JPS63211007A - 定電圧電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は定電圧電源回路に関し、特にスタンバイ電流及
び入出力間の電圧差を小さくする定電圧電源回路に関す
る。

（従来の技術） 各種の電子制ｍ装置に所定電圧の電力を供給する定電圧
電源回路としては、例えば第３図に示すように入力電圧
Ｖｉａの逆方向接続対策用のダイオードＤと、入力電圧
Ｖｉａ及び出力電圧Ｖｏｕｔの平滑用コンデンサＣＩ、
Ｃ２及びＣ３と、ノイズ対策用コンデンサＣ４と、電流
制限用の抵抗Ｒと、出力電圧Ｖｏｕｔを規定する定電圧
ダイオードＺＤと、電流増幅用のトランジスＴｒとから
成る直列形定電圧電源回路がある。

（発明が解決しようとする問題点） この定電圧電源回路の定電圧ダイオードＺＤのツェナー
電圧をｖ２、ダイオードＤの順方向の電圧降下をＶ１１
％）ランジスタＴｒのベース−エミッタ間電圧をＶｌｚ
、電流増幅率を）ｌｆｓとすると、出力電圧Ｖｏｕｔは
（Ｖ　ｚ　−Ｖ　１ｇ）で表され、出力電流１ｏｕｔは
（Ｖｌｎ　　Ｖｓ　−Ｖｚ　）　　・ｈ、ａ　　／Ｒで
表される。この時、入力電圧Ｖｉｎが低下した場合、出
力電流Ｉｏｕｔを維持させようとすると、トランジスタ
Ｔ「の電流増幅率１１ｆｓに限界があるために当該トラ
ンジスタＴｒのコレクターエミッタ間電圧ＶＣｔが大き
くなり、出力電圧Ｖｏｕｔが低下してしまう。

入力電圧Ｖｉｎの低下に対して出力電圧Ｖｏｕｔを安定
させるためには、抵抗Ｒを小さくすることが必要である
。しかしながら、当該抵抗Ｒを小さくすると、定電圧電
源回路の非作動時におけるスタンバイ電流が大きくなる
。また、抵抗Ｒをどんなに小さくしてもトランジスタＴ
ｒにおける電圧降下はダイオードＤの順方向の電圧降下
並みにしか小さくならず、入出力間の電圧差はダイオー
ドＤの電圧降下分も合わせて２個分のダイオードの順方
向電圧降下が限度であり、電圧降下が大きく、入力電圧
Ｖｉｎの低下に対しては不十分な場合があるという問題
がある。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
、スタンバイ電流及び入出力間の電圧差を小さくするよ
うにした定電圧電源回路を従供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によれば、アノードを
入力端子に接続されたダイオードと、該ダイオードのカ
ソードとアースとの間に接続される平滑コンデンサと、
エミッタを前記ダイオードのカソードに、コレクタを出
力端子に、ベースをバイアス抵抗を介して前記ダイオー
ドのカソードに夫々接続される第１のトランジスタと、
コレクタを抵抗を介して前記第１のトランジスタのベー
スに接続され、エミツタを接地され、ベースをバイアス
抵抗を介して接地されると共に抵抗を介して前記ダイオ
ードのカソードに接続される第２のトランジスタと、コ
レクタを前記第２のトランジスタのベースに接続され、
エミッタを接地され、ベースをバイアス抵抗を介して接
地される第３のトランジスタと、前記出力端子と前記第
３のトランジスタのベースとの間に接続され出力電圧を
規制する第１の定電圧ダイオードと抵抗との直列回路と
、前記出力端子とアースとの間に接続される平滑コンデ
ンサとを備えた構成としたものである。

（作用） 入力端子に入力端子が印加されると第２、第１のトラン
ジスタが導通し、出力側の平滑用コンデンサが充電され
、この充電電圧が第１の定電圧ダイオードのツェナー電
圧を超えると第３のトランジスタが導通して第２、第１
のトランジスタが遮断されて前記コンデンサの充電が停
止され、放電を開始する。該コンデンサの電圧がツェナ
ー電圧以下になると第３のトランジスタが遮断されて第
２、第１のトランジスタが導通し、再び充電が開始され
る。この繰り返しによる第１〜第３のトランジスタのス
イッチング動作により出力電圧がツェナー電圧で決定さ
れる電圧に安定化される。

