CN101087107A - 电源电路 - Google Patents

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CN101087107A CNA2007101089582A CN200710108958A CN101087107A CN 101087107 A CN101087107 A CN 101087107A CN A2007101089582 A CNA2007101089582 A CN A2007101089582A CN 200710108958 A CN200710108958 A CN 200710108958A CN 101087107 A CN101087107 A CN 101087107A
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佐佐木义和
山本勋
米丸昌男
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    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
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Abstract

本发明提供能够防止冲击电流的电源电路。电源电路1，具有：用于发生基准电压Vs的基准电压发生电路2；用于根据参照电压Vref保持输出电压Vout恒定的调节器3；电容器4；放电电路5；和起动控制电路6。电容器4在基准电压发生电路2以及放电电路5、和调节器3之间并联，用于在调节器3从关断状态成为接通状态时，通过充电电荷慢慢升压参照电压Vref。放电电路5具有第一晶体管Q2和第二晶体管Q3，用于在调节器3成为关断状态时，使电容器放电。

Description

电源电路
技术领域
本发明涉及具有可切换接通/关断的调节器的电源电路。
背景技术
在现有技术中，已知的有具有可切换接通/关断的调节器的电源电路。例如，在专利文献1中，公开了具有基准电压发生电路、调节器、和在基准电压发生电路和调节器之间设置的低通滤波器的电源电路。
上述电源电路中的调节器，具有输入与从基准电压发生电路输出的基准电压大体相同的电压值的参照电压和从输出侧反馈的反馈电压的差动放大电路、和在差动放大电路的输出侧设置的控制用晶体管。另外，低通滤波器由在基准电压发生电路和调节器之间串联的电阻和并联的电容器组成。
在该电源电路中，在从基准电压发生电路向差动放大电路输入参照电压的同时，当从输出侧输入反馈电压时，差动放大电路比较两电压，根据该比较结果，控制控制用晶体管，保持输出电压恒定。另外，通过在基准电压发生电路和差动放大电路之间设置的低通滤波器，抑制波动电压。
【专利文献1】特开平8-272461号公报
发明内容
但是，在调节器的差动放大电路在可切换接通/关断的电源电路中应用专利文献1的技术的场合，存在这样的的问题：在把调节器从关断状态向接通状态切换时从调节器输出冲击电流。
具体说，在从基准电压发生电路输出基准电压的状态下，当把调节器从关断状态向接通状态切换时，因为在低通滤波器的电容器上已经积蓄有电荷，所以在调节器的差动放大电路上瞬间输入和基准电压相同的电压值的参照电压。
另一方面，在调节器从关断状态切换成了接通状态时，从输出侧向差动放大电路反馈的反馈电压就成为约0V。因此，比较这些参照电压和反馈电压的差动放大电路，因为由于该差增大而控制成控制用晶体管流过大的电流，所以从调节器通过控制用晶体管向在调节器上连接的电子部件等流入冲击电流。
其结果，有损伤在调节器上连接的电子部件的问题。另外，还有这样的问题：由于冲击电流而造成向调节器供给电力的电池等的电压降低，引起电子部件的误动作。此外，还会产生这样的问题：为防止冲击电流，虽然也已知有在调节器内内置过电流限制器的技术，但是会使调节器的结构变得复杂。
本发明是为解决上述课题而提出的，其目的是提供能够容易地防止冲击电流的电源电路。
为实现上述目的，权利要求1所述的发明是一种电源电路，其具有为发生基准电压的基准电压发生电路，和通过基于从所述基准电压发生电路输出的基准电压的参照电压控制输出电压、同时可切换接通/关断的调节器，其特征在于，具有：在所述基准电压发生电路和所述调节器之间并联的电容器，和在所述调节器关断的状态下用于使电容器放电的放电电路。
另外，权利要求2的发明是根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述放电电路，具有在所述基准电压发生电路和所述调节器之间串联的第一开关，和在所述第一开关和所述电容器之间并联的第二开关，在所述调节器关断的状态下，所述第一开关成为关断状态，同时，所述第二开关成为导通状态。
