JP2002149250A - 定電流回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定常動作時における消費電力を低減すること
ができる定電流回路を提供する。 【解決手段】 定電流回路１は、起動回路２４と自己バ
イアス回路１５と定電流生成回路１６とで構成されてい
る。定電流回路１に直流電圧Ｖ_Ｃが印加されると、電荷
量が減少した状態の蓄電手段たるコンデンサ１８により
起動用スイッチング素子たるトランジスタ２２がオン
し、起動電流が出力されて定電流生成回路１６が起動す
る。この後、制御用スイッチング素子たるトランジスタ
１７がオンすると、コンデンサ１８に制御電流が流れ込
むことによりコンデンサ１８の電荷量が増加してトラン
ジスタ２２がオフし、起動電流の出力が停止する。これ
により定常動作時には、起動電流の出力が停止した状態
でトランジスタ２５及び２８から一定量の出力電流が出
力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自己バイアス方式
の定電流回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば自動車には、エンジン
制御用、トランスミッション制御用、車窓開閉制御用等
の各種電子制御装置（ＥＣＵ）が搭載されており、これ
らＥＣＵは、電子回路基板に電源ＩＣ、バックアップ用
ＲＡＭを内蔵したＣＰＵ、ゲートアレイ及びメモリ等の
電子部品が実装されて構成されている。各ＥＣＵは、エ
ンジン駆動時にはエンジン発電方式の電源から電力が供
給されて走行等に必要な各動作の制御が行われ、エンジ
ン停止時にはスタンバイ状態に移行し、バッテリー電源
から電力が供給されて例えば前記バックアップ用ＲＡＭ
に記憶されたデータを保持するためのバックアップが行
われる。ここで、前記電源及びバッテリー電源を総称し
て外部電源と呼ぶこととする。

【０００３】図５は、ＥＣＵに内蔵された電源ＩＣ１２
３を構成する定電流回路１００の従来構成を示すもので
ある。この図５において、外部電源の正極及び負極端子
は電源端子１０１ａ及び１０１ｂに接続され、電源端子
１０１ａ及び１０１ｂには母線１０２ａ及び１０２ｂが
接続されている。尚、母線１０２ｂは接地されている。
そして、母線１０２ａ及び１０２ｂには、ｐｎｐ型バイ
ポーラトランジスタ（以下、単にトランジスタと称す）
１０３のコレクタとｎｐｎ型トランジスタ１０４のコレ
クタとを接続した直列回路が、トランジスタ１０３のエ
ミッタを母線１０２ａ側とし、トランジスタ１０４のエ
ミッタを母線１０２ｂ側とするようにして接続されてい
る。

【０００４】また、母線１０２ａ及び１０２ｂ間には、
ｐｎｐ型トランジスタ１０５のコレクタとｎｐｎ型トラ
ンジスタ１０６のコレクタとを接続し、トランジスタ１
０６のエミッタと抵抗１０７の一方の端とを接続した直
列回路が、トランジスタ１０５のエミッタを母線１０２
ａ側とするようにして接続されている。そして、トラン
ジスタ１０３及び１０５のベースは共通母線１０８に接
続され、トランジスタ１０６のベースはトランジスタ１
０３及び１０４の両コレクタ間の共通接続点１０９に接
続され、トランジスタ１０４のベースはトランジスタ１
０６のエミッタ及び抵抗１０７の共通接続点１１０に接
続されている。

【０００５】更に、共通母線１０８及び母線１０２ｂ間
には、抵抗１１１の一方の端とｐｎｐ型トランジスタ１
１２のエミッタとを接続した直列回路が、抵抗１１１の
もう一方の端を共通母線１０８側とし、トランジスタ１
１２のコレクタを母線１０２ｂ側とするようにして接続
されている。そして、トランジスタ１１２のベースはト
ランジスタ１０５及び１０６の両コレクタの共通接続点
１１３に接続されている。このようにしてトランジスタ
１０４及び１０６と抵抗１０７とで自己バイアス回路１
１４が構成され、トランジスタ１０３、１０５及び１１
２と抵抗１１１とで定電流生成回路１１５が構成されて
いる。

【０００６】また、母線１０２ａには抵抗１１６の一方
の端が接続され、抵抗１１６のもう一方の端は共通接続
点１０９に接続されており、この抵抗１１６により起動
回路１１７が構成されている。そして、これら起動回路
１１７、自己バイアス回路１１４及び定電流生成回路１
１５で定電流回路１００が構成されている。

【０００７】さて、母線１０２ａ及び１０２ｂ間には、
ｐｎｐ型トランジスタ１１８のコレクタと電源回路１１
９の図示しない定電流入力端子とを接続した回路が、ト
ランジスタ１１８のエミッタを母線１０２ａ側とし、電
源回路１１９の図示しない電源電圧出力端子を母線１０
２ｂ側とするようにして接続されている。そして、トラ
ンジスタ１１８のベースは共通母線１０８に接続されて
いる。また、母線１０２ａ及び１０２ｂ間には、電源回
路１２０とトランジスタ１２１とが前記回路と同様にし
て接続されており、図示はしないがその他複数の電源回
路が同様にして接続されている。尚、トランジスタ１０
３、１０５、１１８及び１２１は同等の特性になるよう
に形成されており、各ベースが共通母線１０８に接続さ
れてカレントミラー回路１２２が構成されている。そし
て、これら定電流回路１００、トランジスタ１１８及び
１２１、及び、電源回路１１９及び１２０で電源ＩＣ１
２３が構成されており、これら電源回路１１９及び１２
０で生成される電源電圧がＣＰＵ１２４及び１２５に出
力されるようになっている。

