JP2002297249A

JP2002297249A - 電源装置

Info

Publication number: JP2002297249A
Application number: JP2001096414A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takeda; 仁志武田; Tomokazu Suzuki; 友和鈴木; Masayasu Ito; 昌康伊藤
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2002-10-11
Also published as: US20020140409A1; US6600297B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電源装置において、シリーズレギュレータと
してのメインの半導体素子の発熱を低減する。【解決手段】直流電源10とシリーズレギュレータ200
の入力側の直流電流経路上に、トランジスタ312 と抵抗
器314 とが並列接続された並列回路310 を有する電力消
費部300 を設ける。抵抗素子412，414からなる抵抗直列
回路410 を有する電流設定部400 を設ける。抵抗直列回
路410 の一端には、直流電源10から入力直流電圧+Bが印
加され、他端には、ツェナーダイオード212 のカソード
端子からツェナー電圧が印加される。接続点413 に発生
する分圧電圧が、トランジスタ312 のベース端子に印加
されて、エミッタ端子とコレクタ端子との間に流れる電
流量が設定される。回路全体の電力ロスをシリーズレギ
ュレータ200 と電力消費部300 に分散させることで電力
ロスの１箇所集中を防止でき、トランジスタ210 の発熱
を低減することができる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置に関す
る。特に本発明は、シリーズレギュレータ（ドロッパ型
電源）を備えた電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】直流電源から入力された入力直流電圧を
安定化した出力直流電圧にする電源装置として、シリー
ズレギュレータ（ドロッパ型電源ともいう）が知られて
いる。

【０００３】このシリーズレギュレータは、入力直流電
圧を前記入力直流電圧よりも低い安定化した出力直流電
圧にする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このシリー
ズレギュレータは、３端子レギュレータ素子やメインの
制御素子であるトランジスタなどの半導体素子の入出力
間の電圧降下分による電力ロスを熱に変換するため、電
圧降下が大きいと、半導体素子での電力ロスが大きくな
って、製品全体の発熱による信頼性低下の問題が発生す
る。

【０００５】そこで本発明は、上記の課題を解決するこ
とのできる電源装置を提供することを目的とする。この
目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組
み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更な
る有利な具体例を規定する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第１
形態によると、電源装置は、直流電源から入力された入
力直流電圧を入力直流電圧よりも低い安定化した出力直
流電圧にするシリーズレギュレータを備えた電源装置で
あって、直流電源とシリーズレギュレータの入力側との
間の直流電流経路上に設けられた、第１の固定抵抗器お
よび半導体素子の並列回路を有する電力消費部と、半導
体素子の電流入力端子と電流出力端子との間に流れる電
流量を設定する電流設定部とを備え、半導体素子は、電
流入力端子が直流電源側に配され、電流出力端子がシリ
ーズレギュレータ側に配され、設定入力端子が電流設定
部の設定出力端子と接続されている。

【０００７】本発明の第２形態によると、電源装置は、
直流電源から入力された入力直流電圧を入力直流電圧よ
りも低い安定化した出力直流電圧にするシリーズレギュ
レータを備えた電源装置であって、シリーズレギュレー
タと並列に配された、第１の固定抵抗器および第１の半
導体素子の並列回路を有する第１の電力消費部と、第１
の半導体素子の電流入力端子と電流出力端子との間に流
れる電流量を設定する第１の電流設定部とを備え、第１
の半導体素子は、電流入力端子がシリーズレギュレータ
の入力側に配され、電流出力端子がシリーズレギュレー
タの出力側に配され、設定入力端子が第１の電流設定部
の設定出力端子と接続されている。

【０００８】本発明の第２形態の電源装置は、直流電源
とシリーズレギュレータの入力側との間の直流電流経路
上に設けられた、第２の固定抵抗器および第２の半導体
素子の並列回路を有する第２の電力消費部と、第２の半
導体素子の電流入力端子と電流出力端子との間に流れる
電流量を設定する第２の電流設定部とをさらに備え、第
２の半導体素子は、電流入力端子が直流電源側に配さ
れ、電流出力端子がシリーズレギュレータ側に配され、
設定入力端子が第２の電流設定部の設定出力端子と接続
されていてもよい。

