JP2925470B2 - 直列制御形レギュレータ - Google Patents
直列制御形レギュレータInfo
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- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
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- G05F1/569—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
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Description
作が停止して出力電圧が得られなくなった時に、出力端
子に接続する出力コンデンサやバックアップ用電源から
の電流が内部に流れ込まないようにした直列制御形レギ
ュレータに関する。
回路図である。入力端子1と出力端子2間には制御トラ
ンジスタQ1が直列接続され、出力端子2とアース間に
は直列接続された抵抗R1、R2からなる出力電圧の検
出回路5が接続している。検出回路5で検出された出力
電圧に対応する電圧は、誤差増幅回路3で電圧源E3の
基準電圧と比較され、誤差増幅回路3の出力によってト
ランジスタQ2を介して制御トランジスタQ1のベース
電流が制御され、そのインピーダンスが制御される。そ
して、出力端子2に所定の電圧が得られる。E1は、入
力端子1に入力電圧を供給する電圧源であり、C1は出
力コンデンサである。なお、制御トランジスタQ1のエ
ミッタ、ベース間の抵抗R4とショトキーダイオードD
1の直列回路は、出力電流が小さい場合の制御状態を良
好にするための回路であり、同じ発明者による発明を開
示する実公平6−10413号で説明されている。
近では携帯用のパーソナルコンピュータ等の電源として
用いられるので、出力端子2にはバックアップ用の電圧
源E2が接続される場合が多い。制御トランジスタQ1
が動作状態にある時は、レギュレータは出力端子2に接
続する負荷に電圧を供給すると共に、抵抗R3を経てこ
の電圧源E2にも電圧が供給されて充電が行われる。そ
して、制御トランジスタQ1が動作を停止した時、つま
りオフ状態にある時は、バックアップ用の電圧源E2か
ら負荷に電圧が供給される。短時間の動作の停止を想定
し、電圧源E2を接続しない場合もある。その場合は、
レギュレータの出力コンデンサC1がバックアップ用の
電圧源として用いられる。
は、電圧源E1が交換のためや図示されていないスイッ
チにより入力端子1からはずされる場合、電圧源E1の
電圧が設定された電圧よりも低下した場合等がある。無
論、動作が停止している時は、出力端子2に出力電圧は
生じない。ところで、電圧源E2や出力コンデンサC1
がバックアップ用の電源として働く場合、これらのバッ
クアップ用の電源には負荷とともにレギュレータの検出
回路5が接続されている。
から検出回路5に電流が流れ、バックアップ用の電源の
消耗を速める欠点があった。また、制御トランジスタQ
1が動作している時は誤差増幅回路3も一緒に動作して
いる。誤差増幅回路3は、通常は差動増幅器から形成さ
れるので動作中は高い入力インピーダンスを有するが、
動作が停止すると必ずしもこのようなことはない。した
がって、誤差増幅回路3にも電流が流れることにより、
いっそうバックアップ用の電源の消耗を速める恐れがあ
る。
端子に接続される出力コンデンサを含めたバックアップ
用の電源の電流が内部に流れ込まないようにし、その消
耗を防ぐことのできる直列制御形レギュレータを提供す
る。
ュレータは、出力電圧の検出回路に接続され、制御トラ
ンジスタが動作を停止した時に検出回路を遮断する第1
のスイッチ素子、制御トランジスタが動作を停止した時
に入力側に接続する該検出回路からの電流の流入を阻止
する誤差増幅回路とを有していることを特徴とする。
のスイッチ素子により出力電圧の検出回路が遮断され、
また検出回路から誤差増幅回路への電流の流入も阻止さ
れるので、バックアップ用の電源からレギュレータへ流
れる電流によるその消耗が防がれる。
施例を示す図1の回路図を参照しながら説明する。な
お、図3と同じ部分は同一符号を付与してある。図1に
おいて、PNP形の制御トランジスタQ1が入力端子1
と出力端子2間に直列接続され、出力電圧の検出回路6
が出力端子2とアース間に接続されている。
抗R1、R2、さらに第1のスイッチ素子の役割をする
NPN形のトランジスタQ3から形成される。誤差増幅
回路4の反転入力端子には抵抗R1、R2の接続点が接
続され、非反転入力端子には基準電圧を供給する電圧源
E3が接続されている。誤差増幅回路4は差動増幅回路
によって形成されており、NPN形のトランジスタQ4
はバイアス電流の通路の途中にある。そして、バイアス
電流は入力端子1から第2のスイッチ素子の役割をする
トランジスタQ4を通ってアース側に流れる。
ンジスタQ2のベースに接続し、トランジスタQ2のコ
レクタは制御トランジスタQ1のベースに接続し、エミ
ッタは接地される。入力電圧の検出回路7を介して入力
端子1に接続する定電流源S1がトランジスタQ3のベ
ース、定電流源S2がトランジスタQ4のベースに夫々
接続する。検出回路7は、入力端子1に接続される電圧
