JP2000207037A - 安定化電源回路 - Google Patents

安定化電源回路

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JP2000207037A
JP2000207037A JP11011223A JP1122399A JP2000207037A JP 2000207037 A JP2000207037 A JP 2000207037A JP 11011223 A JP11011223 A JP 11011223A JP 1122399 A JP1122399 A JP 1122399A JP 2000207037 A JP2000207037 A JP 2000207037A
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JP
Japan
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output
transistor
stabilized power
power supply
supply circuit
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JP11011223A
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啓二 ▲吉▼川
Keiji Yoshikawa
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の安定化電源回路では、常に外部からL
owおよびHighのいずれかの信号をトランジスタT
r3に印加し続ける必要があった。 【解決手段】 出力を制御するための出力トランジスタ
Trと、該出力トランジスタTrをON/OFFするた
めのON/OFF制御手段とを備えた安定化電源回路に
おいて、前記ON/OFF制御手段に、サイリスタ1を
用いたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力を制御するた
めの出力制御素子と、該出力制御素子をON/OFFす
るためのON/OFF制御手段とを備えた安定化電源回
路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来からシリーズレギュレータ
等に用いられている安定化電源回路の一例であり、出力
トランジスタであるパワートランジスタTr1にPNP
トランジスタを使用した低飽和型の回路である。同図に
よると、入力電源Vinとして充電池等がつながれた入
力端子にパワートランジスタTr1のエミッタが接続さ
れ、負荷がつながれた出力端子にそのコレクタが接続さ
れている。パワートランジスタTr1のベースには、パ
ワートランジスタTr1を駆動させるためのトランジス
タTr2のコレクタが接続されている。
【0003】トランジスタTr2のベースには、2つの
入力信号の差分値を反転増幅して出力する誤差増幅器A
mpの出力部が接続されている。この誤差増幅器Amp
は、負荷出力側の電圧を分圧抵抗R1,R2で分圧した
電圧(比較電圧)と基準電圧Vrefとを入力し、その
差分値を出力する。また、トランジスタTr2のベース
には、トランジスタTr3のエミッタが接続されてお
り、トランジスタTr3のベースは、この安定化電源回
路の負荷側への電源出力をON/OFFするための制御
信号が入力される出力ON/OFF端子につながれてい
る。
【0004】なお、トランジスタTr2,Tr3のエミ
ッタは、それぞれGNDに接続されている。
【0005】そして、上記部品で構成される安定化電源
回路の外部出力には、電解コンデンサ等からなりフィル
ターとして機能する出力コンデンサCが並列に接続され
ている。
【0006】この安定化電源回路の動作を説明すると、
誤差増幅器Ampは、抵抗R1,R2によって分圧され
た出力側の電圧と基準電圧Vrefとを入力し比較す
る。そして、その差分値を反転増幅してトランジスタT
r2にベース電流として与える。トランジスタTr2
は、このベース電流により制御され、これにより、パワ
ートランジスタTr1のベースに流れる電流を制御す
る。この制御により、出力制御素子であるパワートラン
ジスタTr1のコレクタ・エミッタ電圧Vceが調整さ
れ、出力電圧が安定化される。
【0007】負荷側への電源出力(出力電圧)のON/
OFFは、パワートランジスタTr1を駆動するトラン
ジスタTr2のベースをトランジスタTr3にて制御
(オープン/ショート)することによって行う。すなわ
ち、出力をONするためには、出力ON/OFF端子を
Lowにする。これにより、トランジスタTr3は動作
しないので、誤差増幅器Ampの出力はトランジスタT
r2のベースに与えられ、パワートランジスタTr1が
動作して出力はONする。
【0008】一方、出力をOFFするためには、出力O
N/OFF端子をHighにする。これにより、トラン
ジスタTr3は動作し、トランジスタTr2はOFFに
なる。そのため、パワートランジスタTr1も動作しな
いので、出力はOFFになる。
【0009】つまり、出力ON/OFF端子がLowの
ときに出力はONになり、出力ON/OFF端子がHi
ghのときに出力はOFFになる。この場合、トランジ
スタTr3はON/OFF制御手段として機能する。
