インバータG1で反転され
てMOSトランジスタP1のゲートにハイレベル電圧と
して印加され、MOSトランジスタP1をOFFにな
す。また、第1インバータG1の出力を更に第2インバ
ータG2で反転することによりMOSトランジスタP2
のゲートにはローレベルとして加わり、該MOSトラン
ジスタP2をONさせる。これによって出力端子3には
バックアップ電圧VBATが導出される。出力端子3に接
続されるSRAM4が主電源VCCの低下によってデータ
が消えてしまう前に上記の切換えが行なわれなければな
らない。そのため、基準電圧Vrefは、SRAM4のデ
ータが消えない値に選ばれるものとする。This output is inverted by the first inverter G1 and applied as a high level voltage to the gate of the MOS transistor P1 to turn off the MOS transistor P1. Further, by inverting the output of the first inverter G1 by the second inverter G2, the MOS transistor P2
Is applied as a low level to the gate of to turn on the MOS transistor P2. As a result, the backup voltage V BAT is derived at the output terminal 3. The above switching must be performed before the SRAM 4 connected to the output terminal 3 loses the data due to the decrease of the main power supply V CC . Therefore, it is assumed that the reference voltage Vref is selected so that the data in the SRAM 4 does not disappear.
【0021】このようにすることによって機器のメイン
スイッチがOFFとなって主電源電圧VCCが下がると
き、該VCCがSRAM4のデータを消去しない電圧値で
あるうちにバックアップ電源2からの電圧VBATを出力
端子3に出力するように切換えが行なわれる。By doing so, when the main switch of the equipment is turned off and the main power supply voltage V CC drops, the voltage V CC from the backup power supply 2 is maintained while the V CC is a voltage value that does not erase the data in the SRAM 4. Switching is performed so that BAT is output to output terminal 3.
【0022】基準電圧Vrefを与える基準電圧源7の構
成は種々考えられるが、例えば1つの構成として図3の
ようにVCCを電源電圧とし、抵抗R4、R5とそのR5
に並列なコンデンサC1とから構成し、C1の電圧を基
準電圧とすることによって実現できる。Various configurations of the reference voltage source 7 for giving the reference voltage Vref are conceivable. For example, as one configuration, as shown in FIG. 3, V CC is used as a power supply voltage, and resistors R4 and R5 and their R5 are used.
It can be realized by using a capacitor C1 in parallel with the capacitor C1 and using the voltage of C1 as a reference voltage.
【0023】前記図3の基準電源7は主電源電圧VCCを
利用した形態であるが、次の図4は基準電圧Vrefをバ
ックアップ電源2から得ている。図4において、バック
アップ電源2の電圧(バックアップ電源電圧)VBATは
バッファ増幅器8に印加されている。バックアップ電源
電圧VBATが3Vであるとすると、バッファ増幅器8の
出力も3Vとなる。この電圧は抵抗R6、R7によって
分圧され、(ロ)点の電圧がコンパレータ6の(−)端
子に印加される。この場合、バッファ増幅器8をMOS
トランジスタで構成すると、そのゲートにはバックアッ
プ電源2から電圧が印加されるだけであって、電流は流
れないので、バックアップ電源2のパワーが消費されな
いという利点を享受できる。The reference power supply 7 of FIG. 3 is a form using the main power supply voltage V CC , but in the next FIG. 4, the reference voltage Vref is obtained from the backup power supply 2. In FIG. 4, the voltage of the backup power supply 2 (backup power supply voltage) V BAT is applied to the buffer amplifier 8. If the backup power supply voltage V BAT is 3V, the output of the buffer amplifier 8 will also be 3V. This voltage is divided by the resistors R6 and R7, and the voltage at the point (b) is applied to the (−) terminal of the comparator 6. In this case, the buffer amplifier 8 is
If the transistor is used, only the voltage is applied from the backup power supply 2 to its gate, and no current flows. Therefore, it is possible to enjoy the advantage that the power of the backup power supply 2 is not consumed.
