JP2605803Y2

JP2605803Y2 - 過負荷検知回路

Info

Publication number: JP2605803Y2
Application number: JP1993067930U
Authority: JP
Inventors: 章影山
Original assignee: New Japan Radio Co Ltd
Current assignee: New Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 2000-08-21
Anticipated expiration: 2008-11-29
Also published as: JPH0736212U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、入力電圧を安定化して
定電圧を出力する安定化電源回路の過負荷を検知する過
負荷検知回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の安定化電源回路の一例を図３に示
す。このような回路は、２次電源に用いるもので、不安
定な電圧を一定の定電圧に制御して供給するものであ
る。図において、６は入力端子、７は出力端子、８は定
電流源、９は差動増幅器、１０は基準電圧源である。

【０００３】入力電圧を制御する直列制御素子としてＮ
ＰＮ型の出力トランジスタＱ５が用いられている。この
出力トランジスタＱ５のコレクタは入力端子６と定電流
源８の一端に接続され、エミッタはトランジスタＱ６の
ベースに接続されるとともに、抵抗Ｒ７を介して出力端
子７に接続されている。さらにベースは定電流源８の他
端と、差動増幅器９の出力と、トランジスタＱ６のコレ
クタに接続されている。出力端子７にはトランジスタＱ
６のエミッタと抵抗Ｒ８の一端が接続されている。抵抗
Ｒ８の他端には抵抗Ｒ９が直列に接続され、抵抗Ｒ９の
他端は接地されている。そして抵抗Ｒ８、Ｒ９の接続点
が差動増幅器９の反転入力端子に接続され、非反転入力
端子には基準電圧源１０が接続されている。

【０００４】この安定化電源回路の安定化の動作を初め
に説明する。入力端子８に脈流電圧等の不安定な電圧が
供給されると、定電流源８によって出力トランジスタＱ
５のベースにベース電流が流れる。そして、出力トラン
ジスタＱ５はオンとなってコレクタ・エミッタ間に電流
が流れる。出力電圧はトランジスタＱ５のエミッタから
抵抗Ｒ７を介して出力端子７に現われる。

【０００５】出力端子７に現われた出力電圧は、抵抗Ｒ
８、Ｒ９からなる分圧回路によって分圧され、帰還電圧
として差動増幅器９の反転入力端子に入力される。差動
増幅器９は、上記の帰還電圧と基準電圧源１０の基準電
圧が等しくなるように出力トランジスタＱ５のベース電
流を制御する。このような制御により出力電圧は基準電
圧に応じた定電圧に保持され、安定化された定電圧を出
力より供給することができる。

【０００６】次に過負荷に対する保護動作を説明する。
出力端子７に接続された負荷（図示せず）が変動して出
力電圧が増大すると、出力トランジスタＱ５のコレクタ
・エミッタ間に流れる電流も増加する。このとき、出力
トランジスタＱ５のエミッタと出力端子７の間には抵抗
Ｒ７が直列に接続されているので、抵抗Ｒ７の両端の電
圧も増加する。

【０００７】この抵抗Ｒ７の両端に発生する電圧が、ト
ランジスタＱ６の動作電圧（約０．７Ｖ）以上となる
と、トランジスタＱ６がオンとなる。そして、出力トラ
ンジスタＱ５のベースに供給されている電流の一部がト
ランジスタＱ６のコレクタ・エミッタ間に流れることに
なり、トランジスタＱ５のベースに供給される電流が減
少し、出力トランジスタＱ５のコレクタ・エミッタ間に
流れる電流が制限されて、過負荷から保護される。

【０００８】しかし、このような安定化電源回路では、
出力トランジスタＱ５によって電圧を一定に保持するこ
とができるものの、入出力間に３Ｖ以上の電圧差を確保
する必要があり、この電圧差によって生じる損失により
効率が低下するという問題があった。

【０００９】この問題を解決したものとして、図２に示
すような過負荷検知回路が考案され、使用されてきてい
る。これは、入出力間の電圧差を小さくするために、過
負荷を検知するための抵抗を、出力トランジスタに直列
に接続しなくても過負荷を検知することができるように
構成したものである。

【００１０】図において、図３と同一符号は同一又は相
当するものを示し、４は基準電圧源、５は検知端子であ
る。入力電圧を制御する直列制御素子として、ＰＮＰ型
の出力トランジスタＱ１が用いられている。この出力ト
ランジスタＱ１のエミッタが入力端子６に接続され、コ
レクタが出力端子７に接続されている。出力端子７には
抵抗Ｒ４の一端が接続されている。抵抗Ｒ４の他端には
抵抗Ｒ５が直列に接続され、抵抗Ｒ５の他端は接地され
ている。この抵抗Ｒ４、Ｒ５は出力電圧を分圧する分圧
回路である。

