JP2001218364A - 交流電圧レギュレータ回路 - Google Patents
交流電圧レギュレータ回路Info
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- JP2001218364A JP2001218364A JP2000029370A JP2000029370A JP2001218364A JP 2001218364 A JP2001218364 A JP 2001218364A JP 2000029370 A JP2000029370 A JP 2000029370A JP 2000029370 A JP2000029370 A JP 2000029370A JP 2001218364 A JP2001218364 A JP 2001218364A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スペースファクタを悪化させることなく、Ｐ
ＷＭアンプの降下性と上昇性の電源電圧変動を抑制する
こと。 【解決手段】 トランジスタ、電流制限抵抗、キャパシ
タ、バイアス抵抗から成るプル型レギュレータに加え
て、正電源型シリーズレギュレータを前記電源電圧とＰ
ＷＭアンプ間に接続することにより、ＰＷＭアンプの降
下性と上昇性の電源電圧変動を抑制することができ、し
かも、キャパシタは小容量で済ますことができるため、
スペースファクタを悪化させることがない。
ＷＭアンプの降下性と上昇性の電源電圧変動を抑制する
こと。 【解決手段】 トランジスタ、電流制限抵抗、キャパシ
タ、バイアス抵抗から成るプル型レギュレータに加え
て、正電源型シリーズレギュレータを前記電源電圧とＰ
ＷＭアンプ間に接続することにより、ＰＷＭアンプの降
下性と上昇性の電源電圧変動を抑制することができ、し
かも、キャパシタは小容量で済ますことができるため、
スペースファクタを悪化させることがない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＷＭアンプに供
給される電源電圧を安定化させる交流電圧レギュレータ
回路に関する。
給される電源電圧を安定化させる交流電圧レギュレータ
回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来よりオーディオデジタル信号を図４
に示すようにＰＷＭアンプにより増幅し、インダクタ１
とキャパシタ５から成るローパスィルタを通すことによ
り、アナログ信号にし、これをスピーカ又はヘッドフォ
ンなどの負荷６に出力していた。
に示すようにＰＷＭアンプにより増幅し、インダクタ１
とキャパシタ５から成るローパスィルタを通すことによ
り、アナログ信号にし、これをスピーカ又はヘッドフォ
ンなどの負荷６に出力していた。
【０００３】しかし、ＰＷＭアンプ出力側と負荷６との
間に一般的にインダクタ１が接続されるため、インダク
タ１の逆起電力が電源電圧Ｖｃｃを変動させる。この電
源電圧Ｖｃｃの変動は出力電圧の変動へと繋がり、特性
悪化を引き起こす問題として周知である。
間に一般的にインダクタ１が接続されるため、インダク
タ１の逆起電力が電源電圧Ｖｃｃを変動させる。この電
源電圧Ｖｃｃの変動は出力電圧の変動へと繋がり、特性
悪化を引き起こす問題として周知である。
【０００４】また、電源電圧Ｖｃｃの変動はＰＷＭアン
プ２のようなスイッチングアンプの場合、降下性と上昇
性が存在する事が知られており、前者はシリーズレギュ
レータ３によって制御されるが、後者はシリーズレギュ
レータ３では性質上、制御出来ない事も周知である。
プ２のようなスイッチングアンプの場合、降下性と上昇
性が存在する事が知られており、前者はシリーズレギュ
レータ３によって制御されるが、後者はシリーズレギュ
レータ３では性質上、制御出来ない事も周知である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、シリーズレギ
ュレータ３の他に、電源電圧Ｖｃｃとグランド間に大容
量のキャパシタ４を追加する事によって電圧変動分を小
さくする方法がある。しかし、電気的な問題解決と引き
替えに大容量のキャパシタ４を必要とすることから、ス
ペースファクタが悪化するという問題が新たに発生す
る。
ュレータ３の他に、電源電圧Ｖｃｃとグランド間に大容
量のキャパシタ４を追加する事によって電圧変動分を小
さくする方法がある。しかし、電気的な問題解決と引き
替えに大容量のキャパシタ４を必要とすることから、ス
ペースファクタが悪化するという問題が新たに発生す
る。
【０００６】本発明は、上述の如き従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的は、スペースファク