【０００８】次に、この定電流回路１００の作用につい
て説明する。まず、外部電源がバッテリー電源に切り替
えられてバッテリー電源とＥＣＵとが接続されると、バ
ッテリー電源より電源端子１０１ａ及び１０１ｂ間に直
流電圧Ｖ_Ｃ（例えば１２Ｖ）が印加される。すると、抵
抗１１６及び１０７間に介在するトランジスタ１０６の
ベース、エミッタ間には順方向電圧が加えられ、抵抗１
１６、トランジスタ１０６のベース、エミッタ間及び抵
抗１０７からなる直列回路が導通してこの直列回路に起
動電流が流れ始める。

【０００９】自己バイアス回路１１４では、起動電流が
抵抗１０７に流れ込むことによって該共通接続点１１０
の電位が約０．６Ｖになるとトランジスタ１０４にベー
ス電流が流れてコレクタ、エミッタ間が導通する。そし
て、該共通接続点１１０の電位は常に一定（約０．６
Ｖ）に保持される。

【００１０】また、トランジスタ１０６のベースにも起
動電流が流れているのでそのコレクタ、エミッタ間が導
通し、共通接続点１１３の電位は、母線１０２ｂの電位
（接地電位）に対して抵抗１０７の電圧降下分とトラン
ジスタ１０６のコレクタ、エミッタ間電圧（Ｖ_ＣＥ）分
とを加算した分だけ高い電位となる。これにより、トラ
ンジスタ１０５及び１１２のエミッタ、ベース間には順
方向電圧が加えられ、抵抗１１１を介在させて夫々にベ
ース電流が流れ、エミッタ、コレクタ間が導通してコレ
クタ電流が流れる。このようにしてトランジスタ１１２
のエミッタ、コレクタ間が導通することにより定電流生
成回路１１５が起動する。

【００１１】このとき、トランジスタ１０３、１０５、
１１８及び１２１はカレントミラー回路１２２を構成し
ているので、トランジスタ１０５に流れるベース電流と
同量のベース電流が他のトランジスタ１０３、１１８及
び１２１にも流れてエミッタ、コレクタ間が導通し、ト
ランジスタ１０３、１１８及び１２１にはトランジスタ
１０５のコレクタ電流と同量のコレクタ電流が流れるこ
ととなる。そして、トランジスタ１０３のコレクタ電流
は基準電流として自己バイアス回路１１４に出力され、
トランジスタ１１８及び１２１のコレクタ電流は出力電
流として電源回路１１９及び１２０に出力される。電源
回路１１９及び１２０では、これらの出力電流に基づい
て電源電圧が生成され、ＣＰＵ１２４及び１２５に出力
される。

【００１２】以上のようにして定電流生成回路１１５か
ら基準電流が出力されると、自己バイアス回路１１４内
のトランジスタ１０４のコレクタ、エミッタ間にも基準
電流が流れるようになる。そして、共通接続点１１０の
電位が常に一定（０．６Ｖ付近）に保持されることによ
り、トランジスタ１０４のベース電流が常に一定量に保
持され、これにより基準電流が常に一定量に保持される
ような帰還ループが形成される。このようにして定電流
回路１００は定常動作となり、トランジスタ１１８及び
１２１からは常に一定量の出力電流がスタンバイ電流と
して電源回路１１９及び１２０に出力され、ＣＰＵ１２
４及び１２５に電源電圧を印加することによりＣＰＵ１
２４及び１２５に内蔵されたバックアップ用ＲＡＭに記
憶されたデータのバックアップが行われる。

【００１３】このような構成の定電流回路１００では、
定電流生成回路１１５より出力される基準電流が自己バ
イアス回路１１４にて常に一定量に保持されて自己バイ
アス方式の帰還ループが形成されるので、バッテリー電
源から出力される直流電圧Ｖ _Ｃに変動が生じても、その
変動に応じない常に一定量の安定した出力電流を出力す
ることができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の定電流回路１００では、定電流生成回路１１
５を起動させるための起動電流は定電流生成回路１１５
を起動させた後の定常動作時にも出力されてしまうの
で、定電流回路１００の動作中には常に抵抗１１６に電
流が流れることとなり、定常動作時に抵抗１１６に流れ
る電流分だけスタンバイ状態での消費電力を上げてしま
うという問題が発生していた。しかも、近年では自動車
に搭載される電子制御システムの大規模化に伴い、ＥＣ
Ｕ数の増加や各ＥＣＵ内の電子回路の大規模化が進み、
スタンバイ状態における電子制御システム全体の消費電
力も増加傾向にある。このため、スタンバイ状態におけ
る電子制御システム全体の消費電力を低減することによ
り、スタンバイ状態が長時間継続した場合にバッテリー
上がりが発生するのを未然に防止するための対策が望ま
れていた。本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので
あり、従ってその目的は、定常動作時における消費電力
を低減することができる定電流回路を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために請求項１に記載した手段を採用できる。この手段
によれば、起動時には起動用スイッチング素子をオンし
て自己バイアス回路に起動電流を出力し、定常動作時に
は起動用スイッチング素子をオフして起動電流の出力を
停止するようにしたので、定常動作時における起動回路
の消費電力を低減することができる。