【０００９】第１あるいは第２形態の電源装置において
は、電力消費部は、並列回路内において、半導体素子と
直列接続された第３の固定抵抗器を有してもよい。

【００１０】また、第１あるいは第２形態の電源装置に
おいては、電力消費部は、並列回路と直列接続された第
４の固定抵抗器を有してもよい。

【００１１】また、第１あるいは第２形態の電源装置に
おいては、電力消費部は、並列回路が複数段直列接続さ
れていてもよい。あるいは、電力消費部は、並列回路が
複数並列接続されていてもよい。

【００１２】また、第１あるいは第２形態の電源装置に
おいては、電流設定部は、半導体素子の設定入力端子の
バイアスを規定することにより半導体素子の電流量を設
定することが望ましい。この場合、電流設定部は、バイ
アスを変更する変更部を有していてもよい。またこの場
合、電流設定部は、直流電源から入力された入力直流電
圧と所定の基準電圧との間に直列に配された複数の抵抗
素子による分圧電圧によってバイアスを規定してもよ
い。

【００１３】またこの場合、電流設定部は、所定の基準
電圧として、シリーズレギュレータの出力直流電圧を規
定する電圧を用いてもよい。あるいは、電流設定部は、
バイアスを規定するツェナーダイオードを有してもよ
い。

【００１４】また、第１あるいは第２形態の電源装置に
おいては、電流設定部は、半導体素子の電流出力端子と
接続された帰還回路と、一方の入力端子が帰還回路と接
続され、他方の入力端子に所定の基準電圧が入力され、
出力端子が半導体素子の設定入力端子と接続された増幅
回路とを有してもよい。

【００１５】また、第１あるいは第２形態の電源装置に
おいては、電流設定部は、実使用状態における半導体素
子の発熱量が、シリーズレギュレータの発熱量と略等し
くなるように、半導体素子に流れる電流量を設定するこ
とが好ましい。

【００１６】また、本発明の第１形態の電源装置におい
ては、シリーズレギュレータは、当該シリーズレギュレ
ータの出力直流電圧を規定するツェナーダイオードを有
し、電力消費部は、電流入力端子がコレクタ端子、電流
出力端子がエミッタ端子、設定入力端子がベース端子で
ある半導体素子としてのｎｐｎ型トランジスタと第１の
固定抵抗器とが並列接続された並列回路を有し、電流設
定部は、複数の抵抗素子が直列接続された抵抗直列回路
を有し、かつ抵抗直列回路の一端が直流電源に接続され
るとともに、他端がツェナーダイオードのカソード端子
に接続されており、複数の抵抗素子の間である設定出力
端子に発生する分圧電圧がｎｐｎ型トランジスタのベー
ス端子に印加されていてもよい。

【００１７】この場合、電力消費部は、並列回路内にお
いて、ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ端子と直流電源
との間に配された第３の固定抵抗器を有してもよい。

【００１８】またこの場合、電力消費部は、並列回路内
において、ｎｐｎ型トランジスタのエミッタ端子とシリ
ーズレギュレータの入力側との間に配された第３の固定
抵抗器を有してもよい。

【００１９】またこの場合、第１形態の電源装置は、並
列回路のエミッタ端子側とシリーズレギュレータの入力
側との間に配された第４の固定抵抗器を有してもよい。
あるいは、第１形態の電源装置は、並列回路のコレクタ
端子側と直流電源との間に配された第４の固定抵抗器を
有してもよい。