源E1の電圧が設定した値より低下して制御トランジス
タQ1の動作が停止した時に、定電流源S1、S2への
電流の供給を停止する役割をする。定電流源S1、S2
は、カレントミラー回路を用いればよい。
あり、点線で囲まれた誤差増幅回路4はNPN形のトラ
ンジスタQ5、Q6からなる差動対、PNP形のトラン
ジスタQ7、Q8からなる能動負荷、定電流源の役割を
する抵抗R5、前記のトランジスタQ4から主に形成さ
れ、さらにPNP形のトランジスタQ9と抵抗R6から
なるレベルシフト回路が付設されている。図1では、理
解を容易にするために誤差増幅回路4全体をブロックで
表し、発明に関係するトランジスタQ4および電圧源E
3だけをブロックの外に示してある。
ータでの出力電圧の制御は、図3と同じようにして行わ
れる。しかし、入力電圧が設定した値よりも低くなった
り、電圧源E1が入力端子1から取り外されることによ
り制御トランジスタQ1が動作を停止した時は、検出回
路6が遮断され、また誤差増幅回路4のバイアス電流の
通路が遮断される。これは、定電流源S1からのトラン
ジスタQ3のベース電流、定電流源S2からのトランジ
スタQ4のベース電流の供給がなくなることによる。そ
して、出力コンデンサC1をバックアップ用電源とした
場合、トランジスタQ3がオフしているのでコンデンサ
C1の電流は抵抗R1、R2、トランジスタQ3を通っ
てアースに流れることはない。
がオフするのでバイアス電流の通路が遮断されるし、図
2から明らかなようにバイアス電流が遮断された時に検
出回路6から誤差増幅回路4に流れようとする電流に対
してはいずれの方向にも極性の逆のトランジスタが存在
する。例えば、トランジスタQ6のエミッタへ流れよう
とする電流に対してはトランジスタQ5が逆極性であ
り、コレクタに流れようとする電流に対してはトランジ
スタQ7及びトランジスタQ8が逆極性である。したが
って、誤差増幅回路4には電流が流れない。このことに
よって、バックアップ用の電源から直列制御形レギュレ
ータに流れる電流による該電源の消耗は防がれる。
第2のスイッチ素子として用いられたが、トランジスタ
Q4の代わりにカレントミラー回路を用い、制御トラン
ジスタQ1が動作を停止した時にそのカレントミラー回
路に電流が流れないようにすれば、定電流源回路と第2
のスイッチ素子を兼用させることができる。その際は、
抵抗R5は不要となる。また、検出回路6を遮断するス
イッチ素子としてバイポーラトランジスタを用いたが、
MOSトランジスタのような電界効果型トランジスタを
用いることもできる。
ランジスタを用いて形成することもできる。その際は、
電界効果型トランジスタのゲートの入力インピーダンス
が非常に大きいので、バイアス電流が流れる通路を遮断
するスイッチがなくてもバックアップ用の電源からの電
流は阻止される。第1のスイッチ素子の役割をするトラ
ンジスタは、分圧抵抗と直列接続していれば別の位置に
あってもよい。さらに、制御トランジスタQ1の代わり
に、ダーリントン接続したトランジスタを用いてもよ
い。
ギュレータは、出力電圧の検出回路を遮断する第1のス
イッチ素子、差動増幅回路から形成され、そのバイアス
電流を遮断する第2のスイッチ素子を設けた誤差増幅回
路を有し、制御トランジスタが動作を停止した時に、そ
のスイッチ素子によってバックアップ用の電源からレギ
ュレータに電流が流れないようにしてある。誤差増幅回
路を電界効果型トランジスタで形成する場合には、第2
のスイッチ素子は不要になる。このことにより、直列制
御型レギュレータに接続するバックアップ用の電源の消
耗を防ぎその寿命を延ばすことのできる実用的な効果を
得ることができる。
示す回路図である。
回路を示す回路図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 入力端子と出力端子間に直列接続する制
御トランジスタ、出力電圧の検出回路および検出回路で
検出された電圧と基準電圧を比較し、該制御トランジス
タを制御する誤差増幅回路を有する直列制御形レギュレ
ータにおいて、制御トランジスタが動作を停止した時に
検出回路を遮断する第1のスイッチ素子と、差動増幅回
路によって形成され、制御トランジスタが動作を停止し
た時に該差動増幅回路のバイアス電流の通路を遮断する
第2のスイッチ素子を備えた誤差増幅回路とを有し、該
第1と第2のスイッチ素子は入力電圧の検出回路によっ
て遮断されることを特徴とする直列制御形レギュレー
タ。 - 【請求項2】 入力端子と出力端子間に直列接続する制
御トランジスタ、出力電圧の検出回路および検出回路で
検出された電圧と基準電圧を比較し、該制御トランジス
タを制御する誤差増幅回路を有する直列制御形レギュレ
ータにおいて、制御トランジスタが動作を停止した時に
検出回路を遮断する第1のスイッチ素子と、差動対を形
成するトランジスタとその能動負荷を形成するトランジ
スタの極性を逆極性にしてある差動増幅回路によって形
成され、制御トランジスタが動作を停止した時に該差動
増幅回路のバイアス電流の通路を遮断する第2のスイッ
チ素子を備えた誤差増幅回路とを有し、該第1と第2の
スイッチ素子は入力電圧の検出回路によって遮断される
ことを特徴とする直列制御形レギュレータ。
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