JP6847689B2 - リニアレギュレータ、それを用いたdc/dcコンバータの制御回路、車載電装機器 - Google Patents
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Description
VOUT(REF)=VREF×(R11+R12)/R12
「トランジスタを強制的にオフさせる」とは、トランジスタを完全にオフする場合のみでなく、オンの程度を弱めることも含む。
この場合、電圧降下回路が発生する電位差をΔVとするとき、カレントミラー回路の入力側トランジスタの両端間電圧はVOUT−ΔVとなる。したがって、
VOUT−ΔV>VDS(th)
となると過電圧状態と判定できる。
VOCP=VDS(th)+VZ
またこの構成によれば、カレントミラー回路が活性化した状態において、出力電圧を、VDS(th)+VZの近傍にクランプすることができる。
リニアレギュレータを内部電源として備える制御回路では、DC/DCコンバータを制御するために必要な回路ブロックが大面積を占めるため、内部電源の出力電圧の過電圧状態を検出するための電圧コンパレータを設けることが難しい。このような用途において、上述のリニアレギュレータは好適である。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさず、あるいは機能を阻害しない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
VOVP=VDS(th)+ΔV
の判定しきい値を有していると言える。
このリニアレギュレータ500によれば、電圧コンパレータを用いずに、過電圧状態を検出し、保護をかけることができる。
VOVP=VDS(th)+VZ
とすることができる。
カレントミラー回路522の非活性状態において、その出力電圧VD2はハイレベルである。このとき、第2トランジスタM22のゲートはローレベルとなるため、第2トランジスタM22はハイインピーダンスである。第1トランジスタM21は、そのゲート電圧が抵抗R21によってプルアップされているため、オフとなる。
出力トランジスタ506はPNP型バイポーラトランジスタ、あるいはIGBTであってもよい。
図5は、第2変形例に係るリニアレギュレータ500の回路図である。この変形例において、出力トランジスタ506は、NチャンネルMOSFETであり、エラーアンプ508の非反転入力端子に基準電圧VREFが、その反転入力端子にフィードバック電圧VFBが入力される。強制オフ回路530は、カレントミラー回路522の活性化状態において、出力トランジスタ506のゲートソース間電圧を0Vに近づける。
図6は、過電圧検出回路520の変形例の回路図である。図6の電圧降下回路524は、ツェナーダイオードZD1に加えて、ダイオードD1を含む。この場合のしきい値電圧VOVPは、
VOVP=VZ+VF+VDS(th)
となる。VFはダイオードD1の順方向電圧である。ダイオードD1を複数個、直列に接続してもよい。またダイオードD1に加えて、あるいはそれに替えて、抵抗素子などを用いてもよい。
これまで説明した電圧降下回路524は、出力電圧VOUTを所定電圧幅ΔV、低電位側にシフトさせるレベルシフタと把握することができるが、本発明はその限りではない。電圧降下回路524は、出力電圧VOUTを分圧した電圧、あるいは分圧後の電圧をさらに低電位側にレベルシフトした電圧を、カレントミラー回路522の入力INに発生してもよい。
リニアレギュレータ500は、リニアレギュレータICであってもよいが、そのほかの機能ICに内部電源として集積化されてもよい。図7は、リニアレギュレータ500を備えるDC/DCコンバータ100の制御回路200の回路図である。
Claims (9)
- リニアレギュレータであって、
入力端子および出力端子と、
前記入力端子と前記出力端子の間に設けられた出力トランジスタと、
2つの入力に前記出力端子の出力電圧に応じたフィードバック電圧および基準電圧を受け、その出力が前記出力トランジスタの制御端子と接続されるエラーアンプと、
入力側が前記出力端子と接続され、前記出力電圧が所定のしきい値を超えると活性化するカレントミラー回路を含む過電圧検出回路と、
前記カレントミラー回路の出力側と接続され、前記カレントミラー回路が活性化すると、前記出力トランジスタを強制的にオフさせる強制オフ回路と、
を備え、
前記出力トランジスタはPチャンネルMOSFETまたはPNPバイポーラトランジスタであり、
前記強制オフ回路は、前記出力トランジスタのゲートソース間またはベースエミッタ間に設けられた第1トランジスタを含むことを特徴とするリニアレギュレータ。 - 前記過電圧検出回路は、前記カレントミラー回路の入力と前記出力端子の間に設けられ、前記出力電圧より低い電圧を前記カレントミラー回路の入力に発生させる電圧降下回路をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のリニアレギュレータ。
- 前記電圧降下回路は、ツェナーダイオードを含むことを特徴とする請求項2に記載のリニアレギュレータ。
- 前記過電圧検出回路は、前記カレントミラー回路の出力と前記出力端子の間に設けられたインピーダンス素子をさらに含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のリニアレギュレータ。
- 前記強制オフ回路は、前記カレントミラー回路の出力の電圧がローレベルとなると、前記出力トランジスタを強制オフすることを特徴とする請求項4に記載のリニアレギュレータ。
- 前記強制オフ回路は、その一端が接地され、前記カレントミラー回路の活性化状態においてその制御端子にハイレベル電圧が印加される第2トランジスタをさらに含み、
前記第2トランジスタの他端の電圧と前記入力端子の入力電圧を分圧した電圧を、前記第1トランジスタのゲートソース間またはベースエミッタ間に供給することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のリニアレギュレータ。 - ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のリニアレギュレータ。
- 請求項1から7のいずれかに記載のリニアレギュレータを備えることを特徴とするDC/DCコンバータの制御回路。
- 請求項1から7のいずれかに記載のリニアレギュレータを備えることを特徴とする車載電装機器。
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