【００２０】また、本発明の第１形態の電源装置におい
ては、シリーズレギュレータは、当該シリーズレギュレ
ータの出力直流電圧を規定するツェナーダイオードを有
し、電力消費部は、電流入力端子がエミッタ端子、電流
出力端子がコレクタ端子、設定入力端子がベース端子で
ある半導体素子としてのｐｎｐ型トランジスタと第１の
固定抵抗器とが並列接続された並列回路を有し、電流設
定部は、複数の抵抗素子が直列接続され、かつ一端が直
流電源に接続されるとともに、他端がツェナーダイオー
ドのカソード端子に接続された抵抗直列回路と、ベース
端子に複数の抵抗素子の間である設定出力端子に発生す
る分圧電圧が印加され、エミッタ端子がシリーズレギュ
レータと接続され、コレクタ端子が第１の抵抗素子を介
して直流電源と接続されるとともに第２の抵抗素子を介
してｐｎｐ型トランジスタのベース端子に接続されたｎ
ｐｎ型トランジスタとを有してもよい。

【００２１】この場合、第１形態の電源装置は、並列回
路のコレクタ端子側とシリーズレギュレータの入力側と
の間に配された第４の固定抵抗器を有してもよい。

【００２２】また、本発明の第１形態の電源装置におい
ては、シリーズレギュレータは、当該シリーズレギュレ
ータの出力直流電圧を規定する第１のツェナーダイオー
ド、および第１のツェナーダイオードのカソード端子と
シリーズレギュレータの入力との間に接続された第１の
ツェナー抵抗を有し、電力消費部は、電流入力端子がコ
レクタ端子、電流出力端子がエミッタ端子、設定入力端
子がベース端子である半導体素子としてのｎｐｎ型トラ
ンジスタと第１の固定抵抗器とが並列接続された並列回
路を有し、電流設定部は、第２のツェナーダイオード、
および第２のツェナーダイオードのカソード端子と直流
電源との間に接続された第２のツェナー抵抗を有し、設
定出力端子が第２のツェナーダイオードのカソード端子
であって、このカソード端子に発生するツェナー電圧が
ｎｐｎ型トランジスタのベース端子に印加されていても
よい。

【００２３】また、本発明の第１形態の電源装置におい
ては、シリーズレギュレータは、当該シリーズレギュレ
ータの出力直流電圧を規定するツェナーダイオードを有
し、電力消費部は、電流入力端子がコレクタ端子、電流
出力端子がエミッタ端子、設定入力端子がベース端子で
ある半導体素子としてのｎｐｎ型トランジスタと第１の
固定抵抗器とが並列接続された並列回路が複数段直列接
続されており、電流設定部は、並列回路の段数に応じた
数の抵抗素子が直列接続され、かつ一端が直流電源に接
続されるとともに他端がツェナーダイオードのカソード
端子に接続された抵抗直列回路を有し、設定出力端子が
複数の抵抗素子の各接続点であって、各段のトランジス
タのベース端子には、各接続点に発生するそれぞれ異な
る分圧電圧が、各段のトランジスタの配列順に沿って印
加されていてもよい。

【００２４】また、本発明の第１形態の電源装置におい
ては、シリーズレギュレータは、当該シリーズレギュレ
ータの出力直流電圧を規定するツェナーダイオードを有
し、電力消費部は、電流入力端子がコレクタ端子、電流
出力端子がエミッタ端子、設定入力端子がベース端子で
ある半導体素子としてのｎｐｎ型トランジスタと第１の
固定抵抗器とが並列接続された並列回路が複数段直列接
続されており、電流設定部は、並列回路の段数と同じ数
の、複数の抵抗素子が直列接続され、かつそれぞれの一
端が直流電源に接続されるとともにそれぞれの他端がツ
ェナーダイオードのカソード端子に接続された抵抗直列
回路を有し、設定出力端子が各抵抗直列回路における複
数の抵抗素子の各接続点であって、各接続点に発生する
分圧電圧がそれぞれトランジスタのベース端子に印加さ
れていてもよい。

【００２５】また、本発明の第１形態の電源装置におい
ては、電力消費部は、電流入力端子がコレクタ端子、電
流出力端子がエミッタ端子、設定入力端子がベース端子
である半導体素子としてのｎｐｎ型トランジスタと第１
の固定抵抗器とが並列接続された並列回路を有し、電流
設定部は、エミッタ端子と接続された帰還回路と、反転
入力端子が帰還回路と接続され、非反転入力端子にシリ
ーズレギュレータの出力直流電圧を規定する所定の基準
電圧が入力された反転増幅回路とを有し、設定出力端子
が反転増幅回路の出力端子であって、この出力端子がｎ
ｐｎ型トランジスタのベース端子に接続されていてもよ
い。