【0024】図5はスイッチ制御回路5に関し、他の構
成を採っている。即ち、ここでは主電源電圧VCCと基準
電圧Vrefとの比較を行なうコンパレータ6aの出力を
NORゲート9の入力とし、NORゲート9の他の入力
は端子10より得るように構成されている。線路11及
び端子10はいずれも抵抗R8、R9を介して接地電位
に接続されている。NORゲート9の出力はMOSトラ
ンジスタP1のゲートに与えられるとともにインバータ
G2を介してMOSトランジスタP2のゲートに与えら
れる。FIG. 5 shows another configuration of the switch control circuit 5. That is, here, the output of the comparator 6a for comparing the main power supply voltage V CC and the reference voltage Vref is used as the input of the NOR gate 9, and the other input of the NOR gate 9 is obtained from the terminal 10. Both the line 11 and the terminal 10 are connected to the ground potential via resistors R8 and R9. The output of NOR gate 9 is applied to the gate of MOS transistor P1 and also applied to the gate of MOS transistor P2 via inverter G2.
【0025】端子10には外部回路として主電源VCCを
基準電圧Vrefと比較する他のコンパレータ6bが接続
できる。今、コンパレータ6aをNORゲート9、イン
バータG2等とともにMOSトランジスタで同一のIC
チップに形成したとき、このMOSトランジスタで構成
されたコンパレータ6aはその特性のバラツキが生じ易
く、VCCの低下を正確に検出できない(従って、主電源
電圧VCCがSRAM4のデータ保持範囲を超えて下がっ
たところで動作する)場合が生じる。Another comparator 6b for comparing the main power supply V CC with the reference voltage Vref can be connected to the terminal 10 as an external circuit. Now, the comparator 6a is a MOS transistor together with the NOR gate 9, the inverter G2, etc.
When formed on a chip, the comparator 6a composed of this MOS transistor is likely to have variations in its characteristics and cannot accurately detect a decrease in V CC (thus, the main power supply voltage V CC exceeds the data holding range of the SRAM 4). It works when it goes down).
【0026】このような不具合を避け、主電源電圧VCC
が所定電圧に下がったところで確実に電源の切換えが行
なわれるようにするべく、端子10に精度のよい例えば
バイポーラトランジスタを能動素子とするコンパレータ
6bを接続し、それらのコンパレータ6a、6bがいず
れも検出動作をして、それらの出力がローレベルとなっ
たとき電源の切換えが遂行されるようになすとよい。
尚、これらのコンパレータ6a、6bの出力はVCCの上
記低下検出が行なわれない状態ではハイレベル電圧であ
る。To avoid such a problem, the main power supply voltage V CC
In order to ensure that the power supply is switched when the voltage drops to a predetermined voltage, a highly accurate comparator 6b having, for example, a bipolar transistor as an active element is connected to the terminal 10 and both comparators 6a and 6b detect it. It is advisable to operate so that the switching of the power supplies is performed when their outputs go low.
The outputs of these comparators 6a and 6b are high-level voltages in the state where the decrease in V CC is not detected.
【0027】このようにすると、精度のよい電源切換え
が実現できるが、予めコンパレータ6aの検出点(従っ
て、基準電圧)を高めにとっておく(その分マージンは
狭くなる)ことにより上記バラツキを吸収した場合に
は、端子10に前記コンパレータ6bを接続する必要は
なくなるが、このようにコンパレータ6bを接続しなく
ても、端子10が抵抗R9で接地点に接続されているた
めNORゲート9はコンパレータ6aの動作だけにも対
応できる。In this way, the power supply can be switched with high accuracy, but if the above-mentioned variation is absorbed by raising the detection point (thus, the reference voltage) of the comparator 6a in advance (the margin becomes narrower accordingly). In this case, it is not necessary to connect the comparator 6b to the terminal 10. However, even if the comparator 6b is not connected in this way, since the terminal 10 is connected to the ground point by the resistor R9, the NOR gate 9 is connected to the comparator 6a. It can also be used only for movement.
【0028】最後に、図6は本発明に係る電源切換え回
路の具体的な適用例を示している。同図において、20
は1つのICチップであり、主電源電圧VCCの入力用の
端子21、バックアップ電源電圧入力用の端子22、電
源電圧出力端子23、信号入力端子25、信号出力端子
24を備えている。Finally, FIG. 6 shows a concrete application example of the power supply switching circuit according to the present invention. In the figure, 20
Is an IC chip, and has a terminal 21 for inputting a main power supply voltage V CC , a terminal 22 for inputting a backup power supply voltage, a power supply voltage output terminal 23, a signal input terminal 25, and a signal output terminal 24.
【0029】26は入力端子25から入力された信号を
デコードするデコーダであり、27はそのデコーダ26
からの出力データを受けて出力端子24へ供給するバッ
ファ回路である。一方、28は検出回路、29はゲート
回路である。これらの検出回路28とゲート回路29は
先に説明したスイッチ制御回路5を構成する。Reference numeral 26 is a decoder for decoding the signal input from the input terminal 25, and 27 is the decoder 26.