【００１６】請求項２に記載した手段によれば、スイッ
チング制御手段において、起動時には、蓄電手段の電荷
量を減少させた状態にして起動用スイッチング素子をオ
ンした後、定電流生成回路の起動と共に制御用スイッチ
ング素子をオンして蓄電手段を充電し、蓄電手段の電荷
量を増加させることにより前記起動用スイッチング素子
をオフするようにしたので、起動用スイッチング素子の
オンオフ制御を容易に行うことができる。また、定常動
作時には、直流電源の電圧低下に応じて蓄電手段内に充
電された電荷を放電手段より放電するようにしたので、
定電流回路を動作可能状態に速やかに復帰させることが
できる。

【００１７】請求項３に記載した手段によれば、起動用
スイッチング素子は、２つのトランジスタをダーリント
ン接続して構成するようにしたので、起動用スイッチン
グ素子より蓄電手段に流す制御電流の単位時間当たりの
電流量を減少させることができる。これにより起動用ス
イッチング素子のオン時間即ち起動時間を充分に確保す
ることができ、定電流生成回路の起動を安定に行うこと
ができる。

【００１８】請求項４に記載した手段によれば、蓄電手
段は、トランジスタの接合容量により構成するようにし
たので、例えば集積回路内にコンデンサを実装する場合
に比べてチップ面積を小さくすることができる。これに
より、集積回路のチップサイズを縮小することができ、
集積回路の製造コストを下げることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】［第１の実施例］以下、本発明の
定電流回路をＥＣＵに内蔵された電源ＩＣに適用した第
１の実施例について、図１を参照して説明する。図１
は、電源ＩＣ３０に適用された本実施例の定電流回路１
の構成を示すものである。この図１において、外部電源
の正極及び負極端子は電源端子２ａ及び２ｂに接続さ
れ、電源端子２ａ及び２ｂには、母線３ａ及び３ｂが接
続されている。尚、母線３ｂは接地されている。そし
て、母線３ａ及び３ｂには、ｐｎｐ型バイポーラトラン
ジスタ（以下、単にトランジスタと称す）４のコレクタ
とｎｐｎ型トランジスタ５のコレクタとを接続した直列
回路が、トランジスタ４のエミッタを母線３ａ側とし、
トランジスタ５のエミッタを母線３ｂ側とするようにし
て接続されている。

【００２０】また、母線３ａ及び３ｂ間には、ｐｎｐ型
トランジスタ６のコレクタとｎｐｎ型トランジスタ７の
コレクタとを接続し、トランジスタ７のエミッタと抵抗
８の一方の端とを接続した直列回路が、トランジスタ６
のエミッタを母線３ａ側とするようにして接続されてい
る。そして、トランジスタ４及び６のベースは共通母線
１１に接続され、トランジスタ７のベースはトランジス
タ４及び５の両コレクタ間の共通接続点９に接続され、
トランジスタ５のベースはトランジスタ７のエミッタ及
び抵抗８間の共通接続点１０に接続されている。

【００２１】更に、共通母線１１及び母線３ｂ間には、
抵抗１２の一方の端とｐｎｐ型トランジスタ１３のエミ
ッタとを接続した直列回路が、抵抗１２のもう一方の端
を共通母線１１側とし、トランジスタ１３のコレクタを
母線３ｂ側とするようにして接続されている。そして、
トランジスタ１３のベースはトランジスタ６及び７の両
コレクタ間の共通接続点１４に接続されている。このよ
うにしてトランジスタ５及び７と抵抗８とで自己バイア
ス回路１５が構成され、トランジスタ４、６及び１３と
抵抗１２とで定電流生成回路１６が構成されている。

【００２２】ところで、母線３ａ及び３ｂ間には、制御
用スイッチング素子たるｐｎｐ型トランジスタ１７のコ
レクタと蓄電手段たるコンデンサ１８の一方の端とを接
続した直列回路が、トランジスタ１７のエミッタを母線
３ａ側とするようにして接続されている。そして、トラ
ンジスタ１７のベースは共通母線１１に接続されてい
る。また、母線３ａには放電手段たるダイオード１９の
カソードが接続され、ダイオード１９のアノードはトラ
ンジスタ１７のコレクタとコンデンサ１８との共通接続
点２０に接続されている。これらトランジスタ１７、コ
ンデンサ１８及びダイオード１９でスイッチング制御手
段２１が構成されている。