タを悪化させることなく、ＰＷＭアンプの降下性と上昇
性の電源電圧変動を抑制することができる簡単な構造で
且つ省スペースな交流電圧レギュレータ回路を提供する
ことである。
るためになされたもので、その目的は、スペースファク
タを悪化させることなく、ＰＷＭアンプの降下性と上昇
性の電源電圧変動を抑制することができる簡単な構造で
且つ省スペースな交流電圧レギュレータ回路を提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明の特徴は、ＰＷＭアンプに供給され
る電源電圧を安定化させる交流電圧レギュレータ回路に
おいて、前記電源電圧に接続されるトランジスタ素子
と、このトランジスタ素子のベースとグランド間に接続
されるキャパシタとを有するプル型レギュレータを備え
ることにある。
に、請求項１の発明の特徴は、ＰＷＭアンプに供給され
る電源電圧を安定化させる交流電圧レギュレータ回路に
おいて、前記電源電圧に接続されるトランジスタ素子
と、このトランジスタ素子のベースとグランド間に接続
されるキャパシタとを有するプル型レギュレータを備え
ることにある。
【０００８】この請求項１の発明によれば、ＰＷＭアン
プの出力側のインダクタの逆起電力が原因で電源電圧が
上昇する変動を、プル型レギュレータにより抑えること
ができる。
プの出力側のインダクタの逆起電力が原因で電源電圧が
上昇する変動を、プル型レギュレータにより抑えること
ができる。
【０００９】請求項２の発明の特徴は、前記プル型レギ
ュレータに加えて、正電源型シリーズレギュレータを前
記電源電圧と前記ＰＷＭアンプ間に接続することにあ
る。
ュレータに加えて、正電源型シリーズレギュレータを前
記電源電圧と前記ＰＷＭアンプ間に接続することにあ
る。
【００１０】この請求項２の発明によれば、ＰＷＭアン
プの出力側のインダクタの逆起電力が原因で電源電圧が
上昇する変動を、プル型レギュレータにより抑えて電源
電圧が下降する変動を正電源型シリーズレギュレータで
抑える。
プの出力側のインダクタの逆起電力が原因で電源電圧が
上昇する変動を、プル型レギュレータにより抑えて電源
電圧が下降する変動を正電源型シリーズレギュレータで
抑える。
【００１１】請求項３の発明の前記プル型レギュレータ
は、エミッタが前記電源電圧に接続され、ベースが前記
キャパシタとバイアス抵抗の並列回路を介してグランド
に接続され、コレクタが電流制限抵抗を介してグランド
に接続されたＰＮＰ型バイポーラトランジスタを有す
る。
は、エミッタが前記電源電圧に接続され、ベースが前記
キャパシタとバイアス抵抗の並列回路を介してグランド
に接続され、コレクタが電流制限抵抗を介してグランド
に接続されたＰＮＰ型バイポーラトランジスタを有す
る。
【００１２】請求項４の発明の特徴は、前記トランジス
タをＮＰＮ型バイポーラトランジスタとすることにあ
る。
タをＮＰＮ型バイポーラトランジスタとすることにあ
る。
【００１３】請求項５の発明の前記ＰＷＭアンプはオー
ディオ信号を増幅する。
ディオ信号を増幅する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の交流電圧レギュ
レータ回路の一実施形態を示した回路図である。交流電
圧レギュレータ回路は、正電源型シリーズレギュレータ
１１とプル型レギュレータ１２から成り、電源入力端子
１３から電源電圧Ｖｃｃが正電源型シリーズレギュレー
タ１１に入力され、正電源型シリーズレギュレータ１１
及びプル型レギュレータ１２によって安定化された電源
電圧Ｖｃｃが電源出力端子１４から出力される。
に基づいて説明する。図１は、本発明の交流電圧レギュ
レータ回路の一実施形態を示した回路図である。交流電
圧レギュレータ回路は、正電源型シリーズレギュレータ
１１とプル型レギュレータ１２から成り、電源入力端子
１３から電源電圧Ｖｃｃが正電源型シリーズレギュレー
タ１１に入力され、正電源型シリーズレギュレータ１１
及びプル型レギュレータ１２によって安定化された電源
電圧Ｖｃｃが電源出力端子１４から出力される。
【００１５】プル型レギュレータ１２は、ＰＮＰ型トラ
ンジスタ素子１１１、トランジスタ素子１１１の電流制
限抵抗素子１１２、トランジスタ素子１１１のベース回
路を構成するキャパシタ１１３及びバイアス抵抗素子１
１４から構成されている。
ンジスタ素子１１１、トランジスタ素子１１１の電流制
限抵抗素子１１２、トランジスタ素子１１１のベース回
路を構成するキャパシタ１１３及びバイアス抵抗素子１
１４から構成されている。
【００１６】図２は上記した交流電圧レギュレータ回路