【００２６】また、本発明の第１形態の電源装置におい
ては、電力消費部は、電流入力端子がエミッタ端子、電
流出力端子がコレクタ端子、設定入力端子がベース端子
である半導体素子としてのｐｎｐ型トランジスタと第１
の固定抵抗器とが並列接続された並列回路を有し、電流
設定部は、コレクタ端子と接続された帰還回路と、反転
入力端子が帰還回路と接続され、非反転入力端子にシリ
ーズレギュレータの出力直流電圧を規定する所定の基準
電圧が入力され、出力端子がベース端子と接続された反
転増幅回路と、ベース端子が反転増幅回路の出力端子と
接続され、エミッタ端子が所定の基準電位に接続された
ｎｐｎ型トランジスタを有し、設定出力端子がｎｐｎ型
トランジスタのコレクタ端子であって、この出力端子が
ｐｎｐ型トランジスタのベース端子に接続されていても
よい。

【００２７】本発明の第３形態によると、電源装置は、
直流電源から入力された入力直流電圧を入力直流電圧よ
りも低い安定化した出力直流電圧にするシリーズレギュ
レータを備えた電源装置であって、シリーズレギュレー
タと並列に接続された第５の固定抵抗器と、シリーズレ
ギュレータの出力電圧を、入力直流電圧と出力直流電圧
との間の所定の電圧にクランプするクランプダイオード
とを備えた。

【００２８】この第３形態の電源装置においては、クラ
ンプダイオードは、カソード端子がシリーズレギュレー
タの出力に接続され、アノード端子がシリーズレギュレ
ータの基準電位に接続されたツェナーダイオードであっ
てもよい。

【００２９】また第３形態の電源装置においては、シリ
ーズレギュレータは、当該シリーズレギュレータの出力
直流電圧を規定するツェナーダイオード、およびツェナ
ーダイオードのカソード端子とシリーズレギュレータの
入力との間に接続されたツェナー抵抗を有し、クランプ
ダイオードは、アノード端子がシリーズレギュレータの
出力に接続され、カソード端子がツェナーダイオードの
カソード端子に接続されたダイオードとツェナーダイオ
ードとにより構成されてもよい。

【００３０】また第３形態の電源装置においては、シリ
ーズレギュレータは、当該シリーズレギュレータの出力
直流電圧を規定するツェナーダイオードを有し、さら
に、ｎｐｎ型トランジスタと第１の固定抵抗器とが並列
接続された並列回路を有する電力消費部と、複数の抵抗
素子が直列接続され、かつ一端が直流電源に接続される
とともに、他端がツェナーダイオードのカソード端子に
接続された抵抗直列回路を有し、複数の抵抗素子の間で
ある設定出力端子に発生する分圧電圧がｎｐｎ型トラン
ジスタのベース端子に印加された、ｎｐｎ型トランジス
タの電流入力端子であるコレクタ端子と電流出力端子で
あるエミッタ端子との間に流れる電流量を設定する電流
設定部とを備え、クランプダイオードは、アノード端子
がシリーズレギュレータの出力に接続され、カソード端
子がツェナーダイオードのカソード端子に接続されたダ
イオードとツェナーダイオードとにより構成されてもよ
い。

【００３１】上記第１から第３形態の各電源装置におい
ては、各固定抵抗器は、アルミやセラミックなどのプリ
ント基板上に印刷抵抗で形成されていることが望まし
い。

【００３２】なお上記の発明の概要は、本発明の必要な
特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群の
サブコンビネーションもまた発明となり得る。

【００３３】

【発明の実施形態】以下、発明の実施形態を通じて本発
明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発
明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明さ
れている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必
須であるとは限らない。

