JP2001109529A - レギュレータ回路 - Google Patents

レギュレータ回路

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JP2001109529A
JP2001109529A JP28525199A JP28525199A JP2001109529A JP 2001109529 A JP2001109529 A JP 2001109529A JP 28525199 A JP28525199 A JP 28525199A JP 28525199 A JP28525199 A JP 28525199A JP 2001109529 A JP2001109529 A JP 2001109529A
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Japan
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transistor
voltage
current
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collector
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JP28525199A
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English (en)
Inventor
Isao Atsumi
功 渥美
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Yazaki Corp
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Yazaki Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 サージ電圧やインパルス電圧に対するトラン
ジスタのブレークダウン耐力を向上させ、電流増幅率が
高くて小型のトランジスタを使用可能にしたレギュレー
タ回路を提供する。 【解決手段】 トランジスタQ1のコレクタをバッテリ
11側に、そのエミッタを負荷12側にそれぞれ接続
し、トランジスタQ1のベースと該ベースに接続したツ
ェナーダイオードZD1のカソードとの間に、バッテリ
11の電圧が抵抗R1を介して印加される構成を備え、
トランジスタQ1のベース電圧をツェナーダイオードZ
D1のツェナー電圧に保持し、負荷12へ印加される出
力電圧を、ツェナー電圧からトランジスタQ1のベース
・エミッタ間電圧だけ低下させた所定値に安定化するレ
ギュレータ回路10において、バッテリ11とトランジ
スタQ1のコレクタとを接続する電流流路13に、電流
制限抵抗R2を設けたことを特徴とする。トランジスタ
Q1のブレークダウンは、電流制限抵抗R2を設けない
場合よりも大きな逆方向電圧がトランジスタQ1の入力
端に加わらないと発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源電圧、例えば
車両に搭載されるバッテリの電圧を、車両の各種電子機
器などの負荷に必要な電圧に変換して安定化させるレギ
ュレータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のレギュレータ回路とし
て、実開平4−86913号公報に開示されたレギュレ
ータ回路がある。このレギュレータ回路1は、図4に示
すように、トランジスタQ1のコレクタを電源2のプラ
ス側に、そのエミッタを負荷3側にそれぞれ接続し、ト
ランジスタQ1のベースと該ベースに接続したツェナー
ダイオードZD1のカソードとの間に、電源電圧が抵抗
R1を介して印加される構成を備え、トランジスタQ1
のベース電圧をツェナーダイオードZD1のツェナー電
圧に保持し、負荷3へ印加される出力電圧を、ツェナー
電圧からトランジスタQ1のベース・エミッタ間電圧
(この従来例では、0.7V)だけ低下させた所定値
(この従来例では8.7V)に安定化するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のレギュレータ回路では、トランジスタQ1の入力端
(コレクタ)に、トランジスタQ1のコレクタ・ベース
間電圧VCB0の定格以上のサージ電圧やインパルス電
圧、例えば、プラス300V程度の高電圧が加わると、
トランジスタQ1のコレクタ・ベース間のPN接合に逆
方向電圧が加わることになり、この逆方向電圧がある臨
界電圧を超えると、そのPN接合に流れる電流が急激に
増加し、そのPN接合に降伏現象(ブレークダウン)が
生じてトランジスタQ1が破壊してしまう。これを防止
するために、トランジスタQ1として、コレクタ・ベー
