專利名稱：延遲電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電容器充電/放電的延遲電路和一種使用該延遲電路的器件。
圖2中示出了一種用來電容器充電/放電的常規(guī)延遲電路。首先說明這種延遲電路的工作。
在一初始狀態(tài)，因?yàn)殚_關(guān)1接通(閉合)和開關(guān)2斷開(打開)，所以連接到電容7的端點(diǎn)A具有(V1-V2)的電位。為了啟動這個延遲電路的工作，將一信號加到輸入端11。當(dāng)該信號加到輸入端11時，控制電路8將開關(guān)1斷開和將開關(guān)2接通。恒流源12連接到端A，并且連接到端A的電容器7的電荷被放電。
當(dāng)端A的電位變?yōu)閰⒖茧妷?的電位V3時，比較器9的輸出被反相。因?yàn)樗枰欢ǖ臅r間去放電，所以這個電路被用作延遲電路。這里，從該控制電路8的工作開始到比較器9的輸出被反相的時間成為一延遲時間。
這些狀態(tài)示于圖3中。圖3的水平軸表示時間而垂直軸表示電壓。在初始狀態(tài)，雖然在圖2中的端A處的電位是(V1-V2)，當(dāng)該信號被輸入到輸入端11時該電容自時間ta開始通過恒定電流被放電，從而使端A處電位下降。此后，當(dāng)在端A處的電位達(dá)到參考電壓5的電位V3時，比較器的輸出電壓被反相。
當(dāng)電容7的電容值為CO，并且恒流源12的恒流值IO時，延遲時間TO變?yōu)槿缦滤綶等式1]TO=CO×(V1-V2-V3)×IO當(dāng)該電容值CO變大或恒流值IO變小時，該延遲時間可被延長。另一方面，當(dāng)該電容值CO變小或恒流值IO變大時，該延遲時間可被縮短。
在作為已有技術(shù)的如圖2所示的用作對電容器充電/放電的該延遲電路的情況中，存在有如下所述的問題。
在上述的延遲電路中，在被連接到電容器7的端A被短路為電位V1的狀態(tài)時出現(xiàn)一麻煩。在被連接到電容器7的端A達(dá)到具有屬于(V1-V2)電壓的情況中，比較器9的反相輸入端不會變?yōu)榈陀赩3。因此，比較器9的輸出不被反相。這意味著不會實(shí)現(xiàn)延遲，并且該延遲時間被無限地延長。圖4示出了在這時的電位。與電容器7相連的端A以一異常狀態(tài)被連接并且具有電位V1。因此，在端A處的電壓總是電位V1，并且反相器9的輸出不被反相。
這種延遲電路還用作保護(hù)電路或誤操作防止電路。例如，在一鋰離子電池中，當(dāng)一電壓變高時，可能有著火的危險。因此，提供一過充電保護(hù)電路。延遲電路可以用于過充電保護(hù)電路。此外，該延遲電路還用于鋰離子電池的充電器中以設(shè)置一充電時間(充電停止電路)等。因此，當(dāng)如

圖1所示的與電容器7連接的端A被短路到一高于(V1-V2)的電壓時，過充電保護(hù)電路或充電停止電路不工作，并且呈現(xiàn)一非常危險狀態(tài)。如果該充電器的延遲不工作，則充電永久地繼續(xù)進(jìn)行，并且充電器和鋰離子電也發(fā)熱。這就會導(dǎo)致一非常危險的狀態(tài)從而可能出現(xiàn)著火或裝置發(fā)熱。
在一提供保護(hù)或改善安全的電路中，如果出現(xiàn)一故障，則某種保護(hù)必須工作。必須實(shí)現(xiàn)所謂的故障保險。在本發(fā)明的情況中，即使延遲時間被縮短，也要求輸出電壓被反相并將一信號傳送到外部。
在用于對一電容器充電/放電以設(shè)置一延遲時間的延遲電路中，增加了用來檢測超過一予置電壓范圍的電容器的一端電壓的電壓檢測電路。
圖1示出了本發(fā)明一延遲電路的一實(shí)施例。