第１のトランジスタを飽和領域で作動させる場合に、第
２のトランジスタのベースとダイオードのカソードとの
間の抵抗と、第３のトランジスタのベースと定電圧ダイ
オードとの間の抵抗とを大きくすることを可能とされ、
これに伴い当該回路のスタンバイ電流が小さくなる。ま
た、第１のトランジスタを飽和領域で作動させることに
より当該トランジスタによる電圧降下を極めて小さくす
ることを可能とされ、入出力間の電圧降下は略前記ダイ
オードのみの電圧降下分とされ、極めて小さくなる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明を適用した直列形定電圧電源回路を示し
、定電圧電源回路ｌは線２．３の各一端を夫々入力端子
４．４″に、各他端を夫々出力端子５．５゛に、接続さ
れ＆ｌ！３は接地される。逆方向接続対策用のダイオー
ドＤ１は線２に直列に接続され、アノードを入力側に、
カソードを出力側に接続され、入力側から出力側に順方
向に接続される。平滑用コンデンサＣＩ、Ｃ２はダイオ
ードＤｉのカソードと＆Ｉ３との間に並列に接続され、
増幅用ＰＮＰ形トランジスタＴｒｉはエミッタ、コレク
タを！！２に直列に接続され、エミッタをダイオードＤ
ｉのカソードに、コレクタを出力側に接続され、ベース
をバイアス抵抗Ｒ１を介してダイオードＤ１のカソード
に接続される。

トランジスタＴｒ２はコレクタを抵抗Ｒ２を介してトラ
ンジスタＴｒｉのベースに、エミッタを線３に接続され
、ベースをバイアス抵抗Ｒ３を介して線３に接続される
と共に抵抗Ｒ４を介してダイオードＤＩのカソードに接
続される。トランジスタＴｒ３はコレクタをトランジス
タＴｒ２のベースに、エミッタを＆１１３に、ベースを
バイアス抵抗Ｒ５を介して＆Ｉ３に夫々接続される。線
２の出力端子５側とトランジスタＴｒ３のベースとの間
には出力電圧Ｖｏｕｔを規定するための定電圧ダイオー
ドＺＤＩと抵抗Ｒ６との直列回路が接続され、ツェナー
ダイオードＺＤＩはカソードを線２に、アノードを抵抗
Ｒ６に接続される。更に、［２の出力端子５側と線３と
の間には平滑用コンデンサＣ３が接続される。

以下に作用を説明する。

入力端子４．４′間に入力電圧Ｖｉｎを印加されると、
先ずトランジスタＴｒ２が導通（以下オンという）シ、
次いで、トランジスタＴｒｉがオンとなる。トランジス
タＴｒｉはオンとなると出力電圧平滑用コンデンサＣ３
に充電を開始し、出力端子５に電圧Ｖｏｕｔを出力する
。このコンデンサＣ３の充電電圧が定電圧ダイオードＺ
ＤＩのツェナー電圧■□を超えるとトランジスタＴｒ３
がオンとなる。トランジスタＴｒ３がオンとなると、ト
ランジスタＴｒ２が遮断（以下オフという）され、トラ
ンジスタＴｒｉがオフとなりコンデンサＣ３の充電を停
止する。同時にコンデンサＣ３は放電を開始して電圧Ｖ
ｏｕｔを出力する。

コンデンサＣ３の放電電圧が前記ツェナー電圧Ｖ２１以
下に低下するとトランジスタＴｒ３がオフとなり、これ
に伴いトランジスタＴｒ２、Ｔｒｉがオンとなり、再び
コンデンサＣ３の充電が開始される。このような作動を
繰り返して行われ、トランジスタＴｒｉ、Ｔｒ２及びＴ
ｒ３のスイッチング動作により出力電圧Ｖｏｕｔが前記
ツェナー電圧ＶＺ＋で決定される値に安定化される。

この時、出力電流１ｏｕｔはトランジスタＴｒｉの電流
増幅率と抵抗Ｒ２との値によって決定され、当該抵抗Ｒ
２に流れる電流即ち、当該トランジスタＴｒｉのベース
電流はトランジスタＴｒ２の電流増幅率と抵抗Ｒ４との
値によって決定され、同様に当該抵抗Ｒ４に流れる電流
即ち、当該トランジスタＴｒ２のベース電流はトランジ
スタＴｒ３の電流増幅率と抵抗Ｒ６との値によって決定
される。従って、トランジスタＴｒｉを常に飽和領域で
使用しても、当該トランジスタＴｒｉをオンさせるスタ
ンバイ電流を規定する抵抗Ｒ４、Ｒ６の値を大きくする
ことが可能となる。この結果、スタンバイ電流を小さく
することができる。

また、トランジスタＴｒｉを常時飽和領域で作動させる
ことにより当該トランジスタＴｒｉのコレクターエミッ
タ間電圧ｖｃｘが極めて小さくなり、入力電圧Ｖｉｎと
出力電圧Ｖｏｕｔとの電圧差もダイオードＤ１即ち、略
ダイオード１個分の順方向電圧降下となり小さくなる。