ス間電圧VCB0の定格の大きなものを使用すればよ
い。しかし、コレクタ・ベース間電圧VCB0の定格の
大きなトランジスタは、一般的に大きく、また、電流増
幅率hFEも小さいため、回路が大型化してしまうとと
もに、微小負荷しか駆動することができないという問題
があった。
【0004】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
て為されたもので、その課題は、サージ電圧やインパル
ス電圧に対するトランジスタのブレークダウン耐力を向
上させ、電流増幅率が高くて小型のトランジスタを使用
可能にしたレギュレータ回路を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1に係る発明は、トランジスタのコレクタを電
源側に、そのエミッタを負荷側にそれぞれ接続し、該ト
ランジスタのベースと該ベースに接続したツェナーダイ
オードのカソードとの間に、電源電圧が抵抗を介して印
加される構成を備え、トランジスタのベース電圧をツェ
ナーダイオードのツェナー電圧に保持し、負荷へ印加さ
れる出力電圧を、ツェナー電圧からトランジスタのベー
ス・エミッタ間電圧だけ低下させた所定値に安定化する
レギュレータ回路において、電源とトランジスタのコレ
クタとを接続する電流流路に、電流制限抵抗を設けたこ
とを特徴とする。かかる構成によれば、電源とトランジ
スタのコレクタとを接続する電流流路に、電流制限抵抗
を設けたことにより、トランジスタの入力端(コレク
タ)に、トランジスタのコレクタ・ベース間電圧V
CB0の定格以上のサージ電圧やインパルス電圧が加わ
り、トランジスタのコレクタ・ベース間のPN接合に臨
界電圧以上の逆方向電圧が加わることにより、トランジ
スタのPN接合に急激に大電流が流れようとしても、ト
ランジスタのコレクタ・ベース間を流れる電流は電流制
限用抵抗により制限される。このため、トランジスタの
ブレークダウンは、電流制限用抵抗を設けない場合より
も大きな逆方向電圧が前記入力端に加わらないと発生し
ない。したがって、トランジスタのブレークダウンに対
する耐力が向上する。また、トランジスタのコレクタ・
ベース間電圧VCB0の定格も低値なものでよく、電流
増幅率が高くて小型のトランジスタを使用することがで
きる。
【0006】請求項2に係る発明は、トランジスタのコ
レクタ側から電源側へ流れる電流を阻止するダイオード
を、前記電流流路に電流制限抵抗と直列に接続したこと
を特徴とする。かかる構成によれば、トランジスタの入
力端に、負のサージ電圧、例えば、マイナス数百Vの電
圧が加わった場合に、前記ダイオードがないと、ツェナ
ーダイオードに順方向に(接地側からカソード側に)流
れる電流が急激に増加し、この電流が前記抵抗および電
流制限用抵抗を通って電源のプラス側に流れ始め、これ
によって、ツェナーダイオードが破壊される虞がある。
この破壊を防止するためには、ツェナーダイオードの順
方向電流の許容値の大きいものを使用すればよいが、こ
のようなツェナーダイオードは大型でコストが高い。こ
れに対し、請求項2に係る発明によれば、トランジスタ
の入力端に負のサージ電圧が加わった場合に、ツェナー
ダイオードの順方向に電流が急激に流れようとするが、
この電流は前記ダイオードにより阻止され、回路が保護
される。このため、ツェナーダイオードの順方向電流の
許容値の小さいものを使用できる。
【0007】請求項3に係る発明は、前記抵抗と直列で
かつ前記ツェナーダイオードと並列にコンデンサを接続
したことを特徴とする。かかる構成によれば、ツェナー
電圧がノイズなどで不安定になるのを、コンデンサによ
り防止することができ、これによって、負荷に印加され
る出力電圧がより安定する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレギュレータ
回路の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本
発明に係るレギュレータ回路の実施の形態の一例を示し
ている。本例に係るレギュレータ回路は、車両に搭載さ
れるバッテリの電圧(例えば、12V或いは24V)を、
車両の各種電子機器などの負荷に必要な電圧(通常5V
〜10V程度)に変換して安定化させるものである。
【0009】このレギュレータ回路10は、トランジス
タQ1のコレクタをバッテリ(電源)11のプラス側
に、そのエミッタを負荷12側にそれぞれ接続し、該ト
ランジスタQ1のベースと該ベースに接続したツェナー
ダイオードZD1のカソードとの間に、バッテリ11の
電圧が抵抗R1を介して印加される構成を有する。この
レギュレータ回路10は、トランジスタQ1のベース電
圧をツェナーダイオードZD1のツェナー電圧に保持
し、負荷12へ印加される出力電圧を、ツェナー電圧V
ZD1からトランジスタQ1のベース・エミッタ間電圧