【0010】このように、従来のON/OFF機能は、
外部からLowの信号が継続して入力されているときに
出力を継続してON,Highの信号が継続して入力さ
れているときに出力を継続してOFFにさせる機能であ
る。図6にON/OFF制御時の出力及び制御電流の特
性を示す。
【0011】図5においては、出力ON/OFF端子が
Highの場合に出力がOFF、出力ON/OFF端子
がLowの場合に出力がONとなるが、図7のようにト
ランジスタTr3のベースと出力ON/OFF端子との
間にトランジスタTr4を挿入する(具体的には、トラ
ンジスタTr4のベースを出力ON/OFF端子、コレ
クタをトランジスタTr3のベース、エミッタをGND
に接続する)と、出力ON/OFF端子がHighの場
合に出力がON、出力ON/OFF端子がLowの場合
に出力がOFFとなる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】近年、省エネ化への規
制が一段と強まる中、電子機器においてもより一層の省
電力化が要求され、機器の低消費電流化のため、未使用
回路のON/OFF等「パワーマネージメント」設計が
一般的であり、また待機時の低消費電流設計が活発化し
てきている。
【0013】ところが、従来の安定化電源回路では、出
力のON/OFFを外部からLow,High(トラン
ジスタTr4を挿入した場合、High,Low)の信
号によりON/OFF制御回路であるトランジスタTr
3をON,OFFさせ、これによりトランジスタTr2
をON,OFFさせるとともに出力トランジスタTr1
もON,OFFし、その結果出力がON,OFF状態と
なるが、常に外部からLowおよびHighのいずれか
の信号をトランジスタTr3に印加し続ける必要があっ
た。
【0014】この場合、LowおよびHighのいずれ
かの信号を出力する外部のON/OFF制御回路は常に
動作しており、この制御回路で消費する電流が存在する
ため、特に待機時の長い電子機器においては、無駄な回
路動作電流による消費電力の低減を妨げるものとなって
いた。
【0015】本発明は、上記課題に鑑み、外部消費電力
の低減が図れる安定化電源回路の提供を目的とするもの
である。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載の安定化電源回路は、出力を
制御するための出力制御素子と、該出力制御素子をON
/OFFするためのON/OFF制御手段とを備えた安
定化電源回路において、前記ON/OFF制御手段に、
電圧制御用素子を用いたことを特徴とするものである。
【0017】また、本発明の請求項2記載の安定化電源
回路は、前記電圧制御用素子がサイリスタからなること
を特徴とするものである。
【0018】さらに、本発明の請求項3記載の安定化電
源回路は、請求項1記載の安定化電源回路において、前
記電圧制御用素子がMOSFETからなることを特徴と
するものである。
【0019】さらにまた、本発明の請求項4記載の安定
化電源回路は、請求項1記載の安定化電源回路におい
て、前記電圧制御用素子がサイリスタ及びMOSFET
からなることを特徴とするものである。
【0020】加えて、本発明の請求項5記載の安定化電
源回路は、請求項4記載の安定化電源回路において、前
記サイリスタにてON/OFF制御し、前記MOSFE
TにてOFF制御してなることを特徴とするものであ
る。
【0021】上記構成によれば、本発明の安定化電源回
路は、ON/OFF制御手段に、電圧制御用素子を用い
たので、出力のONおよびOFFの継続を行なう場合
に、外部からの信号を常に印加する必要がなく、短時間
の印加でON/OFF制御することができる。また、請
求項2,3,4又は5記載の安定化電源回路の構成によ
り、容易に上記作用が得られる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
とともに説明する。なお、以下の実施の形態において、
回路の基本的な部分は「従来の技術」で説明した図5と
同様であるため、その説明を省略し、特徴部分を中心に
説明する。また、同一機能部分については同一符号を称
す。
【0023】図1は、本発明の第1実施の形態にかかる安
定化電源回路図である。
【0024】本実施の形態は、ON/OFF制御手段と
して電圧制御素子を用い、該電圧制御用素子としてサイ
リスタ1を用いたものである。
【0025】具体的に説明すると、図5に示す従来の安
定化電源回路において、誤差増幅器Ampの出力部とト
ランジスタTr2のベースとの間に前記サイリスタ1を
追加してなるものであって、該サイリスタ1のアノード
が誤差増幅器Ampの出力部及びトランジスタTr3の
コレクタに接続され、カソードがトランジスタTr2の
ベースに接続され、ゲートが出力ON端子に接続されて
なる。
【0026】また、該サイリスタ1のゲートとカソード
とが抵抗R3を介して接続されてなる。なお、図5で示
した出力ON/OFF端子は、ここでは出力OFF端子
となる。
【0027】次に、出力のON/OFF動作について説
明する。
【0028】まず、出力をON状態にする場合の動作に
ついて説明する。サイリスタ1は、一般的にゲートにあ
る電圧以上を印加することによりON「以下、これを
「ブレークオーバー」と称す」し、一端ブレークオーバ
ーすれば、その電圧が解除されてもON状態を保持する