另外，权利要求3的发明是根据权利要求1或2中任何一项所述的电源电路，其特征在于，具有包含所述电容器的滤波器电路。
另外，权利要求4的发明是根据权利要求1到3中任何一项所述的电源电路，其特征在于，具有包含所述放电电路的缓冲电路。
另外，权利要求5的发明是根据权利要求1到4中任何一项所述的电源电路，其特征在于，在所述基准电压发生电路和所述调节器之间设置有用于使基准电压变化的电压可变电路。
另外，权利要求6的发明是根据权利要求1到5中任何一项所述的电源电路，其特征在于，所述基准电压可变电路，具有在所述基准电压发生电路和所述调节器之间串联的第一可变电阻，和在所述基准电压发生电路和所述调节器之间并联的第二可变电阻。
根据本发明，因为设置了在基准电压发生电路和调节器之间并联的电容器，和用于使该电容器放电的放电电路，所以在调节器为关断状态时能够使电容器放电。由此，在从基准电压发生电路输出基准电压的状态下，调节器即使从关断状态切换到接通状态，在直到电容器被充电的期间，在调节器上施加的参照电压慢慢上升。
由此，因为调节器能够通过慢慢上升的参照电压控制输出电压，所以能够容易地防止从调节器输出的冲击电流。再有，通过防止冲击电流，能够抑制在把调节器从关断状态切换到接通状态时的、成为冲击电流的供给源的电源的电压降落。
附图说明
图1是表示第一实施形态的电源电路的电路结构图。
图2是表示第二实施形态的电源电路的电路结构图。
图3是表示第二实施形态的电源电路的缓冲电路的电路结构图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的第一实施形态。图1是表示第一实施形态的电源电路的电路结构图。
如图1所示，电源电路1，具有基准电压发生电路2、调节器3、电容器4、放电电路5、起动控制电路6。
基准电压发生电路2，由BGR(带间隙基准)电路组成，发生具有固定的电压值的基准电压Vs后输出。
调节器3被构成为通过来自起动控制电路6的控制信号可切换接通/关断，用来使输出电压Vout保持恒定。调节器3具有可切换接通/关断的差动放大电路DA1、控制用晶体管Q1、电阻R1、R2。
在该调节器3接通的状态的场合，在差动放大电路DA1上，输入基于从基准电压发生电路2输出的基准电压Vs的参照电压Vref，和反馈输入通过电阻R1以及R2分压输出电压Vout的反馈电压Vf。然后差动放大电路DA1被构成为，比较参照电压Vref和反馈电压Vf，根据该比较结果，控制输入了从电池(省略图示)供给的电池电压Vbat的控制用晶体管Q1，使输出电压Vout保持恒定。
电容器4，在基准电压发生电路2以及放电电路5、和调节器3之间并联。该电容器4，被构成为通过放电在调节器3关断状态时积蓄的电荷，通过调节器3从关断状态向接通状态切换时慢慢充电，能够慢慢升高参照电压Vref。
放电电路5，在调节器3为关断状态时，用于放电电容器4。放电电路5具有第一晶体管(相当于权利要求2的第一开关)Q2，和第二晶体管(相当于权利要求2的第二开关)Q3。
第一晶体管Q2在基准电压发生电路2和调节器3之间串联。第一晶体管Q2，在调节器3为关断状态时，通过起动控制电路2的控制信号被置成为接通状态，连接基准电压发生电路2、调节器3以及电容器4。另外，第一晶体管Q2，在调节器3为接通状态时，通过起动控制电路2的控制信号被置成为关断状态，切断基准电压发生电路2、调节器3以及电容器4。
第二晶体管Q3在第一晶体管Q2的输出侧和电容器4之间并联。第二晶体管Q3，在调节器3为接通状态时，通过起动控制电路2的控制信号被置成为接通状态，切断电容器4的调节器3侧的电极和接地电位，使不能放电。另外，第二晶体管Q3，在调节器3为关断状态时，为放电电容器4，通过起动控制电路2的控制信号被置成为接通状态，连接电容器4的调节器3侧的电极和接地电位。
起动控制电路6，是用于接通/关断切换控制调节器3的差动放大电路DA1、放电电路5的第一晶体管Q2以及第二晶体管Q3的。
下面说明上述的电源电路1的动作。此外，在以下的说明中，假定基准电压发生电路2通常输出基准电压Vs。
首先，在调节器3为接通状态的场合，通过起动控制电路6，使放电电路5的第一晶体管Q2以及调节器3的差动放大电路DA1成为接通状态，同时，使放电电路5的第二晶体管Q3成为关断状态。然后，在该接通状态下，根据基于从基准电压发生电路2输出的基准电压Vs的参照电压Vref以及通过电阻R1、R2反馈的反馈电压Vf，调节器3输出保持恒定电压值的输出电压Vout。