圖2示出了一常規(guī)延遲電路。
圖3示出了該常規(guī)延遲電路的狀態(tài)變化。
圖4示出了該常規(guī)延遲電路的狀態(tài)變化。
圖5示出了本發(fā)明的一延遲電路的一實(shí)施例的狀態(tài)變化。
圖6示出了本發(fā)明的該延遲電路的該實(shí)施例的狀態(tài)變化。
圖7示出了本發(fā)明的一延遲電路的另一實(shí)施例。
圖8示出了本發(fā)明的該延遲電路的另一實(shí)施例的狀態(tài)變化。
圖9示出了本發(fā)明的該延遲電路的另一實(shí)施例的狀態(tài)變化。
在使用電容器充電/放電以設(shè)置一個延遲時間的延遲電路中，增加了一個用于檢測所述電容器的一端是否超過執(zhí)行充、放電過程中的一個電壓范圍，從而成功地完成所述延遲時間。
圖1示出了這種延遲電路的一個例子并說明了這種延遲電路的操作。
在初始狀態(tài)，開關(guān)1被接通(閉合)，而開關(guān)2被斷開(打開)。與電容器7相連的端A具有一從電源電壓3的電位V1中減去參考電壓4的電位V2所得到的值。為了啟動該延遲電路的工作，一信號加到輸入端11。當(dāng)該信號進(jìn)入該輸入端11時，控制電路8斷開開關(guān)1并且接通開關(guān)2。假設(shè)比較器9和13總是接通的。一恒流源12被連接到端A，并且電容7連接到端A而被放電。
當(dāng)端A的電位達(dá)到參考電壓5的電位V3時，比較器9的輸出被反相。因?yàn)樗枰欢〞r間去放電，所以該電路可用作延遲電路。這里，從控制電路8的工作開始到比較器9的輸出反相的時間變?yōu)橐谎舆t時間。
當(dāng)電容器7的電容為CO，并且恒流源12的恒流值為IO時，該延遲時間TO變?yōu)槿缦滤綶等式2]TO=CO×(V1-V2-V3)×IO在該端和輸出端電壓變化如圖3所示。
現(xiàn)在，讓我們考慮這樣一種異常工作的情況，即在電容器7和端A之間的連接由-外部因素而被斷開。在這種斷開狀態(tài)中，在控制電路8工作的同時，在端A處電位通過恒流源12而降低，并且比較器9的反相輸入端變?yōu)閂3或更低。因而，比較器9的輸出被反相，在這種狀態(tài)幾乎沒有延遲時間。即使在通過一外部因素而將端A與所連接的電容器7連接到地電位的情況中，當(dāng)控制電路8工作時，因?yàn)槎薃的電壓為V3或更低，所以比較器9的輸出被反相，在這種情況中幾乎沒有延遲時間，并且安全增加。這種情況示于圖5中。
另一方面，存在有通過一外部因素而將端A與連接的電容器7連接到高于(V1-V2)的一電位的情況。在已有技術(shù)中，在這種情況中，該輸出端電壓永遠(yuǎn)不會被反相。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，這種情況被改進(jìn)。也就是，當(dāng)連接到電位V4的端A高于(V1-V2)時，輸出電壓被反相，在這種情況中幾乎沒有延遲寸間，并且安全增加。
作為一特殊的例子，將說明電容器7被短路為電源的電位V1的情況。
在這種狀態(tài)中，當(dāng)控制電路8開始工作時，因?yàn)槎薃的電位變?yōu)楦哂?V1-V2)的V4，可以在本發(fā)明中所提供比較器13的輸出被反相。在上述的該狀態(tài)中，幾乎不存在延遲時間并且比較器的輸出電壓被反相。這時的電壓變化如圖6所示。
圖7示出了另一實(shí)施例。雖然這種電路以與圖2的電路相同方式工作，但是這種電路電容和恒定電路的連接與圖1不同。
在初始狀態(tài)，開關(guān)1接通(閉合)，而開關(guān)2斷開(打開)。電容7預(yù)先具有參考電壓的一電位V2。