Is a buffer circuit that receives output data from the device and supplies it to the output terminal 24. On the other hand, 28 is a detection circuit and 29 is a gate circuit. The detection circuit 28 and the gate circuit 29 form the switch control circuit 5 described above.
【0030】ここで、デコーダ26と検出回路28は主
電源電圧VCCを動作電圧とし、バッファ回路27とゲー
ト回路29は出力電圧VOを動作電圧としているものと
する。そして、端子23及び24にはSRAM4が接続
されるものとする。Here, it is assumed that the decoder 26 and the detection circuit 28 use the main power supply voltage V CC as the operating voltage, and the buffer circuit 27 and the gate circuit 29 use the output voltage V O as the operating voltage. The SRAM 4 is connected to the terminals 23 and 24.
【0031】図6において、今、主電源電圧VCCが出力
端子23に導出されている状態において、そのVCCが下
がると、検出回路28及びゲート回路29によりMOS
トランジスタP1がOFF、MOSトランジスタP2が
ONし、出力端子23にはVBATが出力され、これはS
RAM4に与えられるだけでなく、バッファ回路27及
びゲート回路29にも与えられる。従って、VCCがデコ
ーダ26、検出回路28の動作不能電位まで降下しても
バッファ回路27、ゲート回路29にはVBATが供給さ
れているためP1はOFF、P2はON、出力端子23
は出力状態を維持することが可能になる。In FIG. 6, when the main power supply voltage V CC is being led to the output terminal 23 and the V CC decreases, the detection circuit 28 and the gate circuit 29 cause the MOS circuit to operate.
The transistor P1 is turned off, the MOS transistor P2 is turned on, and V BAT is output to the output terminal 23.
Not only is given to the RAM 4, but also given to the buffer circuit 27 and the gate circuit 29. Therefore, even if V CC drops to the inoperable potential of the decoder 26 and the detection circuit 28, V BAT is supplied to the buffer circuit 27 and the gate circuit 29, so P1 is OFF, P2 is ON, and the output terminal 23 is
Can maintain the output state.
【0032】SRAM4のデータ保持不能はそれに加わ
る電源電圧の所定値を超える低下だけでなく、リード/
ライトの信号の電圧低下によってもデータが消えてしま
う場合があるが、図6の回路はその電源電圧と信号の双
方に関してデータ保持を図るように手当されている。Not being able to retain the data in the SRAM 4 not only causes the power supply voltage applied thereto to drop beyond a predetermined value, but also causes read / write.
Although the data may be lost due to the voltage drop of the write signal, the circuit of FIG. 6 is provided to retain the data regarding both the power supply voltage and the signal.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
源切換え回路を、主電源と出力端子間に接続されたMO
Sトランジスタより成る第1スイッチ手段と、バックア
ップ電源と前記出力端子間に接続されたMOSトランジ
スタより成る第2スイッチ手段と、前記第1、第2スイ
ッチ手段をそれぞれ構成する各MOSトランジスタにス
イッチング電圧を与えるスイッチ制御手段とを設けた構
成とすると、第1、第2スイッチ手段がMOSトランジ
スタで構成されているためスイッチ手段による電圧ロス
が発生せず、従って、その分、電源電圧の低下及びバッ
クアップ電圧の許容範囲(マージン)が広くなる。As described above, according to the present invention, the power supply switching circuit is connected to the MO between the main power supply and the output terminal.
A switching voltage is applied to the first switch means composed of an S transistor, the second switch means composed of a MOS transistor connected between the backup power supply and the output terminal, and each MOS transistor forming each of the first and second switch means. When the switch control means for giving is provided, the first and second switch means are composed of MOS transistors, so that the voltage loss due to the switch means does not occur. Therefore, the power supply voltage is lowered and the backup voltage is correspondingly increased. The allowable range (margin) of is widened.
【0034】また、スイッチ制御回路を、検出手段によ
って主電源が予め定めた所定電圧より下がるのを検出し
て第1スイッチ手段をOFF、第2スイッチ手段をON
とするように構成すると、主電源電圧が所定電圧より下
がる前にバックアップ電源に切り換えるので、例えば負
荷回路がSRAMのような場合にデータの確実な保持が
が可能となる。Further, the switch control circuit detects that the main power supply has dropped below a predetermined voltage by the detecting means and turns off the first switch means and turns on the second switch means.