接着，当把调节器3从接通状态切换到关断状态时，通过起动控制电路6，使放电电路5的第一晶体管Q2以及调节器3的差动放大电路DA1成为关断状态，同时使放电电路5的第二晶体管Q3成为接通状态。由此，基准电压发生电路2以及调节器3被断线，从调节器3不输出输出电压Vout。另一方面，放电电路5的第二晶体管Q3，因为被置成为了接通状态，所以也使调节器3侧的电容器4的电极接地。由此，在调节器3为接通状态时放电向电容器3充电的电荷。
再有，当把调节器3从关断状态切换到接通状态时，通过起动控制电路6，使放电电路5的第一晶体管Q2以及调节器3成为接通状态，同时使放电电路5的第二晶体管Q3成为关断状态。由此，通过从基准电压发生电路2输出的基准电压Vs慢慢向未积蓄电荷的电容器4充电。因此，在切换到接通状态时，向调节器3输入的参照电压Vref在瞬间不成为和基准电压Vs相同的电压值，和电容器4的充电的电荷一起，慢慢升压。然后，在电容器4的充电结束的时刻，参照电压Vref成为与基准电压Vs大体相同的电压值。
因此，调节器3的差动放大电路DA1比较参照电压Vref和反馈电压Vf，控制控制用晶体管Q1，但是因为慢慢升压参照电压Vref，所以在切换到接通状态时即使和具有低电压值的反馈电压Vf比较，两电压Vref、Vf的差也小。因此，差动放大电路DA1控制控制用晶体管Q1，以使在切换到接通状态时，差动放大电路DA1也不通过控制用晶体管Q1流过大电流，而随着参照电压Vref的上升，慢慢增大流过的电流。
如上述，根据第一实施形态的电源电路1，因为具有电容器4、放电电路5，所以在调节器3为关断状态时能够通过放电电路5放电给电容器4充电的电荷。因此，在把调节器3从关断状态切换到接通状态时，能够向调节器3输入和电容器4的充电一起慢慢升压的参照电压Vref。
其结果，因为能够防止向调节器3输入和基准电压Vs相同电压值的参照电压Vref，能够防止从调节器3流入的冲击电流，所以能够防止在调节器3的输出侧上连接的稳定化输出电容的损坏。再有，通过防止冲击电流，能够抑制成为冲击电流的供给源的电池的电压降落。
下面参照附图，说明变更第一实施形态的一部分的第二实施形态的电源电路。图2表示根据第二实施形态的电源电路的电路结构图。图3表示根据第二实施形态的电源电路的缓冲电路的电路结构图。此外，对于和第一实施形态相同的结构，赋予相同符号，省略说明。
如图2所示，电源电路1具有基准电压发生电路2、调节器3、电压可变电路7、缓冲电路8、和滤波器电路9。
电压可变电路7，具有：在基准电压发生电路2和缓冲电路8之间串联的可变电阻R11、在可变电阻R11和缓冲电路8之间并联的电阻R12。电压可变电路7，被构成为通过可变电阻R11、R12分压从基准电压发生电路2输出的基准电压Vs，能够控制参照电压Vref。这样，通过变更在调节器3的差动放大电路DA1和反馈电压Vf进行比较的参照电压Vref，能够控制从调节器3输出的输出电压Vout。
缓冲电路8，作为通常的缓冲电路8工作，同时在成为关断状态时，和第一实施形态的放电电路5同样具有放电滤波器电路9的电容器C的功能。如图3所示，缓冲电路8具有流过恒定电流的I1、I6的定电流源11、12、由一对晶体管Q11、Q12组成的差动放大电路DA2、由一对晶体管Q13、Q14组成的电流镜像电路CM、晶体管Q15、和放电用晶体管Q16。
滤波器电路9，具有电阻R13和电容器C，作为低通滤波器工作。另外，电容器C和第一实施形态的电容器4同样，被构成为在缓冲电路8以及调节器3从关断状态向接通状态切换时，通过慢慢充电电荷，能够使参照电压Vref慢慢升压。
起动控制电路6A用于向缓冲电路8以及调节器3发送接通/关断的控制信号。在使缓冲电路8成为接通状态的场合，起动控制电路6A向定电流源11、12发送接通信号，同时向放电用晶体管Q16发送“L”电平的关断信号。在使缓冲电路8成为关断状态的场合，起动控制电路6A向定电流源11、12发关断通信号，同时向放电用晶体管Q16发送“H”电平的接通信号。
下面参照图2以及图3，以缓冲电路8以及滤波器电路9的动作为中心说明电源电路1的动作。
首先和调节器3一起说明缓冲电路8在接通状态下的动作。在被置成为接通状态的缓冲电路8中，在与定电流源11、12被置成为接通状态的同时，使放电用晶体管Q16成为关断状态，能够与流过输出侧的负荷的电流的变动等无关地保持参照电压Vref恒定。
具体说，例如，当从Vs＝Vref的状态出发，参照电压Vref变大时，因为晶体管Q12的栅极电位升高，所以流过差动放大电路DA2的晶体管Q12的电流I3变大。这里流过晶体管Q11的电流I2，可以使用电流I3以及从定电流源11流出的电流I1，表示为“I2＝I1-I3”。由此，当电流I3变大时电流I2变小，伴随这点，流过晶体管Q13的电流I4也变小。