【００３４】図１は、本発明の電源装置の第１実施形態
の回路図である。この電源装置１００は、シリーズレギ
ュレータ２００、および電源装置１００に接続される直
流電源１０とシリーズレギュレータ２００の入力側の直
流電流経路上に設けられた電力消費部３００を有する。
また電源装置１００は、電流設定部４００、および入力
直流電圧＋Ｂをデカップリングするコンデンサ１１０を
有する。

【００３５】シリーズレギュレータ２００は、コレクタ
端子が電流入力端子、エミッタ端子が電流入力出力端子
となる、メインのレギュレータ素子であるｎｐｎ型トラ
ンジスタ２１０と、ｎｐｎ型トランジスタ２１０のエミ
ッタ端子に発生する出力直流電圧Ｖccを規定するツェナ
ーダイオード２１２と、エミッタ端子に接続されたデカ
ップリング用のコンデンサ２０２とを有している。ｎｐ
ｎ型トランジスタ２１０のベース端子は、ツェナーダイ
オード２１２のカソード端子に接続されており、このカ
ソード端子に発生するツェナー電圧が、ベース端子に入
力される。この構成により、電源装置１００は、直流電
源１０から入力された入力直流電圧＋Ｂを、この入力直
流電圧＋Ｂよりも低い安定化した出力直流電圧Ｖccにす
る。

【００３６】電力消費部３００は、本発明の半導体素子
の一例であるｎｐｎ型トランジスタ３１２と本発明の第
１の固定抵抗器の一例である抵抗器３１４とが並列接続
された並列回路３１０を有する。この並列回路３１０の
入力側は直流電源１０と接続され、出力側はシリーズレ
ギュレータ２００を構成するｎｐｎ型トランジスタ２１
０のコレクタ端子と接続されている。

【００３７】電流設定部４００は、２つの抵抗素子４１
２，４１４が直列接続された抵抗直列回路４１０を有す
る。この抵抗直列回路４１０の一端は、直流電源１０に
接続されており、この一端には直流電源１０から入力さ
れた入力直流電圧＋Ｂが印加されている。一方、抵抗直
列回路４１０の他端は、シリーズレギュレータ２００を
構成するツェナーダイオード２１２のカソード端子に接
続されており、この他端にはツェナーダイオード２１２
のカソード端子に生成されたツェナー電圧が印加されて
いる。２つの抵抗素子４１２，４１４の間（接続点４１
３）である設定出力端子に発生する分圧電圧が、電力消
費部３００を構成するｎｐｎ型トランジスタ３１２のベ
ース端子に印加されている。つまり、電流設定部４００
は、ｎｐｎ型トランジスタ３１２の設定入力端子である
ベース端子のバイアス電圧（バイアス電流）を規定する
ことで、ｎｐｎ型トランジスタ３１２のコレクタ端子か
らエミッタ端子に流れる電流量を設定する。

【００３８】ここでたとえば、直流電源１０から入力さ
れる入力直流電圧＋Ｂ＝１５Ｖ、シリーズレギュレータ
２００の出力直流電圧Ｖcc＝５Ｖ、シリーズレギュレー
タ２００の出力電流Ｉcc＝０．１Ａ、抵抗器３１４の抵
抗値＝１００Ωの場合、電力消費部３００の出力側の電
位が７Ｖとなるように、抵抗直列回路４１０の接続点４
１３に発生する分圧電圧を設定してｎｐｎ型トランジス
タ３１２に流れる電流を設定する。ｎｐｎ型トランジス
タ２１０の電力ロスは、（７Ｖ−５Ｖ）×０．１Ａ＝
０．２Ｗとなる。ｎｐｎ型トランジスタ３１２と並列に
配された抵抗器３１４に流れる電流は、（１５Ｖ−７
Ｖ）／１００Ω＝０．０８Ａであるから、抵抗器３１４
による電力ロスは、（１５Ｖ−７Ｖ）×０．０８Ａ＝
０．６４Ｗとなる。また、ｎｐｎ型トランジスタ３１２
の電力ロスは、（１５Ｖ−７Ｖ）×（０．１Ａ−０．０
８Ａ）＝０．１６Ｗとなる。回路全体の電力ロスは、
（＋Ｂ−Ｖcc）×Ｉcc＝（１５Ｖ−５Ｖ）×０．１Ａ＝
１Ｗとなり、電力消費部３００とｎｐｎ型トランジスタ
２１０の各電力ロスの総和と等しい。