【００２３】また、母線３ａと共通接続点９との間に
は、起動用スイッチング素子たるｐｎｐ型トランジスタ
２２のコレクタと起動用抵抗２３の一方の端とを接続し
た直列回路が、トランジスタ２２のエミッタを母線３ａ
側とするようにして接続されている。そして、トランジ
スタ２２のベースは、共通接続点２０に接続されてい
る。このようにしてスイッチング制御手段２１、トラン
ジスタ２２及び起動用抵抗２３で起動回路２４が構成さ
れている。そして、これら起動回路２４、自己バイアス
回路１５及び定電流生成回路１６で定電流回路１が構成
されている。

【００２４】さて、母線３ａ及び３ｂ間には、ｐｎｐ型
トランジスタ２５のコレクタと電源回路２６の図示しな
い定電流入力端子とを接続した回路が、トランジスタ２
５のエミッタを母線３ａ側とし、電源回路２６の図示し
ない電源電圧出力端子を母線３ｂ側とするようにして接
続されている。そして、トランジスタ２５のベースは共
通母線１１に接続されている。また、母線３ａ及び３ｂ
間には、電源回路２７とトランジスタ２８とが前記回路
と同様にして接続されており、図示はしないがその他複
数の電源回路が同様にして接続されている。尚、トラン
ジスタ１７、４、６、２５及び２８は同等の特性になる
ように形成されており、各ベースが共通母線１１に接続
されてカレントミラー回路２９が構成されている。そし
て、これら定電流回路１、トランジスタ２５及び２８、
及び、電源回路２６及び２７で電源ＩＣ３０が構成され
ており、これら電源回路２６及び２７で生成される電源
電圧がＣＰＵ３１及び３２に出力されるようになってい
る。

【００２５】＜起動時から定常動作時に至るまでの作用
説明＞次に、この定電流回路１の起動時から定常動作時
に移行する迄の作用について説明する。ここで、起動時
とは定電流回路１に直流電圧Ｖ_Ｃが印加されてから定電
流回路１より一定量のスタンバイ電流が出力されるに至
る迄の期間とし、定常動作時とは定電流回路１より一定
量のスタンバイ電流が出力されている期間とする。ま
た、起動時において定電流回路１に直流電圧Ｖ_Ｃの印加
が開始される時点ではコンデンサ１８には電荷が充電さ
れていないものとする。尚、ここでは各回路素子の作用
について順を追って説明するが、実際には起動時から定
常動作時に移行する迄の作用は瞬間的に行われるもので
ある。

【００２６】まず、外部電源がバッテリー電源に切り替
えられてバッテリー電源とＥＣＵとが接続されると、バ
ッテリー電源より電源端子２ａ及び２ｂ間に直流電圧Ｖ
_Ｃ（例えば１２Ｖ）が印加される。すると、母線３ａ及
び共通接続点２０間に電位差が生じ、トランジスタ２２
のエミッタ、ベース間には順方向電圧が加えられ、この
エミッタ、ベース間が導通してコンデンサ１８に制御電
流が流れ始める。これにより、トランジスタ２２のエミ
ッタ、コレクタ間も導通し、起動用抵抗２３及び抵抗８
に介在するトランジスタ７のベース、エミッタ間にも順
方向電圧が加えられ、トランジスタ２２のエミッタ、コ
レクタ間、起動用抵抗２３、トランジスタ７のベース、
エミッタ間及び抵抗８からなる直列回路が導通してこの
直列回路に起動電流が流れ始める。即ち、スイッチング
制御手段２１によりトランジスタ２２がオンされ、起動
回路２４から出力された起動電流が自己バイアス回路１
５に流れ込む。

【００２７】そして、コンデンサ１８には電荷が充電さ
れ、共通接続点２０の電位は、直流電圧Ｖ_Ｃよりもトラ
ンジスタ２２のエミッタ、ベース間電圧（約０．６Ｖ）
分だけ低い電位（Ｖ_Ｃ−約０．６［Ｖ］）となる。尚、
ダイオード１９には最大で１２Ｖの逆方向電圧が印加さ
れることになるが、このダイオード１９の降伏電圧は例
えば６０Ｖに設定されているのでダイオードには電流は
流れない。

【００２８】次に、自己バイアス回路１５では、起動電
流が抵抗８に流れ込むことによって該共通接続点１０の
電位が約０．６Ｖになるとトランジスタ５にベース電流
が流れてコレクタ、エミッタ間が導通する。そして、定
常動作時には該共通接続点１０の電位は常に一定（約
０．６Ｖ）に保持される。

【００２９】また、トランジスタ７は、ベース、エミッ
タ間に流れる起動電流によってコレクタ、エミッタ間が
導通するので、共通接続点１４の電位は、母線３ｂの電
位（接地電位）に対して抵抗８の電圧降下分（約０．６
Ｖ）とトランジスタ７のコレクタ、エミッタ間電圧（Ｖ
_ＣＥ）分とを加算した分だけ高い電位となる。これによ
り、トランジスタ６及び１３のエミッタ、ベース間には
順方向電圧が加えられ、抵抗１２を介在させて夫々にベ
ース電流が流れてエミッタ、コレクタ間が導通し、コレ
クタ電流が流れる。そして、トランジスタ６及び１３の
導通により、共通接続点１４の電位は略（Ｖ_Ｃ−２Ｖ
_ＢＥ）となる。このようにしてトランジスタ１３のエミ
ッタ、コレクタ間が導通することにより定電流生成回路
１６が起動する。