性質をもっている。
【0029】よって、出力ON端子に外部からLowま
たはHighの波形の信号を印加(この際、出力OFF
端子はOFF状態)すると、その波形の電圧がサイリス
タ1のブレークオーバー電圧を越えたところでサイリス
タ1がONする。その後、どのような波形の変化に対し
てもON状態を継続するので、トランジスタTr2にベ
ース電圧が供給されてON状態になり、出力トランジス
タTrlもベース電圧が供給されてON状態となる。そ
の結果、出力がON状態となる。
【0030】次に、出力をOFF状態にするときの動作
について説明する。出力OFF端子に外部からLowま
たはHighの波形の信号を印加(この際、出力ON端
子はOFF状態)すると、トランジスタTr3にベース
電圧が供給されてON状態となり、サイリスタ1はその
アノードおよびカソード間がON状態からOFF状態に
遷移する。これにより、トランジスタTr2のベース電
圧が低下してOFF状態となり、出カトランジスタTr
lもベース電圧が低下してOFF状態となる。その結
果、出力がOFF状態となる。
【0031】図2にON/OFF制御時の出力及び制御
電流の特性を示す。上述した本実施の形態にかかる安定
化電源回路では、図2に示すように、出力ON端子に外
部からLowまたはHighの波形の信号を印加した場
合、出力がON状態となり、出力トランジスタTrl,
トランジスタTr2および誤差増幅器Ampは動作し、
これらのデバイスで消費する電流が存在する。
【0032】また、出力OFF端子に外部からLowま
たはHighの波形の信号を印加した場合、出力がOF
F状態となり、誤差増幅器Ampは動作し、このデバイ
スで消費する電流が存在する。
【0033】ちなみに、従来の安定化電源回路では、出
力ON端子に外部からHighまたはLowの波形の信
号を印加しトランジスタTr3がOFFの場合、出力が
ON状態となり、出力トランジスタTrl,トランジス
タTr2および誤差増幅器Ampは動作し、これらのデ
バイスで消費する電流が存在する。また、出力ON端子
に外部からLowまたはHighの波形の信号を印加し
トランジスタTr3がONの場合、出力がOFF状態と
なり、トランジスタTr3および誤差増幅器Ampは動
作し、これらのデバイスで消費する電流が存在する。
【0034】この結果、本実施の形態の安定化電源回路
は、従来の安定化電源回路に比較して出力OFF時(待
機時)の期間は、動作回路が少なく消費電流が抑制され
る。特に、待機時の長い電子機器においては、従来の安
定化電源回路に比べ外部消費電力の低減が可能となる。
【0035】図3は、本発明の第2実施の形態にかかる
安定化電源回路図である。
【0036】本実施の形態は、ON/OFF制御手段と
して電圧制御素子を用い、該電圧制御用素子としてサイ
リスタ1とMOSFET2とを用いたものであって、サ
イリスタ1をON/OFF制御デバイスとし、MOSF
ET2をOFF制御デバイスとしたものである。
【0037】具体的に説明すると、図5に示す従来の安
定化電源回路において、誤差増幅器Ampの出力部とト
ランジスタTr2のベースとの間に前記サイリスタ1を
追加するとともに、トランジスタTr3に代わってMO
SFET2を用いてなるものであって、該サイリスタ1
のアノードが誤差増幅器Ampの出力部及び及びMOS
FET2のドレインに接続され、カソードがトランジス
タTr2のベースに接続され、ゲートが出力ON端子に
接続されてなる。また、前記MOSFET2のゲートが
抵抗R4を介して出力OFF端子に接続され、ソースが
GNDに接続されてなる。
【0038】また、該サイリスタ1のゲートとカソード
とが抵抗R3を介して接続されてなる。なお、図5で示
した出力ON/OFF端子は、ここでは出力OFF端子
となる。
【0039】次に、出力のON/OFF動作について説
明する。
【0040】まず、出力をON状態にする場合の動作
は、出力ON端子に外部からLowまたはHighの波
形の信号を印加(この際、出力OFF端子はOFF状
態)するとサイリスタ1がONする。その後、どのよう
な波形の変化に対してもON状態を継続するので、トラ
ンジスタTr2にベース電圧が供給されてON状態にな
り、出力トランジスタTrlもベース電圧が供給されて
ON状態になる。その結果、出力がON状態となる。
【0041】次に、出力をOFF状態にする場合の動作
は、出力OFF端子に外部からLowまたはHighの
波形の信号を印加(この際、出力ON端子はOFF状
態)するとMOSFET2のゲート電圧が供給されてO
N状態となり、サイリスタはそのアノードおよびカソー
ド間がON状態からOFF状態に遷移する。これによ
り、トランジスタTr2のベース電圧が低下してOFF
状態となり、出力トランジスタTrlもベース電圧が低
下してOFF状態となる。その結果、出力がOFF状態
となる。
【0042】本実施の形態にかかる安定化電源回路にお
いても、ON/OFF制御時の回路動作電流は、上述し
た第1の実施の形態同様、従来の安定化電源回路と比較
して出力OFF時(待機時)の期間は、動作回路が少な
く消費電流が抑制され、特に、待機時の長い電子機器に
おいては、従来の安定化電源回路に比べ外部消費電力の
低減が可能となる。
【0043】また、OFF制御デバイスにMOSFET
2を用いることにより、従来のOFF制御デバイスにト
ランジスタTr3を使用する場合と比較したとき、外部