【００３９】このように第１実施形態の電源装置１００
は、直流電源１０とシリーズレギュレータ２００との間
の直流電流経路上に電力消費部３００を設けたことによ
り、回路全体の電力ロスをシリーズレギュレータ２００
と電力消費部３００に分散させることで電力ロスの１箇
所集中を防止でき、シリーズレギュレータ２００を構成
するｎｐｎ型トランジスタ２１０の発熱を低減すること
ができる。さらに電力ロスの１箇所集中がなくなるの
で、電源装置全体の放熱設計も楽になり、発熱に関わる
電源装置の信頼性を向上させることができる。特に、直
流電源１０とシリーズレギュレータ２００との間に固定
抵抗器３１４を備えることにより、電圧降下分を熱に変
換する役割を半導体に比べ熱容量の大きい固定抵抗器に
担わせることができ、放熱対策の点で優れた効果が得ら
れる。

【００４０】また、電力消費部３００や電流設定部４０
０を構成する部品点数が比較的少ないので、コストアッ
プが少なく、また熱分散させることで、シリーズレギュ
レータの半導体素子として、小さくて安価なものを選定
できる。この結果、装置の小型化を図ることができる。

【００４１】また、この第１実施形態の構成では、抵抗
器３１４の定数や抵抗直列回路４１０の各抵抗素子４１
２，４１４の抵抗比を変更すれば、入出力仕様や実際に
用いたいトランジスタや発熱定格に関わる抵抗サイズに
適合した回路を作り込むことができる。また、入出力仕
様に関わらず、出力直流電圧Ｖccが規定電圧以上に上昇
することはない。

【００４２】なお、電力消費部３００のトランジスタ３
１２と並列に配された抵抗器３１４の放熱効果を高める
には、厚膜ハイブリッドＩＣなどのように、回路の全体
もしくは一部をたとえばアルミやセラミックなどのプリ
ント基板上に形成し、この際、印刷抵抗で抵抗器３１４
を形成するとよい。

【００４３】図２は、本発明の電源装置の第２実施形態
の回路図である。第２実施形態の電源装置１００は、電
力消費部３００の並列回路３１０が、ｎｐｎ型トランジ
スタ３１２のコレクタ端子と直流電源１０との間に配さ
れた抵抗器３１６、およびエミッタ端子とシリーズレギ
ュレータ２００の入力側であるｎｐｎ型トランジスタ２
１０のコレクタ端子側に配された抵抗器３１８を有する
点が上記第１実施形態と異なる。また、第２実施形態の
電源装置１００は、電力消費部３００が、並列回路３１
０の出力側とｎｐｎ型トランジスタ２１０のコレクタ端
子側との間に配された抵抗器３３０、および並列回路３
１０の入力側と直流電源１０との間に配された抵抗器３
３２とダイオード３３４との直列回路を有する点が上記
第１実施形態と異なる。抵抗器３１６，３１８は、本発
明の第３の固定抵抗器の一例である。また、抵抗器３３
０，３３２は、本発明の第４の固定抵抗器の一例であ
る。ダイオード３３４は、必ずしも必要ではない。

【００４４】入力直流電圧＋Ｂが高くなると、シリーズ
レギュレータ２００の入出力間電圧差が大きくなり、シ
リーズレギュレータ２００を構成するｎｐｎ型トランジ
スタ２１０の発熱が大きくなる。たとえば、Ｉcc＝０．
１Ａ、＋Ｂ＝３５Ｖ、Ｖcc＝５Ｖのとき、入力直流電圧
＋Ｂを直接にシリーズレギュレータ２００に入力する
と、電力ロスは、（＋Ｂ−Ｖcc）×Ｉcc＝（３５Ｖ−５
Ｖ）×０．１Ａ＝３Ｗとなる。逆に、入出力間電圧差が
大きくなるなるので、直流電源１０とシリーズレギュレ
ータ２００との間に、さらに抵抗器を直列に入れること
もできる。