With such a configuration, the backup power supply is switched before the main power supply voltage falls below a predetermined voltage, so that it is possible to reliably hold data when the load circuit is an SRAM, for example.
【0035】尚、このような所定電圧は基準電圧として
作ってやらなければならないが、この基準電圧をバック
アップ電源を利用して形成する場合、バックアップ電源
からの電圧を入力するバッファ増幅器を設け、このバッ
ファ増幅器の出力電圧を上記基準電圧とするように構成
すると、増幅器(該増幅器がMOSトランジスタで構成
され、そのゲートにバックアップ電源からの電圧を印加
する場合を想定すれば分かりやすいように)に対しバッ
クアップ電源から電流が流れず、電圧だけが印加される
ので、バックアップ電源のパワーを殆ど消費しなくてす
む。It should be noted that such a predetermined voltage must be created as a reference voltage. However, when this reference voltage is formed by using a backup power supply, a buffer amplifier for inputting the voltage from the backup power supply is provided, and When the output voltage of the buffer amplifier is configured to be the above-mentioned reference voltage, it is easy to understand if it is assumed that the amplifier is composed of a MOS transistor and the voltage from the backup power supply is applied to its gate. Since current does not flow from the backup power supply and only voltage is applied, the backup power supply consumes almost no power.
【0036】前記スイッチ制御回路を、主電源の電圧が
予め定めた所定電圧より下がるのを検出する第1の検出
手段と、主電源の電圧が予め定めた所定電圧より下がる
のを検出する第2の検出手段を接続できる端子と、前記
第1の検出手段の出力と前記端子からの電圧を受けると
ともに前記第1検出手段の出力と前記端子からの電圧が
いずれも主電源の電圧がそれぞれの所定電圧より下がっ
たのを検出した出力であるときに前記第1スイッチ手段
をOFF、第2スイッチ手段をONとなす出力を発生す
る論理回路とから構成した場合には、第1検出手段を例
えばMOSトランジスタを用いて構成したことにより、
検出電圧のバラツキが生じても、第2検出手段によっ
て、その検出の不正確さを補償することが可能となる。In the switch control circuit, the first detecting means for detecting that the voltage of the main power source is lower than a predetermined voltage, and the second detecting means for detecting that the voltage of the main power source is lower than the predetermined voltage. And a terminal to which the detecting means can be connected, the output of the first detecting means and the voltage from the terminal are received, and the output of the first detecting means and the voltage from the terminal are both predetermined voltage of the main power source. In the case where the first detection means is composed of a logic circuit for generating an output that turns off the first switch means and turns on the second switch means when the output is detected when the voltage drops below the voltage, the first detection means is, for example, a MOS. By using a transistor,
Even if the detected voltage varies, the second detecting means can compensate the inaccuracy of the detection.
【図1】本発明を実施した電源切換え回路を示す回路
図。FIG. 1 is a circuit diagram showing a power supply switching circuit embodying the present invention.
【図2】本発明を実施した電源切換え回路のスイッチ制
御回路例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of a switch control circuit of a power supply switching circuit embodying the present invention.
【図3】図2の基準電圧源を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the reference voltage source of FIG.
【図4】本発明を実施した電源切換え回路の他のスイッ
チ制御回路例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing another switch control circuit example of the power supply switching circuit embodying the present invention.
【図5】本発明を実施した電源切換え回路の更に他のス
イッチ制御回路例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing still another switch control circuit example of the power supply switching circuit embodying the present invention.
【図6】本発明の具体的適用例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a specific application example of the present invention.
【図7】従来例の電源切換え回路を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a conventional power supply switching circuit.