５０を用いたＰＷＭアンプ回路の実施例を示したブロッ
ク図である。デジタルオーディオ信号を増幅するＰＷＭ
アンプ２には図１に示した交流電圧レギュレータ５０を
介して電源電圧Ｖｃｃが供給されている。ＰＷＭアンプ
２から出力されたＰＷＭ変調出力信号はインダクタ１、
コンデンサ５から成るローパスフィルタを通ることによ
り、アナログ信号化され、負荷（ヘッドフォン及びスピ
ーカ）６に出力される。
５０を用いたＰＷＭアンプ回路の実施例を示したブロッ
ク図である。デジタルオーディオ信号を増幅するＰＷＭ
アンプ２には図１に示した交流電圧レギュレータ５０を
介して電源電圧Ｖｃｃが供給されている。ＰＷＭアンプ
２から出力されたＰＷＭ変調出力信号はインダクタ１、
コンデンサ５から成るローパスフィルタを通ることによ
り、アナログ信号化され、負荷（ヘッドフォン及びスピ
ーカ）６に出力される。
【００１７】次に本実施形態の動作について説明する。
上記構成のプル型レギュレータ１２は、電源出力端子１
４とグランド１５間の交流インピーダンスのうち、電源
出力端子１４に現れる上昇成分つまり、負荷６を流れる
負荷電流の逆供給分に対して、キャパシタ１１３の交流
インピーダンスにＰＮＰ型トランジスタ素子１１１の交
流ｈＦＥ値の逆数を掛けたものに近似する動作を行う。
上記構成のプル型レギュレータ１２は、電源出力端子１
４とグランド１５間の交流インピーダンスのうち、電源
出力端子１４に現れる上昇成分つまり、負荷６を流れる
負荷電流の逆供給分に対して、キャパシタ１１３の交流
インピーダンスにＰＮＰ型トランジスタ素子１１１の交
流ｈＦＥ値の逆数を掛けたものに近似する動作を行う。
【００１８】これは見かけ上、キャパシタ１１３の容量
を大きくみせる働きを持ち、本来必要とされるキャパシ
タ１１３の容量値に対して、ＰＮＰ型トランジスタ素子
１１１によって小さく変換されたキャパシタ１１３の等
価容量が等しくなるよう、各値を設定することにより得
られる。この結果、電源出力端子１４とグランド１５間
の上昇成分つまり、負荷電流の逆供給分に対しては本来
必要とされる容量値のキャパシタ１１３が挿入された事
と等価となる。即ち、ＰＮＰ型トランジスタ素子１１１
は電源出力端子１４の電圧が上昇すると、ベース電圧が
常に一定になるようにコレクタ電流が増大するため、キ
ャパシタ１１３は小容量でも前記電源出力端子１４の電
圧上昇が抑えられ、目的であるプル型レギュレータが省
スペースにて形成されることになる。
を大きくみせる働きを持ち、本来必要とされるキャパシ
タ１１３の容量値に対して、ＰＮＰ型トランジスタ素子
１１１によって小さく変換されたキャパシタ１１３の等
価容量が等しくなるよう、各値を設定することにより得
られる。この結果、電源出力端子１４とグランド１５間
の上昇成分つまり、負荷電流の逆供給分に対しては本来
必要とされる容量値のキャパシタ１１３が挿入された事
と等価となる。即ち、ＰＮＰ型トランジスタ素子１１１
は電源出力端子１４の電圧が上昇すると、ベース電圧が
常に一定になるようにコレクタ電流が増大するため、キ
ャパシタ１１３は小容量でも前記電源出力端子１４の電
圧上昇が抑えられ、目的であるプル型レギュレータが省
スペースにて形成されることになる。
【００１９】ここで、付随部品について説明すると、無
制御時のＰＮＰ型トランジスタ素子１１１の動作を決定
するベースバイアス電流は、電源出力端子１４とグラン
ド１５間の電圧からトランジスタ素子１１１のＶｂｅを
差し引いた電圧をバイアス抵抗素子１１４の値で割った
値に設定出来る。更に、ＰＮＰ型トランジスタ素子１１
１のコレクタ電流を制限する目的からコレクタとグラン
ド１５間に電流制限抵抗素子１１２を接続する。これに
より、本回路の動作電流範囲は電流制限抵抗素子１１２
の値によって決定される。
制御時のＰＮＰ型トランジスタ素子１１１の動作を決定
するベースバイアス電流は、電源出力端子１４とグラン
ド１５間の電圧からトランジスタ素子１１１のＶｂｅを
差し引いた電圧をバイアス抵抗素子１１４の値で割った
値に設定出来る。更に、ＰＮＰ型トランジスタ素子１１
１のコレクタ電流を制限する目的からコレクタとグラン
ド１５間に電流制限抵抗素子１１２を接続する。これに
より、本回路の動作電流範囲は電流制限抵抗素子１１２
の値によって決定される。
【００２０】キャパシタ１１３及びバイアス抵抗素子１
１４によって決まる時定数は、取り扱うべきオーディオ
信号に対し十分に大きいものである必要がある。プル型
レギュレータの電源インピーダンスＺｐｓは、Ｚｃをキ
ャパシタ１１３の交流インピーダンス、ｈＦＥをＰＮＰ
型トランジスタ素子１１１の増幅率とすると、次式で表
される。
１４によって決まる時定数は、取り扱うべきオーディオ