【００１１】抵抗Ｒ４、Ｒ５の接続点には差動増幅器３
の反転入力端子が接続されている。差動増幅器３の非反
転入力端子には基準電圧源４が接続され、出力にはトラ
ンジスタＱ３のベースが接続されている。トランジスタ
Ｑ３のエミッタは抵抗Ｒ６を介して接地され、コレクタ
はトランジスタＱ１のベースに接続されている。差動増
幅器３、定電圧源４、トランジスタＱ３、抵抗Ｒ６によ
って制御回路が構成されている。

【００１２】また、出力トランジスタＱ１はトランジス
タＱ２とカレントミラー接続され、トランジスタＱ２の
コレクタには抵抗Ｒ３の一端が接続され他端は接地され
ている。抵抗Ｒ３の両端にはトランジスタＱ４のベース
とエミッタが夫々接続され、トランジスタＱ４のコレク
タは検出端子に接続されている。

【００１３】図２の過負荷検知回路において、負荷の変
動によって出力電流が増大し、出力トランジスタＱ１に
流れる電流も増加する。同様にカレントミラー接続され
たトランジスタＱ２にもトランジスタＱ１に流れる電流
と同じ電流が流れる。そして、この電流は抵抗Ｒ３にも
流れて、抵抗Ｒ３の両端に電圧が発生する。この抵抗Ｒ
３の両端に発生する電圧がトランジスタＱ４の動作電圧
以上となると、トランジスタＱ４がオンとなって、過負
荷を検知することができる。検知端子５に例えばリレー
切り換えのような図示していない遮断回路を接続して入
力電圧を遮断することによって過負荷の保護を行なうこ
とができる。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構成で過負荷を検知するには、出力電流能力は設定し
た基準電流値以上の電流を流せるものでなければ、過負
荷を検知することができないという問題があった。つま
り、過負荷状態になっても電流をある時間（検知用のト
ランジスタがオンとなる時間）流し続けなければなら
ず、出力トランジスタの電流容量等は定格値に充分な余
裕を持つものを用いる必要がある。さらに、出力トラン
ジスタをドライブする制御回路も基準電流値以上のドラ
イブ電流を出力トランジスタに与えられるものでなけれ
ばならない。

【００１５】本考案は、基準電流値以上の電流を流すこ
となく、過負荷を検知することができる回路を提供する
ことを目的とする。

【００１６】上記目的を達成するため考案は、入力電圧
を制御する第１のトランジスタと、出力電圧を分圧する
分圧回路と、該分圧回路によって得られた電圧を基準電
圧と等しくなるように前記第１のトランジスタのベース
電流を制御する制御回路と、前記第１のトランジスタに
カレントミラー接続された第２のトランジスタと、一端
が該第２のトランジスタのコレクタに接続し、他端が接
地された第１の抵抗を備え、該第１の抵抗の両端に発生
する電圧の変化から過負荷を検知する過負荷検知回路に
おいて、入力端子と接続した定電流源（２）と、一端が
該定電流源に接続し、他端が接地された第２の抵抗（Ｒ
２）と、該第２の抵抗と前記定電流源の接続点（Ｂ）を
反転入力端子に接続し、前記第２のトランジスタと前記
第１の抵抗の接続点（Ａ）を非反転入力端子に接続した
比較器（１）と、一端が前記第２の抵抗と前記定電流源
の接続点に接続し、他端が出力端子に接続された第３の
抵抗（Ｒ１）とを備え、前記第２のトランジスタと前記
第１の抵抗の接続点（Ａ）と前記第２の抵抗と前記定電
流源の接続点（Ｂ）に発生する電圧を前記比較器により
比較し、過負荷を検知するように構成したものである。

【００１７】以上のように構成することにより、負荷の
変動によって出力端子に過電流が流れると、第２の抵抗
と定電流源の接続点（Ｂ）に発生している電圧が低下
し、比較器が反転することにより、過負荷を検知するこ
とができる。

【００１８】

【実施例】図１に本考案の一実施例を示す。図におい
て、図２と同一の符号は同一又は相当するものを示し、
１は比較器、２は定電流源である。本考案にて改良した
過負荷検知回路は、出力トランジスタＱ１とトランジス
タＱ２はカレントミラー接続されていて、このトランジ
スタＱ２のコレクタには抵抗Ｒ３の一端が接続され、抵
抗Ｒ３の他端は接地されているものを用いる。