(本例では、例えば、0.6V)だけ低下させた所定値
(VZD1−0.6V)に安定化するようになってい
る。また、バッテリ11とトランジスタQ1のコレクタ
とを接続する電流流路13に、電流制限抵抗R2が設け
られている。
【0010】また、トランジスタQ1のコレクタ側から
バッテリ11のプラス側へ流れる電流を阻止するダイオ
ードDが、電流流路13に電流制限抵抗R2と直列に接
続されている。本例では、電流制限抵抗R2は、トラン
ジスタQ1のコレクタとダイオードDとの間に設けられ
ているとともに、電流制限抵抗R2の上流側とツェナー
ダイオードZD1のカソードの上流側との間に抵抗R1
が設けられている。これによって、バッテリ11の電圧
が、ダイオードD、電流制限抵抗R2および抵抗R1を
介してトランジスタQ1のベースに印加されるので、ト
ランジスタQ1のベース電流は、抵抗R1と電流制限抵
抗R2の両抵抗値の和(R1+R2)で決定される。
【0011】さらに、抵抗R1と直列でかつツェナーダ
イオードZD1と並列にコンデンサCが接続されてい
る。
【0012】上記一例に係るレギュレータ回路10で
は、バッテリ11とトランジスタQ1のコレクタとを接
続する電流流路13に、電流制限抵抗R2を設けたこと
により、トランジスタQ1の入力端(コレクタ)に、ト
ランジスタQ1のコレクタ・ベース間電圧VCB0の定
格以上のサージ電圧やインパルス電圧が加わり、トラン
ジスタQ1のコレクタ・ベース間のPN接合に臨界電圧
以上の逆方向電圧が加わわることにより、トランジスタ
Q1のPN接合に急激に大電流が流れようとしても、ト
ランジスタQ1のコレクタ・ベース間を流れる電流は電
流制限用抵抗R2により制限される。このため、トラン
ジスタQ1のブレークダウン(降伏現象)は、電流制限
用抵抗R2を設けない場合よりも大きな逆方向電圧が前
記入力端に加わらないと発生しない。したがって、トラ
ンジスタQ1のブレークダウンに対する耐力が向上す
る。また、トランジスタQ1のコレクタ・ベース間電圧
CB の定格も低値なものでよく、トランジスタQ1
として、電流増幅率hFEが高くて小型のトランジスタ
を使用することができる。したがって、本例に係るレギ
ュレータ回路によれば、サージ電圧やインパルス電圧に
対するトランジスタのブレークダウン耐力を向上させる
ことができ、電流増幅率が高くて小型のトランジスタを
使用することができる。
【0013】また、上記一例に係るレギュレータ回路1
0では、トランジスタQ1のコレクタ側からバッテリ1
1のプラス側へ流れる電流を阻止するダイオードDを、
電流流路13に電流制限抵抗R2と直列に接続してあ
る。このため、イグニッションスイッチをオフにしたエ
ンジンの停止時などに、トランジスタQ1の入力端に、
負のサージ電圧、例えば、マイナス数百Vの電圧が加わ
った場合に、ダイオードDがないと、ツェナーダイオー
ドZD1に順方向に(接地側からカソード側に)流れる
電流が急激に増加し、この電流が抵抗R1および電流制
限抵抗R2を通って電源のプラス側に流れ始め、これに
よって、ツェナーダイオードZD1が破壊される虞があ
る。この破壊を防止するためには、ツェナーダイオード
ZD1の順方向電流の許容値の大きいものを使用すれば
よいが、このようなトランジスタは大型でコストが高
い。これに対し、本例に係るレギュレータ回路によれ
ば、トランジスタQ1の入力端に前記負のサージ電圧が
加わった場合に、ツェナーダイオードZD1の順方向に
電流が急激に流れようとするが、この電流はダイオード
Dにより阻止され、回路が保護される。このため、ツェ
ナーダイオードZD1として、順方向電流の許容値の小
さいものを使用できる。したがって、本例によれば、ツ
ェナーダイオードZD1として、小型でコストの安いも
のを使用することができる。
【0014】さらに、上記一例に係るレギュレータ回路
では、抵抗R1と直列でかつツェナーダイオードZD1
と並列にコンデンサCを接続したので、ツェナー電圧が
ノイズなどで不安定になるのを、コンデンサCにより防
止することができる。したがって、本例によれば、負荷
12に印加される出力電圧がより安定する。
【0015】図2は、図1に示す上記一例の変形例であ
る。この変形例では、ダイオードDがバッテリ11のプ
ラス側と電流制限抵抗R2との間に設けられているとと
もに、電流制限抵抗R2は、抵抗R1の電流流路13と
の接続点とトランジスタQ1のコレクタとの間に設けら
れている。すなわち、電流制限抵抗R2の下流側とツェ
ナーダイオードZD1のカソードの上流側との間に抵抗
R1が設けられている。これによって、バッテリ11の
電圧が、ダイオードDおよび抵抗R1を介してトランジ
スタQ1のベース(ツェナーダイオードZD1のカソー
ド)に印加されるので、トランジスタQ1のベース電流
は、抵抗R1の抵抗値のみで決定される。本例における