為了開始該延遲電路的工作，一信號輸入到輸入端11。當(dāng)該信號加到輸入端11時，控制電路8斷開開關(guān)1并接通開關(guān)2。一恒流源12被連接到端A，并且連接到端A的電容器7被放電。當(dāng)端A處的電位達(dá)到一由從電源電壓的電位V1減法參考電壓5的電位V3所得到的一值時，比較器13的輸出被反相。這時的電壓變化如圖8所示。
當(dāng)通過一外部因素將與該電容器相連的端A連接到低于V4的一電位或連接到高于(V1-V3)的一電位時，比較器9或比較器13的輸出被反相，在這種青況下幾乎不存在有延遲時間。
在圖1的例子中，雖然端A的電位被預(yù)先設(shè)置為(V1-V2)的電位，但這個電位可以是V1到地的任何電位。
在輸入端的電壓被改變之前，即使該電容器的電位是V1或地電位，也可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。這可以由圖1所示電路來說明。在初始狀態(tài)，開關(guān)1和2被斷開。電容器7被予置為地電位。這時，所有開關(guān)1和2，以及比較器9和13均被斷開。為了開始這個延遲電路的工作，將一信號加到輸入端11。當(dāng)該信號輸入到輸入端11時，控制電路8接通該開關(guān)1，從而該電容器7首先被充電到(V1-V2)的電位。之后，開關(guān)1被斷開，開關(guān)2被接通，并且比較器9和13被引入一可工作狀態(tài)。恒流源12與端A連接，并且連接到端A的電容器7放電。當(dāng)在端A的電位達(dá)到參考電壓5的電位V3時，比較器9的輸出被反相。這時端A電壓和輸出端的電位變化如圖9所示。
如果在初始階段該電容器的電位不是VSS也沒有關(guān)系。也就是，只要在初始狀態(tài)該比較器為斷開，電容器4的電位可以為任何狀態(tài)。
雖然描述了上述實(shí)施例，但即使比較器的輸入端或輸入邏輯是以任何方式安裝的也可執(zhí)行本發(fā)明。
上述實(shí)施例可由一半導(dǎo)體集成電路所構(gòu)成。這時，電容難于安裝在該集成電路中，并連接到外部。因此，本發(fā)明顯示了效果。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述，僅僅增添了一簡單電路，這樣一種工作使得即使在一異常時間當(dāng)一電容變?yōu)閿嚅_狀態(tài)或短路為電源電壓電位或地電位時輸出電位也發(fā)生變化，從而提供了增加該整個裝置的可靠性并且改善了安全的效果。
權(quán)利要求
1.一種使用電容器的充電/放電以設(shè)置一延遲時間的延遲電路，其中該延遲電路的特征是當(dāng)電容器端點(diǎn)中的一個被短路、斷開和短路到另一導(dǎo)線時，在一短的延時中完成一操作。
2.一種使用電容器的充電/放電以設(shè)置一延遲時間的延遲電路，其中該延遲電路的特征是包括一比較器，用來將在電容器一端的電壓與至少二個電壓值相比較。
全文摘要
在一使用對電容器充電/放電的延遲電路中,即使在電容器被短路或被斷開的狀態(tài)中延遲時間被縮短也能實(shí)現(xiàn)輸出電壓的反相以將一信號傳送到外部。在使用對電容器的充電/放電以設(shè)置一延遲時間的一延遲電路中,增添了一電壓檢測電路,用來檢測超過一預(yù)置電壓范圍的電容器端。
文檔編號H03H11/26GK1236194SQ99107538
公開日1999年11月24日 申請日期1999年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月28日
發(fā)明者山崎浩一, 向中野浩志 申請人:精工電子有限公司