信号に対し十分に大きいものである必要がある。プル型
レギュレータの電源インピーダンスＺｐｓは、Ｚｃをキ
ャパシタ１１３の交流インピーダンス、ｈＦＥをＰＮＰ
型トランジスタ素子１１１の増幅率とすると、次式で表
される。
【００２１】Ζｐｓ＝Ｚｃ／ｈＦＥ 尚、Ｚｐｓはプル側のみに適応される。上式は、大容量
キャパシタが小容量キャパシタ１１３とＰＮＰ型トラン
ジスタ素子１１１によって仮想的にプル側方向のみに対
して実現される事を証明している。
キャパシタが小容量キャパシタ１１３とＰＮＰ型トラン
ジスタ素子１１１によって仮想的にプル側方向のみに対
して実現される事を証明している。
【００２２】一方、併用する正電源型シリーズレギュレ
ータ１１は、電源電圧降下成分に対応するレギュレータ
として働く。従って、電源出力端子１４とグランド１５
間の交流インピーダンスは、正電源型シリーズレギュレ
ータ１１と本回路のプル型レギュレータ１２との併用に
よって上昇、降下ともに低インピーダンスとなり、交流
成分に対してはプッシュプル動作を行う交流電圧レギュ
レータが構成されることに成る。
ータ１１は、電源電圧降下成分に対応するレギュレータ
として働く。従って、電源出力端子１４とグランド１５
間の交流インピーダンスは、正電源型シリーズレギュレ
ータ１１と本回路のプル型レギュレータ１２との併用に
よって上昇、降下ともに低インピーダンスとなり、交流
成分に対してはプッシュプル動作を行う交流電圧レギュ
レータが構成されることに成る。
【００２３】本実施形態によれば、プル型レギュレータ
１２をＰＮＰ型トランジスタ素子１１１とキャパシタ１
１３とバイアス抵抗素子１１４及び電流制限抵抗素子１
１２により構成することによって、大容量キャパシタが
小容量キャパシタ１１３とＰＮＰ型トランジスタ素子１
１１によって仮想的にプル側方向に形成され、又、正電
源型シリーズレギュレータ１１は、電源電圧降下成分に
有効であるため、プル型レギュレータ１２とシリーズレ
ギュレータ１１で、交流成分に対してはプッシュプル動
作を行う交流電圧レギュレータを構成することができ、
インダクタ１の逆起電力による電源電圧Ｖｃｃの変動を
抑えることができる。しかも、プル型レギュレータ１２
は構造が簡単でキャパシタ１１３の容量は小容量である
ため、スペース性がよく、且つ簡単な構造の交流電圧レ
ギュレータを簡易で省スペースに構成することができ
る。
１２をＰＮＰ型トランジスタ素子１１１とキャパシタ１
１３とバイアス抵抗素子１１４及び電流制限抵抗素子１
１２により構成することによって、大容量キャパシタが
小容量キャパシタ１１３とＰＮＰ型トランジスタ素子１
１１によって仮想的にプル側方向に形成され、又、正電
源型シリーズレギュレータ１１は、電源電圧降下成分に
有効であるため、プル型レギュレータ１２とシリーズレ
ギュレータ１１で、交流成分に対してはプッシュプル動
作を行う交流電圧レギュレータを構成することができ、
インダクタ１の逆起電力による電源電圧Ｖｃｃの変動を
抑えることができる。しかも、プル型レギュレータ１２
は構造が簡単でキャパシタ１１３の容量は小容量である
ため、スペース性がよく、且つ簡単な構造の交流電圧レ
ギュレータを簡易で省スペースに構成することができ
る。
【００２４】尚、上記実施形態のプル型レギュレータ１
２は、ＰＮＰ型トランジスタ素子１１１及び正電源型シ
リーズレギュレータ１１で構成したが、図３に示すよう
にＮＰＮ型トランジスタ素子１１５を用いて構成するこ
ともでき、その時は、負電源型シリーズレギュレータ１
１６を接続することで、交流電圧レギュレータを負電源
として応用することも可能である。
２は、ＰＮＰ型トランジスタ素子１１１及び正電源型シ
リーズレギュレータ１１で構成したが、図３に示すよう
にＮＰＮ型トランジスタ素子１１５を用いて構成するこ
ともでき、その時は、負電源型シリーズレギュレータ１
１６を接続することで、交流電圧レギュレータを負電源
として応用することも可能である。
【００２５】又、図２において、端子１４とグランド間
に小容量のバイパスキャパシタが入る場合があるが、動
作及び効果は上記実施形態と同様である。
に小容量のバイパスキャパシタが入る場合があるが、動
作及び効果は上記実施形態と同様である。
【００２６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の交
流電圧レギュレータ回路によれば、スペースファクタを
悪化させることなく、且つ簡単な構造で、ＰＷＭアンプ
の降下性と上昇性の電源電圧変動を抑制することができ
る。
流電圧レギュレータ回路によれば、スペースファクタを
悪化させることなく、且つ簡単な構造で、ＰＷＭアンプ
の降下性と上昇性の電源電圧変動を抑制することができ