【００３０】このとき、トランジスタ１７、４、６、２
５及び２８はカレントミラー回路２９を構成しているの
で、トランジスタ６に流れるベース電流と同量のベース
電流がトランジスタ１７、４、２５及び２８にも流れて
エミッタ、コレクタ間が導通し、トランジスタ４、２５
及び２８にはトランジスタ６のコレクタ電流と同量のコ
レクタ電流が流れることとなる。そして、トランジスタ
４のコレクタ電流は基準電流として自己バイアス回路１
５に出力され、トランジスタ２５及び２８のコレクタ電
流はスタンバイ電流としてＥＣＵ２６及び２７に出力さ
れる。

【００３１】また、トランジスタ１７のエミッタ、コレ
クタ間が導通することにより、コンデンサ１８にはトラ
ンジスタ１７のコレクタから更に電流が流れ込み、トラ
ンジスタ１７が飽和状態になってそのコレクタ、エミッ
タ間電圧（Ｖ_ＣＥ）が略ゼロＶになる迄、コンデンサ１
８に充電される電荷量が増加する。これにより、トラン
ジスタ２２のエミッタ、ベース間電圧も略ゼロＶになり
導通電位（約０．６Ｖ）よりも小さくなるので、トラン
ジスタ２２のエミッタ、コレクタ間は遮断されて起動電
流の出力が停止する。即ち、スイッチング制御手段２１
によりトランジスタ２２はオフされる。

【００３２】さて、定電流生成回路１が起動すると、自
己バイアス回路１５のトランジスタ５のコレクタ、エミ
ッタ間にも基準電流が流れるようになる。そして、共通
接続点１０の電位が常に一定（約０．６Ｖ）に保持され
ることにより、トランジスタ５のベース電流が常に一定
量に保持され、これにより基準電流が常に一定量に保持
されるような帰還ループが形成される。このようにして
定電流回路１は定常動作となり、トランジスタ２５及び
２８からは常に一定量のスタンバイ電流が各電源回路２
６及び２７に出力され、ＣＰＵ３１及び３２に電源電圧
を印加することによりＣＰＵ３１及び３２に内蔵された
バックアップ用ＲＡＭに記憶されたデータのバックアッ
プが行われる。

【００３３】このような構成の定電流回路１では、定電
流生成回路１６より出力される基準電流が自己バイアス
回路１５にて常に一定量に保持されて自己バイアス方式
の帰還ループが形成されるので、直流電圧Ｖ_Ｃの変動が
生じても、その変動に応じない常に一定量の安定したス
タンバイ電流を出力することができる。

【００３４】＜定常動作時に直流電圧Ｖ_Ｃが低下した場
合の作用説明＞次に、定常動作時にバッテリー電源から
出力される直流電圧Ｖ_Ｃが低下した場合の定電流回路１
の作用について説明する。まず、定常動作時には、トラ
ンジスタ１７のエミッタ、コレクタ間が導通しているの
で、共通接続点２０の電位は、直流電圧Ｖ_Ｃよりもトラ
ンジスタ２２のエミッタ、ベース間電圧Ｖ_ＣＥ（略ゼロ
Ｖ）分だけ低い電位（約１２Ｖ）となっており、コンデ
ンサ１８には該電位（約１２Ｖ）に応じた電荷が充電さ
れている。

【００３５】ここで、例えばバッテリー電源とＥＣＵと
が切り離されることにより電源端子２ａ、２ｂ間の印加
電圧がゼロＶ迄低下したとする。すると、全てのトラン
ジスタ４乃至７、１３、１７、２２、２５及び２８のベ
ース、エミッタ間電圧は導通電位（約０．６Ｖ）を維持
できなくなり、各コレクタ、エミッタ間が遮断され、こ
れにより自己バイアス回路１５、定電流生成回路１６の
機能が停止してスタンバイ電流の出力が停止する。

【００３６】また、トランジスタ１７のエミッタ、コレ
クタ間が遮断された時点での共通接続点２０の電位は約
１２Ｖであり、電源端子３ａの電位はゼロＶなので、ダ
イオード１９には順方向の導通電位である約０．６Ｖを
超える順方向電圧が印加されることとなり、コンデンサ
１８に充電された電荷がダイオード１９を通して電源端
子３ａ側に放電される。尚、この放電は、共通接続点２
０の電位が約０．６Ｖになるまで続く。