1 主電源 2 バックアップ電源 3 出力端子 4 SRAM 5 スイッチ制御回路 6 コンパレータ 7 基準電圧源 8 バッファ増幅器 9 NORゲート 10 端子 21 主電源電圧入力端子 22 バックアップ電源電圧入力端子 23 電源電圧出力端子 24 信号出力端子 25 信号入力端子 26 デコーダ 27 バッファ回路 28 検出回路 29 ゲート回路 P1、P2 MOSトランジスタ VCC 主電源電圧 VBAT バックアップ電源電圧 VO 出力電圧 G1、G2 インバータ1 Main power supply 2 Backup power supply 3 Output terminal 4 SRAM 5 Switch control circuit 6 Comparator 7 Reference voltage source 8 Buffer amplifier 9 NOR gate 10 Terminal 21 Main power supply voltage input terminal 22 Backup power supply voltage input terminal 23 Power supply voltage output terminal 24 Signal output terminal 25 signal input terminal 26 the decoder 27 buffer circuit 28 detecting circuit 29 gate circuits P1, P2 MOS transistor V CC mains voltage V BAT backup supply voltage V O output voltage G1, G2 inverter
Claims (7)
り換えて供給する電源切換え回路において、 主電源と出力端子間に接続されたMOSトランジスタよ
り成る第1スイッチ手段と、 バックアップ電源と前記出力端子間に接続されたMOS
トランジスタより成る第2スイッチ手段と、 前記第1、第2スイッチ手段をそれぞれ構成する各MO
Sトランジスタにスイッチング電圧を与えるスイッチ制
御手段と、 から成る電源切換え回路。1. A power supply switching circuit for switching between a main power supply and a backup power supply to a load circuit, wherein a first switch means composed of a MOS transistor connected between the main power supply and the output terminal, between the backup power supply and the output terminal. MOS connected to
Second switch means composed of transistors, and each MO constituting the first and second switch means, respectively.
A power supply switching circuit comprising a switch control means for applying a switching voltage to the S transistor.
た所定電圧より下がるのを検出する検出手段を有してお
り、該検出手段の出力は前記主電源電圧の低下が検出さ
れたとき前記第1スイッチ手段をOFF、第2スイッチ
手段をONとするように働くことを特徴とする請求項1
に記載の電源切換え回路。2. The switch control circuit has a detection means for detecting that the main power supply falls below a predetermined voltage, and the output of the detection means is the output when the decrease in the main power supply voltage is detected. The first switch means is turned off and the second switch means is turned on.
The power supply switching circuit described in.
基づく電圧を前記コンパレータに印加する手段と、前記
コンパレータに上記所定電圧としての基準電圧を印加す
る基準電圧回路と、から成っている請求項2に記載の電
源切換え回路。3. The detecting means comprises a comparator, a means for applying a voltage based on a main power source to the comparator, and a reference voltage circuit for applying a reference voltage as the predetermined voltage to the comparator. 2. The power supply switching circuit described in 2.
するとともに基準電圧を保持するコンデンサを含んでい
ることを特徴とする請求項3に記載の電源切換え回路。4. The power supply switching circuit according to claim 3, wherein the reference voltage circuit includes a capacitor that uses the main power supply as a power supply and holds a reference voltage.
からの電圧を入力するバッファ増幅器を含んでおり、こ
のバッファ増幅器の出力電圧を上記基準電圧とする請求
項3に記載の電源切換え回路。5. The power supply switching circuit according to claim 3, wherein the reference voltage circuit includes a buffer amplifier for inputting a voltage from the backup power supply, and the output voltage of the buffer amplifier is the reference voltage.
圧が予め定めた所定電圧より下がるのを検出する第1の
検出手段と、前記主電源の電圧が予め定めた所定電圧よ
り下がるのを検出する第2の検出手段を接続できる端子
と、前記第1の検出手段の出力と前記端子からの電圧を
受けるとともに前記第1検出手段の出力と前記端子から
の電圧がいずれも前記主電源の電圧がそれぞれの所定電
圧より下がったのを検出した出力であるときに前記第1
スイッチ手段をOFF、第2スイッチ手段をONとなす
出力を発生する論理回路と、から成ることを特徴とする
請求項1に記載の電源切換え回路。6. The switch control circuit includes first detecting means for detecting that the voltage of the main power source is lower than a predetermined voltage, and a voltage of the main power source is lower than a predetermined voltage. A terminal to which a second detecting means for detecting can be connected, an output of the first detecting means and a voltage from the terminal are received, and both the output of the first detecting means and the voltage from the terminal are of the main power source. When the output is obtained by detecting that the voltage has dropped below each predetermined voltage, the first
2. The power supply switching circuit according to claim 1, further comprising a logic circuit that generates an output that turns off the switch means and turns on the second switch means.
く、前記スイッチ制御手段にも与えられるとともに負荷
回路駆動用の信号供給回路にも与えられることを特徴と
する請求項1に記載の電源切換え回路。7. The power supply according to claim 1, wherein the voltage of the output terminal is applied not only to the load circuit but also to the switch control means and also to the signal supply circuit for driving the load circuit. Switching circuit.
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