る。
【図１】本発明の交流電圧レギュレータ回路の一実施形
態を示した回路図である。
態を示した回路図である。
【図２】図１に示した交流電圧レギュレータ回路を用い
たＰＷＭアンプ回路の実施例を示したブロック図であ
る。
たＰＷＭアンプ回路の実施例を示したブロック図であ
る。
【図３】交流電圧レギュレータ回路の他の実施例を示し
たブロック図である。
たブロック図である。
【図４】従来の交流電圧レギュレータ回路の構成例を示
した回路図である。
した回路図である。
１ インダクタ ２ ＰＷＭアンプ １１ 正電源型シリーズレギュレータ １２ プル型レギュレータ １３ 電源入力端子 １４ 電源出力端子 ５０ 交流電圧レギュレータ １１１ ＰＮＰ型トランジスタ素子 １１２ 電流制限抵抗素子 １１３ キャパシタ １１４ バイアス抵抗素子 １１５ ＮＰＮ型トランジスタ素子 １１６ 負電源型シリーズレギュレータ
Claims (5)
- 【請求項１】 ＰＷＭアンプに供給される電源電圧を安
定化させる交流電圧レギュレータ回路において、 前記電源電圧に接続されるトランジスタ素子と、このト
ランジスタ素子のベースとグランド間に接続されるキャ
パシタとを有するプル型レギュレータを備えることを特
徴とする交流電圧レギュレータ回路。 - 【請求項２】 前記プル型レギュレータに加えて、正電
源型シリーズレギュレータを前記電源電圧と前記ＰＷＭ
アンプ間に接続することを特徴とする請求項１記載の交
流電圧レギュレータ回路。 - 【請求項３】 前記プル型レギュレータは、エミッタが
前記電源電圧に接続され、ベースが前記キャパシタとバ
イアス抵抗の並列回路を介してグランドに接続され、コ
レクタが電流制限抵抗を介してグランドに接続されたＰ
ＮＰ型バイポーラトランジスタを有することを特徴とす
る請求項１又は２記載の交流電圧レギュレータ回路。 - 【請求項４】 前記トランジスタをＮＰＮ型バイポーラ
トランジスタとすることを特徴とする請求項３記載の交
流電圧レギュレータ回路。 - 【請求項５】 前記ＰＷＭアンプはオーディオ信号を増
幅することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載
の交流電圧レギュレータ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000029370A JP2001218364A (ja) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | 交流電圧レギュレータ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000029370A JP2001218364A (ja) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | 交流電圧レギュレータ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001218364A true JP2001218364A (ja) | 2001-08-10 |
Family
ID=18554643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000029370A Pending JP2001218364A (ja) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | 交流電圧レギュレータ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001218364A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494436C1 (ru) * | 2012-07-12 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Регулятор переменного напряжения |
-
2000
- 2000-02-07 JP JP2000029370A patent/JP2001218364A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494436C1 (ru) * | 2012-07-12 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Регулятор переменного напряжения |
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