【００３７】このようにして直流電圧Ｖ_Ｃが低下した場
合には、ダイオード１９を通してコンデンサ１８に充電
された電荷が放電されて、共通接続点２０の電位が（低
下した直流電圧Ｖ_Ｃの電位＋約０．６［Ｖ］）まで低下
し、定電流回路１が動作可能な状態に復帰する。これに
より、再び十分大きな直流電圧Ｖ_Ｃが電源端子２ａ及び
２ｂ間に印加された場合には、トランジスタ２２のエミ
ッタ、ベース間に導通電位（約０．６Ｖ）以上の順方向
電圧が印加されることとなり、起動回路２４から起動電
流が出力され、前記のようにして定電流生成回路１６の
起動が行われる。

【００３８】以上説明したように本実施例によれば、定
常動作時には起動電流の出力を停止することにより起動
用抵抗２３に電流が流れないようにしたので、定常動作
時における起動回路２４の消費電力を低減することがで
きる。従って、定電流回路１は、総消費電力を低減する
ことができると共にバッテリー電源の電圧変動に応じな
い安定な出力電流を出力することができる。

【００３９】また、起動回路２４において、起動時には
起動用のトランジスタ２２をオンして自己バイアス回路
１５に起動電流を出力し、定常動作時にはトランジスタ
２２をオフして起動電流の出力を停止するようにしたの
で、起動時と定常動作時との切替を短時間で正確に行う
ことができる。これにより、定常動作時における起動回
路２４の消費電力を効率よく低減することができる。

【００４０】また、スイッチング制御手段２１におい
て、起動時には、コンデンサ１８の電荷量を減少させた
状態にして起動用のトランジスタ２２をオンした後、定
電流生成回路１６の起動と共に制御用のトランジスタ１
７をオンしてコンデンサ１８を更に充電し、コンデンサ
１８の電荷量を更に増加させることにより起動用のトラ
ンジスタ２２をオフするようにしたので、起動用のトラ
ンジスタ２２のオンオフ制御を容易に行うことができ
る。また、定常動作時には、直流電圧Ｖ_Ｃの低下に応じ
てコンデンサ１８内に充電された電荷をダイオード１９
より放電するようにしたので、定電流回路１を動作可能
状態に速やかに復帰させることができる。

【００４１】［第２の実施例］次に、本発明の第２の実
施例について、図２を参照して説明する。尚、第１の実
施例と同一部分については同一符号を付して説明を省略
し、以下異なる部分についてのみ説明する。

【００４２】図２に示す定電流回路４０は、起動回路４
１の構成が第１の実施例で示すものと異なるものであ
る。起動回路４１において、母線３ａと共通接続点９と
の間には、ｐｎｐ型トランジスタ４２のエミッタと起動
用抵抗４３の一方の端とを接続した直列回路が、トラン
ジスタ４２のエミッタを母線３ａ側とするようにして接
続されている。そして、トランジスタ４２のベースはｐ
ｎｐトランジスタ４４のエミッタに接続され、トランジ
スタ４４のコレクタはトランジスタ４２のコレクタと起
動用抵抗４３との共通接続点４５に接続されている。ま
た、トランジスタ４４のベースは共通接続点２０に接続
されている。このようにしてトランジスタ４２及び４４
をダーリントン接続することにより起動用スイッチング
素子が構成されている。

【００４３】次に、この起動回路４１の起動時の作用に
ついて説明する。バッテリー電源より電源端子２ａ及び
２ｂ間に直流電圧Ｖ_Ｃ（例えば１２Ｖ）が印加される
と、母線２ａ及び共通接続点２０間に電位差が生じ、ト
ランジスタ４２及び４４のエミッタ、ベース間には順方
向電圧が加えられ、夫々のエミッタ、ベース間が導通し
てコンデンサ１８に制御電流が流れ始める。これによ
り、トランジスタ４２及び４４のエミッタ、コレクタ間
も導通し、起動用抵抗４３及び抵抗８に介在するトラン
ジスタ７のベース、エミッタ間にも順方向電圧が加えら
れ、トランジスタ４２のエミッタ、コレクタ間、起動用
抵抗４３、トランジスタ７のベース、エミッタ間及び抵
抗８からなる直列回路が導通してこの直列回路に起動電
流が流れ始める。尚、この起動電流により自己バイアス
回路１５及び定電流生成回路１６が起動して定常動作に
移行する迄の作用については第１の実施例と同様である
ので説明は省略する。

【００４４】ところで、トランジスタ４２及び４４のエ
ミッタ、ベース間が導通することによりコンデンサ１８
に流れ込む制御電流の単位時間当たりの電流量は、トラ
ンジスタ４２及び４４がダーリントン接続されているた
めに非常に少なくなる。例えば、トランジスタ４２及び
４４と、第１の実施例で示したトランジスタ２２の組成
が全て同一であるとすると、本第２の実施例においてコ
ンデンサ１８に流れ込む制御電流の単位時間当たりの電
流量は、第１の実施例のそれに比べて１／ｈ_{Ｆ Ｅ}倍（ｈ
_ＦＥ：エミッタ接地電流増幅率）に減少する。