【００１９】入力端子６には定電流源２が接続され、定
電流源２には抵抗Ｒ２の一端が接続され、抵抗Ｒ２の他
端は接地されている。定電流源２と抵抗Ｒ２の接続点に
は抵抗Ｒ１を介して出力端子７に接続されているととも
に、比較器１の反転出力端子に接続されている。比較器
の非反転入力端子には抵抗Ｒ３の一端が接続され、出力
には検知端子が接続されている。

【００２０】入力電圧が供給されていて基準電流値以下
の電流が出力端子７より図示しない負荷に流れていると
きの出力電圧は、入力端子６に接続された定電流源２及
ぶ抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧比により決定され、一定であ
る。このとき定電流源２を用いることで、比較器１は必
ずしもグランドセンシングでなくともよくなる。また、
定電流源２は、電源投入時の起動回路として作用する。
例えば定電流源２が無い場合、電源投入の初期状態は、
接続点Ａ点及びＢ点の電位は、０Ｖである。一般的に比
較器１には入力オフセット電圧があり、比較器の入力端
子の電位差が、入力オフセット電圧より小さい場合、出
力端子が「Ｈ］となる場合があり、実際には電流が流れ
ていないにもかかわらず、過負荷であると検知されてし
まう。このような誤動作を防止するため、定電流源２に
より、比較器１の反転入力端子電位を上げ、比較器１の
出力は「Ｌ」とする。

【００２１】そして負荷が変動して出力端子に過電流
が流れると、抵抗Ｒ３の両端の電圧が上昇を始めるが、
トランジスタＱ１、Ｑ２のベース電流が充分でないと抵
抗Ｒ３の両端の電圧はある電圧以上とはならない。しか
し、同様に出力電圧も、電流能力を超えた負荷に対して
は一定の出力電圧が保てず低下する。したがって抵抗Ｒ
１、Ｒ２によって出力を分割したＢ点の電圧は、定電流
源２の効果を除いて、出力電圧に比例して低下する。こ
のとき、抵抗Ｒ３の両端の電圧が抵抗Ｒ２の両端の電圧
より高くなるため比較器１の出力は「Ｈ」に反転する。
この比較器の出力電圧の変化により、過負荷状態の検知
を行なうことができる。

【００２２】

【考案の効果】以上述べたように、設定した基準電流値
以上の電流を出力トランジスタに流すことなく、過負荷
を検知することができるので、電流容量値の大きなもの
を出力トランジスタに用いる必要がなくなる。つまり、
過負荷に対する出力トランジスタ及び制御回路の電流の
余裕度を大幅に小さくすることができる。また、半導体
集積回路を構成するときは、チップ面積が小さくてす
み、小型化が容易に行なえるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の回路図である。

【図２】従来の過負荷検知回路の回路図である。

【図３】従来の安定化電源回路の回路図である。

【符合の説明】

１、比較器２、定電流源３、差動増幅器４、基準電圧源５、検知端子６、入力端子７、出力端子

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】入力電圧を制御する第１のトランジスタ
と、出力電圧を分圧する分圧回路と、該分圧回路によっ
て得られた電圧を基準電圧と等しくなるように前記第１
のトランジスタのベース電流を制御する制御回路と、前
記第１のトランジスタにカレントミラー接続された第２
のトランジスタと、一端が該第２のトランジスタのコレ
クタに接続し、他端が接地された第１の抵抗を備え、該
第１の抵抗の両端に発生する電圧の変化から過負荷を検
知する過負荷検知回路において、入力端子と接続した定
電流源（２）と、一端が該定電流源に接続し、他端が接
地された第２の抵抗（Ｒ２）と、該第２の抵抗と前記定
電流源の接続点（Ｂ）を反転入力端子に接続し、前記第
２のトランジスタと前記第１の抵抗の接続点（Ａ）を非
反転入力端子に接続した比較器（１）と、一端が前記第
２の抵抗と前記定電流源の接続点に接続し、他端が出力
端子に接続された第３の抵抗（Ｒ１）とを備え、前記第
２のトランジスタと前記第１の抵抗の接続点（Ａ）と前
記第２の抵抗と前記定電流源の接続点（Ｂ）に発生する
電圧を前記比較器により比較し、過負荷を検知すること
を特徴とする過負荷検知回路。