第２図は本発明の他の実施例を示し、第１図に示す定電
圧電源回路ｌに並列に直列形定電圧電源回路６を接続し
たもので、定電圧電源回路６のトランジスタＴｒ４はコ
レクタをダイオードＤＩのカソードに、エミッタを＆ｌ
１２の出力端子５側接読にされ、ベースをバイアス抵抗
Ｒ７を介して前記ダイオードＤ１のカソードに接続され
ると共に定電圧ダイオードＺＤ２を介して線３に接続さ
れる。

該定電圧ダイオードＺＤ２はカソードをトランジスタＴ
ｒ４のベースに、アノードをＩｉ３に接続される。また
、当該定電圧ダイオードＤＩにはコンデンサＣ４を並列
に接続される。

そして、前記定電圧ダイオードＺＤＩのツェナー電圧Ｖ
Ｚ＋を出力電圧Ｖｏｕｔよりも低く、また、適用される
電子回路の保証電圧よりも高く設定することにより、定
常時には定電圧電源図Ｉｓ６を作動させて当該定電圧電
源回路６から出力端子５．５°に電圧を供給し、入力電
圧Ｖｉｎが低下したときにのみ定電圧電源回路６に代え
て定電圧電源回路ｌを作動即ち、トランジスタＴｒｉ−
Ｔｒ３を前述と同様にスイッチング動作させて、当該定
電圧電源回路１から出力端子５．５°に電圧を供給する
。この時、定電圧電源回路６の抵抗Ｒ７は入力電圧Ｖｉ
ｎの低下時を考慮する必要がなく、従って、その抵抗値
を小さくする必要がない。

これにより、定電圧電源回路は前述と同様にスタンバイ
電流を小さくすることを可能とされ、また、入力電圧Ｖ
ｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの電圧差もダイオード１個分
の順方向電圧降下となり小さくなる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、アノードを入力端
子に接続されたダイオードと、該ダイオードのカソード
とアースとの間に接続される平滑コンデンサと、エミッ
タを前記ダイオードのカソードに、コレクタを出力端子
に、ベースをバイアス抵抗を介して前記ダイオードのカ
ソードに夫々接続される第１のトランジスタと、コレク
タを抵抗を介して前記第１のトランジスタのベースに接
続され、エミッタを接地され、ベースをバイアス抵抗を
介して接地されると共に抵抗を介して前記ダイオードの
カソードに接続される第２のトランジスタと、コレクタ
を前記第２のトランジスタのベースに接続され、エミッ
タを接地され、ベースをバイアス抵抗を介して接地され
る第３のトランジスタと、前記出力端子と前記第３のト
ランジスタのベースとの間に接続され出力電圧を規制す
る第１の定電圧ダイオードと抵抗との直列回路と、前記
出力端子とアースとの間に接続される平滑コンデンサと
を備えた構成としたことにより、前記第１のトランジス
タを常に飽和領域で使用しても、当該トランジスタをオ
ンさせるスタンバイ電流を規定する抵抗値を大きくする
ことが可能となり、この結果、非作動時におけるスタン
バイ電流を小さくすることができる。

また、前記第１のトランジスタを常時飽和８１域で作動
させることにより当該トランジスタのコレクターエミッ
タ間電圧が極めて小さくなり、入力電圧と出力電圧との
電圧差も略前記ダイオード１個分の順方向電圧降下分と
なり小さくなる等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る定電圧電源回路の一実施例を示す
回路図、第２図は本発明の定電圧電源回路の他の実施例
を示す回路図、第３図は従来の定電圧電源回路の回路図
である。 １．６・・・定電圧電源回路、４．４゛・・・入力端子
、５．５°・・・出力端子、Ｄ　Ｉ−・・ダイオード、
Ｔｒｌ〜Ｔｒ４・・・トランジスタ、０１〜Ｃ４・・・
コンデンサ、Ｒ１−Ｒ７・・・抵抗、ＺＤＩ、ＺＤ２・
・・定電圧ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アノードを入力端子に接続されたダイオードと、該ダイ
   オードのカソードとアースとの間に接続される平滑コン
   デンサと、エミッタを前記ダイオードのカソードに、コ
   レクタを出力端子に、ベースをバイアス抵抗を介して前
   記ダイオードのカソードに夫々接続される第１のトラン
   ジスタと、コレクタを抵抗を介して前記第１のトランジ
   スタのベースに接続され、エミッタを接地され、ベース
   をバイアス抵抗を介して接地されると共に抵抗を介して
   前記ダイオードのカソードに接続される第２のトランジ
   スタと、コレクタを前記第２のトランジスタのベースに
   接続され、エミッタを接地され、ベースをバイアス抵抗
   を介して接地される第３のトランジスタと、前記出力端
   子と前記第３のトランジスタのベースとの間に接続され
   出力電圧を規制する第１の定電圧ダイオードと抵抗との
   直列回路と、前記出力端子とアースとの間に接続される
   平滑コンデンサとを備えたことを特徴とする定電圧電源
   回路。