【００４５】以上説明したように、本第２の実施例によ
れば、コンデンサ１８の充電を開始してからコンデンサ
１８が充電されて共通接続点２０の電位が（Ｖ_Ｃ−約
１．２［Ｖ］）に上昇する迄の所要時間を長くすること
ができるので、トランジスタ４２のコレクタ、エミッタ
間の導通時間を長くすることができる。これにより起動
電流の出力時間即ち起動時間を充分に確保することがで
き、定電流生成回路１６の起動をより安定に行うことが
できる。

【００４６】［第３の実施例］次に、本発明の第３の実
施例について、図３を参照して説明する。尚、第１の実
施例と同一部分については同一符号を付して説明を省略
し、以下異なる部分についてのみ説明する。

【００４７】図３に示す定電流回路５０は、起動回路５
１の構成が第１の実施例で示すものと異なるものであ
る。起動回路５１において、トランジスタ１７のコレク
タにはｎｐｎ型トランジスタ５２のコレクタが接続さ
れ、トランジスタ５２のエミッタは母線３ｂに接続さ
れ、トランジスタ５２のベースは自身のエミッタに接続
されている。このようにしてトランジスタ５２のベー
ス、コレクタ間の接合容量を以て蓄電手段が構成されて
いる。そして、これらトランジスタ１７及び５２、ダイ
オード１９でスイッチング制御手段５３が構成されてい
る。尚、本第３の実施例の定電流回路５０の作用につい
ては、第１の実施例と同様であるので説明は省略する。

【００４８】以上説明したように、本第３の実施例によ
れば、蓄電手段は、トランジスタ５２のベース、コレク
タ間の接合容量により構成するようにした。これによ
り、例えば集積回路内にコンデンサを実装する場合に比
べて、チップ面積を小さくすることができる。これによ
り、集積回路のチップサイズを縮小することができ、集
積回路の製造コストを下げることができる。

【００４９】［第４の実施例］次に、本発明の第４の実
施例について、図４を参照して説明する。尚、第１の実
施例と同一部分については同一符号を付して説明を省略
し、以下異なる部分についてのみ説明する。

【００５０】図４に示す定電流回路６０は、起動回路６
１の構成が第１の実施例で示すものと異なるものであ
る。起動回路６１において、トランジスタ１７のコレク
タにはＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ６２のゲートが
接続されている。そして、ＭＯＳトランジスタ６２のド
レイン及びソースは母線３ｂに接続されている。また、
ＭＯＳトランジスタ６２のｎ層基板は母線３ａに接続さ
れている。このようにしてＭＯＳトランジスタ６２のゲ
ートとドレイン及びソースとの間の接合容量を以て蓄電
手段が構成されている。そして、これらトランジスタ１
７、ＭＯＳトランジスタ６２及びダイオード１９でスイ
ッチング制御手段６３が構成されている。

【００５１】また、母線３ａと共通接続点９との間に
は、スイッチング素子たるＰチャネル型ＭＯＳトランジ
スタ６４のドレインと起動用抵抗６５の一方の端とを接
続した直列回路が、ＭＯＳトランジスタ６４のソースが
母線３ａ側となるようにして接続されている。そして、
ＭＯＳトランジスタ６４のゲートはトランジスタ１７の
コレクタとＭＯＳトランジスタ６２のゲートとの共通接
続点６６に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ
６４のｎ層基板は母線３ａに接続されている。

【００５２】次に、この起動回路６０の起動時の作用に
ついて説明する。バッテリー電源より電源端子２ａ及び
２ｂ間に直流電圧Ｖ_Ｃ（例えば１２Ｖ）が印加される
と、母線３ａ及びＭＯＳトランジスタ６２のゲート間に
電位差が生じ、ＭＯＳトランジスタ６４のゲート電位が
ソース電位よりも低くなるので、ソース、ドレイン間が
導通する。これにより、起動用抵抗６５及び抵抗８に介
在するトランジスタ７のベース、エミッタ間に順方向電
圧が加えられ、ＭＯＳトランジスタ６４のソース、ドレ
イン間、起動用抵抗６５、トランジスタ７のベース、エ
ミッタ間及び抵抗８からなる直列回路が導通してこの直
列回路に起動電流が流れ始める。尚、この起動電流によ
り自己バイアス回路１５及び定電流生成回路１６が起動
して定常動作に移行する迄の作用については第１の実施
例と同様であるので説明は省略する。

【００５３】ところで、トランジスタ１７のコレクタ、
エミッタ間が導通すると、ＭＯＳトランジスタ６２のゲ
ートにはトランジスタ１７のコレクタから制御電流が流
れ込み、ＭＯＳトランジスタ６２のゲートとドレイン及
びソースとの間に電荷が充電されて、共通接続点６６の
電位が上昇する。このとき、トランジスタ１７は飽和状
態となるので、トランジスタ１７のコレクタ、エミッタ
間電圧Ｖ_ＣＥは略ゼロＶとなり、共通接続点６６の電位
は（約１２Ｖ）まで上昇する。これにより、ＭＯＳトラ
ンジスタ６４のゲート、ソース間電圧が略ゼロＶになる
ので、ソース、ドレイン間は遮断されて起動電流の出力
が停止する。即ち、スイッチング制御手段６３によりＭ
ＯＳトランジスタ５４はオフされる。