その他の構成は、上記一例と同じである。
【0016】本例に係るレギュレータ回路によれば、ト
ランジスタQ1のベース電流は、抵抗R1の抵抗値のみ
で決定され、そのベース電流を上記一例よりも大きくす
ることができる。そのため、トランジスタQ1の電流増
幅率hFEが低値であったり、又は負荷電流が大きい場
合で、バッテリ11の電圧(DC入力電圧)が低下した
場合には、上記一例よりも有利である。本例が奏するそ
の他の作用、効果は、上記一例と同じである。
【0017】図3は、図1に示す上記一例のさらに別の
変形例である。この変形例では、ダイオードDが、トラ
ンジスタQ1のコレクタと電流制限抵抗R2との間に設
けられているとともに、ダイオードDの上流側とツェナ
ーダイオードZD1のカソードの上流側との間に抵抗R
1が設けられている。これによって、バッテリ11の電
圧が、電流制限抵抗R2、ダイオードDおよび抵抗R1
を介してトランジスタQ1のベースに印加されるので、
トランジスタQ1のベース電流は、上記一例の場合と同
様に、抵抗R1と電流制限抵抗R2の両抵抗値の和(R
1+R2)で決定される。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る発
明によれば、サージ電圧やインパルス電圧に対するトラ
ンジスタのブレークダウン耐力を向上させることがで
き、電流増幅率が高くて小型のトランジスタを使用する
ことができる。
【0019】請求項2に係る発明によれば、ツェナーダ
イオードの順方向電流の許容値の小さいものを使用で
き、ツェナーダイオードとして、小型でコストの安いも
のを使用することができる。
【0020】請求項3に係る発明によれば、ツェナー電
圧がノイズなどで不安定になるのを、コンデンサにより
防止することができ、負荷に印加される出力電圧がより
安定する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレギュレータ回路の実施の形態の
一例を示すブロック図。
【図2】図1に示す一例の変形例を示すブロック図。
【図3】図1に示す一例のさらに別の変形例を示すブロ
ック図。
【図4】従来例を示すブロック図。
【符号の説明】
10………………レギュレータ回路 11………………バッテリ(電源) 12………………負荷 13………………電流流路 Q1………………トランジスタ ZD1……………ツェナーダイオード R1………………抵抗 R2………………電流制限抵抗 D…………………ダイオード C…………………コンデンサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トランジスタのコレクタを電源側に、そ
    のエミッタを負荷側にそれぞれ接続し、該トランジスタ
    のベースと該ベースに接続したツェナーダイオードのカ
    ソードとの間に、電源電圧が抵抗R1を介して印加され
    る構成を備え、前記トランジスタのベース電圧をツェナ
    ーダイオードのツェナー電圧に保持し、負荷へ印加され
    る出力電圧を、前記ツェナー電圧から前記トランジスタ
    のベース・エミッタ間電圧だけ低下させた所定値に安定
    化するレギュレータ回路において、 前記電源と前記トランジスタのコレクタとを接続する電
    流流路に、電流制限抵抗を設けたことを特徴とするレギ
    ュレータ回路。
  2. 【請求項2】 前記トランジスタのコレクタ側から前記
    電源側へ流れる電流を阻止するダイオードを、前記電流
    流路に前記電流制限抵抗と直列に接続したことを特徴と
    する請求項1記載のレギュレータ回路。
  3. 【請求項3】 前記抵抗と直列でかつ前記ツェナーダイ
    オードと並列にコンデンサを接続したことを特徴とする
    請求項1又は2記載のレギュレータ回路。
JP28525199A 1999-10-06 1999-10-06 レギュレータ回路 Abandoned JP2001109529A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008226004A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Omron Corp 入力スレーブ
JP7042775B2 (ja) 2019-07-24 2022-03-28 三菱電機株式会社 起動回路

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JP2008226004A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Omron Corp 入力スレーブ
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