から信号印加時においてゲートへの駆動電流がほとんど
必要なく、外部消費電力の低減により有効な手段とな
る。
【0044】図4は、本発明の第3実施の形態にかかる
安定化電源回路図である。
【0045】本実施の形態は、ON/OFF制御手段と
して電圧制御素子を用い、該電圧制御用素子としてMO
SFET2を用いたものである。
【0046】具体的に説明すると、図5に示す従来の安
定化電源回路において、トランジスタTr3に代わって
MOSFET2を用いてなるものであって、該MOSF
ET2のソースが誤差増幅器AmPの出力部及びトラン
ジスタTr2のベースに接続され、ゲートが抵抗R4を
介して出力ON/OFF端子に接続され、ソースがGN
Dに接続されてなる。
【0047】次に、出力のON/OFF動作について説
明する。
【0048】まず、出力をON状態にする場合の動作
は、出力ON/OFF端子に外部からLowの信号を印
加すると、MOSFET2のゲート電圧が供給されてO
N状態となり、トランジスタTr2にベース電圧が供給
されてON状態になり、出力トランジスタTrlもベー
ス電圧が供給されてON状態になる。その結果、出力が
ON状態となる。
【0049】また、出力をOFF状態にする場合の動作
は、出力ON/OFF端子に外部からHighの波形の
信号を印加するとMOSFET2のゲート電圧が低下し
てOFF状態となる。これにより、トランジスタTr2
のベース電圧が低下してOFF状態となり、出力トラン
ジスタTrlもベース電圧が低下してOFF状態とな
る。その結果、出力がOFF状態となる。
【0050】本実施の形態にかかる安定化電源回路にお
いても、ON/OFF制御時の回路動作電流は、上述し
た第1の実施の形態同様、従来の安定化電源回路と比較
して出力OFF時(待機時)の期間は、動作回路が少な
く消費電流が抑制され、特に、待機時の長い電子機器に
おいては、従来の安定化電源回路に比べ外部消費電力の
低減が可能となる。
【0051】また、ON/OFF制御デバイスにMOS
FET2を用いているので、従来のON/OFF制御デ
バイスにトランジスタTr3を使用する場合と比較した
とき、外部から信号印加時においてゲートへの駆動電流
がほとんど必要なく、外部消費電力の低減により有効な
手段となる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように本発明の安定化電源
回路によれば、ON/OFF制御手段に、電圧制御用素
子を用いたので、ON/OFF制御時に外部からの信号
を常に印加する必要がなく、外部のON/OFF制御部
での回路消費電流を低減できる。特に、待機時の長い電
子機器においては、外部消費電力の増加を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態にかかる安定化電源回
路の回路図である。
【図2】ON/OFF制御時の出力及び制御電流の特性
図である。
【図3】本発明の第2実施の形態にかかる安定化電源回
路の回路図である。
【図4】本発明の第3実施の形態にかかる安定化電源回
路の回路図である。
【図5】従来の安定化電源回路の回路図である。
【図6】従来例におけるON/OFF制御時の出力及び
制御電流の特性図である。
【図7】従来の他の安定化電源回路の回路図である。
【符号の説明】
Tr1 出力トランジスタ 1 サイリスタ 2 MOSFET

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力を制御するための出力制御素子と、
    該出力制御素子をON/OFFするためのON/OFF
    制御手段とを備えた安定化電源回路において、 前記ON/OFF制御手段に、電圧制御用素子を用いた
    ことを特徴とする安定化電源回路。
  2. 【請求項2】 前記電圧制御用素子がサイリスタからな
    ることを特徴とする請求項1記載の安定化電源回路。
  3. 【請求項3】 前記電圧制御用素子がMOSFETから
    なることを特徴とする請求項1記載の安定化電源回路。
  4. 【請求項4】 前記電圧制御用素子がサイリスタ及びM
    OSFETからなることを特徴とする請求項1記載の安
    定化電源回路。
  5. 【請求項5】 前記サイリスタにてON/OFF制御
    し、前記MOSFETにてOFF制御してなることを特
    徴とする請求項4記載の安定化電源回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008059141A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Seiko Epson Corp 複合型システム電源回路
JP2008236900A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Toshiba Corp 電気機器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008059141A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Seiko Epson Corp 複合型システム電源回路
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