因此，因为晶体管Q13的源极电位降低，所以晶体管Q14的栅极电位V1降低。由此流过晶体管Q4的源极电流I14也变小。其结果，晶体管Q15的源极电位下降，与此相伴参照电压Vref降低，所以返回到Vs＝Vref的状态，保持参照电压Vref恒定。
然后，在调节器3中，比较参照电压Vref以及反馈电压Vf，根据该比较结果，控制控制用晶体管Q1，输出保持恒定电压值的输出电压Vout。
下面和调节器3一起说明使缓冲电路8成为关断状态的动作。在被置成为关断状态的缓冲电路8中，在使定电流源11、12成为关断状态的同时，使放电用晶体管Q16成为接通状态。由此，使基准电压发生电路2和滤波器电路9以及调节器3绝缘。
另外，通过使放电用晶体管Q16成为接通状态，可以使参照电压Vref成为接地电位，同时能够放电充电滤波器电路9的电容器C的电荷。由此，在把调节器3以及缓冲电路8从关断状态向接通状态切换时，能够慢慢地向电容器C充电电荷，能够慢慢升压参照电压Vref。
在上述的第二实施形态中，因为也具有滤波器电路9的电容器C、和在调节器3的关断状态下可放电电容器C的缓冲电路8，所以也能收到和第一实施形态同样的效果。
再有，在第二实施形态中，因为构成为能够通过在滤波器电路9内设置的电容器C慢慢升压参照电压Vref，所以能够抑制电源电路1A的大型化以及复杂化，同时能够起到作为除去噪声等的滤波器电路9的效果以及和第一实施形态同样的效果。
另外，因为使缓冲电路8兼有和第一实施形态中的放电电路5相同的功能，所以能够抑制电源电路1A的大型化以及复杂化，同时能够起到作为抑制参照电压Vref的变化变换阻抗这样的缓冲电路8的效果以及和第一实施形态同样的效果。
另外，通过设置电压可变电路7，能够抑制从调节器3输出的输出电压Vout。另外，因为能够变更基准电压Vs，所以对于输出不同的基准电压Vs的基准电压发生电路2能够容易地应对。再有，因为通过上述两个可变电阻R11、R12可以实现这些效果，所以能够抑制电源电路1A的大型化以及复杂化。
以上使用上述实施形态详细说明了本发明，但是，显然，本发明不限于本说明书中说明的实施形态。本发明能够在通过权利要求的范围的记述规定的本发明的宗旨以及范围内变更实施。亦即，本说明书的记述是例子，不能把本发明解释为任何限定的意义。下面说明一部分变更了的上述实施形态的变更形态。
在上述的实施形态中，把晶体管Q3以及缓冲电路8的放电用晶体管Q16作为放电电容器4以及电容器C的开关使用，但是也可以把其他的结构作为开关使用。
符号说明
1、1A电源电路
2  基准电压发生电路
3  调节器
4  电容器
5  放电电路
6、6A起动控制电路
7  电压可变电路
8  缓冲电路
9  滤波器电路
C  电容器
Q2、Q3晶体管
Q16  放电用晶体管
R11、R12可变电阻
R13 电阻
Vout输出电压
Vref参照电压
Vs  基准电压

Claims (6)

1.一种电源电路，其具有用于发生基准电压的基准电压发生电路，和在通过基于从所述基准电压发生电路输出的基准电压的参照电压控制输出电压的同时可切换接通/关断的调节器，其特征在于，
具有：在所述基准电压发生电路和所述调节器之间并联的电容器；和
在所述调节器关断的状态下，用于使所述电容器放电的放电电路。
2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，
所述放电电路，具有在所述基准电压发生电路和所述调节器之间串联的第一开关，和在所述第一开关和所述电容器之间并联的第二开关；
在所述调节器关断的状态时，所述第一开关成为关断状态，同时所述第二开关成为导通状态。
3.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，
具有包含所述电容器的滤波器电路。
4.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，
具有包含所述放电电路的缓冲电路。
5.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，
在所述基准电压发生电路和所述调节器之间，设置用于使基准电压变化的电压可变电路。
6.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，
所述基准电压可变电路，具有在所述基准电压发生电路和所述调节器之间串联的第一可变电阻，和在所述基准电压发生电路和所述调节器之间并联的第二可变电阻。
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