【００５４】以上説明したように、スイッチング素子に
ＭＯＳトランジスタを適用し、蓄電手段にＭＯＳトラン
ジスタの接合容量を使用するようにしても、第１の実施
例及び第３の実施例と同様の効果が得られる。

【００５５】尚、本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、次のような変形、拡張が可能である。本発
明の実施例では、主にバイポーラ型のトランジスタを使
用して定電流回路を構成したが、これに限定されるもの
ではなく、例えばＦＥＴやＩＧＢＴを使用して定電流回
路を構成してもよい。

【００５６】本発明の第３の実施例では、バイポーラ型
トランジスタのベース、コレクタ間の接合容量により蓄
電手段を構成し、本発明の第４の実施例では、Ｐチャネ
ル型ＭＯＳトランジスタのゲートとドレイン及びソース
間との接合容量により蓄電手段を構成したが、これらに
限定されるものではなく、例えばバイポーラ型トランジ
スタのベース、エミッタ間の接合容量やＮチャネル型Ｍ
ＯＳトランジスタの接合容量を利用して蓄電手段を構成
してもよい。また、例えばＦＥＴやＩＧＢＴの接合容量
を利用して蓄電手段を構成してもよい。

【００５７】本発明の実施例では、定電流回路を集積回
路に実装するものに適用したが、これに限定されるもの
ではなく、電子部品を個別に接続して構成するものに適
用してもよい。本発明の実施例では、定電流回路を電源
ＩＣに適用したが、これに限定されるものではなく、直
流電源より所定量の定電流を生成して出力する用途の定
電流回路全般に適用できる。本発明の実施例では説明し
なかったが、起動用スイッチング素子をダーリントン接
続したトランジスタで構成したものと、蓄電手段をトラ
ンジスタの接合容量で構成したものを組み合わせて定電
流回路を構成してもよい。

【００５８】本発明の実施例では、スイッチング制御手
段は、蓄電手段に充電される電荷量に応じて起動用スイ
ッチング素子のオンオフ制御を行うように構成したが、
これに限定されるものではなく、自己バイアス回路及び
定電流生成回路が起動するまでの所定時間だけ起動用ス
イッチング素子がオンするような制御が可能な構成であ
ればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す定電流回路の回路
図

【図２】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図３】本発明の第３の実施例を示す図１相当図

【図４】本発明の第４の実施例を示す図１相当図

【図５】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

図面中、１，４０，５０，６０は定電流回路、１５は自
己バイアス回路、１６は定電流生成回路、１７はトラン
ジスタ（制御用スイッチング素子）、１８はコンデンサ
（蓄電手段）、１９はダイオード（放電手段）、２１，
４３，５３はスイッチング制御手段、２２，４２，５
４，６４はトランジスタ（起動用スイッチング素子）、
２３，４３，６５は起動用抵抗、２４，４１，５１，６
１は起動回路、２６，２７は電源回路、２９はカレント
ミラー回路、３０は電源ＩＣ、３１，３２はＣＰＵ、５
２，６２はトランジスタ（蓄電手段）を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 起動電流を出力する起動回路と、直流電
   源より一定量の基準電流を生成して出力する定電流生成
   回路と、前記起動電流に基づいて前記定電流生成回路を
   起動させ、前記定電流生成回路より出力される前記基準
   電流を一定量に保持する自己バイアス回路とを具備する
   定電流回路において、 前記起動回路は、前記自己バイアス回路に前記起動電流
   を出力するための起動用スイッチング素子及び起動用抵
   抗と、前記起動用スイッチング素子のオンオフを制御す
   るスイッチング制御手段とを備え、 前記スイッチング制御手段は、起動時には前記起動用ス
   イッチング素子をオンして前記自己バイアス回路に前記
   起動電流を出力する制御を行い、定常動作時には前記起
   動用スイッチング素子をオフして前記起動電流の出力を
   停止する制御を行うことを特徴とする定電流回路。
2. 【請求項２】 前記スイッチング制御手段は、 充電された電荷量に応じて前記起動用スイッチング素子
   をオンオフする蓄電手段と、この蓄電手段の電荷量を制
   御する制御用スイッチング素子と、前記蓄電手段に充電
   された電荷を放電するための放電手段とで構成され、 起動時には、前記蓄電手段の充電電荷量を減少させた状
   態にして前記起動用スイッチング素子をオンした後、前
   記定電流生成回路の起動と共に前記制御用スイッチング
   素子をオンして前記蓄電手段を充電して、前記蓄電手段
   の電荷量を増加させることにより前記起動用スイッチン
   グ素子をオフする制御を行い、 前記直流電源の電圧の低下時には、前記蓄電手段に充電
   された電荷を前記放電手段より放電する制御を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の定電流回路。
3. 【請求項３】 前記起動用スイッチング素子は、２つの
   トランジスタをダーリントン接続することにより構成さ
   れていることを特徴とする請求項１又は２記載の定電流
   回路。
4. 【請求項４】 前記蓄電手段は、トランジスタの接合容
   量により構成されていることを特徴とする請求項２記載
   の定電流回路。