【００４５】たとえば前例において、抵抗器３３２，３
３０と並列回路３１０とによる動作時の合成直列抵抗と
して２００Ωを入れると、この合成直列抵抗による電圧
ドロップが２０Ｖとなるが、まだ１５Ｖが残るので、シ
リーズレギュレータとしての動作が充分に保証できる。
また、図示する構成の電力消費部３００としたことによ
り、回路全体の電力ロスをシリーズレギュレータ２００
と電力消費部３００に分散させるとともに、電力消費部
３００の電力ロスを、抵抗器３１４やｎｐｎ型トランジ
スタ３１２だけでなく、抵抗器３３２，３１６，３１
８，３３０にも分散させることができる。つまりこの第
２実施形態の電源装置１００は、入力直流電圧＋Ｂがよ
り高くなった場合や、回路部品点数が増えてもトランジ
スタに熱損失の小さなものを使用したい場合などに有効
である。

【００４６】抵抗直列回路４１０の各抵抗素子４１２，
４１４の抵抗比を変更したり、ｐｎｐ型トランジスタ３
１２と並列に配された抵抗器３１４や、その他の抵抗器
３３２，３１６，３１８，３３０の抵抗比を調整すれ
ば、入出力仕様や実際に用いたいトランジスタや発熱定
格に関わる抵抗サイズに合わせた回路を作り込むことが
できる。

【００４７】図３は、本発明の電源装置の第３実施形態
の回路図である。第３実施形態の電源装置１００は、電
力消費部３００および電流設定部４００の構成が、第１
実施形態と異なる。電力消費部３００は、電流入力端子
がエミッタ端子、電流出力端子がコレクタ端子、設定入
力端子がベース端子である本発明の半導体素子の一例で
あるｐｎｐ型トランジスタ３１２と本発明の第１の固定
抵抗器の一例である抵抗器３１４とが並列接続された並
列回路３１０を有する。また電力消費部３００は、並列
回路３１０の出力側とｎｐｎ型トランジスタ２１０のコ
レクタ端子側との間に配された本発明の第４の固定抵抗
器の一例である抵抗器３３０を有する。

【００４８】一方電流設定部４００は、２つの抵抗素子
４１２，４１４が直列接続され、かつ一端が直流電源１
０に接続されるとともに、他端がツェナーダイオード２
１２のカソード端子に接続された抵抗直列回路４１０
と、ｎｐｎ型トランジスタ４２０と、抵抗素子４２２，
４２４とを有する。ｎｐｎ型トランジスタ４２０のベー
ス端子には２つの抵抗素子４１２，４１４の間（接続点
４１３）である設定出力端子に発生する分圧電圧が印加
され、エミッタ端子がシリーズレギュレータ２００を構
成するｎｐｎ型トランジスタ２１０のコレクタ端子と接
続されている。またコレクタ端子が、本発明の第１の抵
抗素子の一例である抵抗素子４２２を介して直流電源１
０と接続されるとともに、本発明の第２の抵抗素子の一
例である抵抗素子４２４を介してｐｎｐ型トランジスタ
３１２のベース端子に接続されている。

【００４９】第３実施形態の電源装置１００は、トラン
ジスタと抵抗の数が上記第１実施形態よりも増えたこと
により、より入力直流電圧が高くなった場合にも対応す
ることができる。つまりこの第３実施形態の電源装置１
００は、第２実施形態と同様に、入力直流電圧＋Ｂがよ
り高くなった場合や、回路部品点数が増えてもトランジ
スタに熱損失の小さなものを使用したい場合などに有効
である。

【００５０】抵抗直列回路４１０の各抵抗素子４１２，
４１４の抵抗比を変更したり、ｐｎｐ型トランジスタ３
１２と並列に配された抵抗器３１４と並列回路３１０と
直列接続された抵抗器３３０の抵抗比を調整すれば、入
出力仕様や実際に用いたいトランジスタや発熱定格に関
わる抵抗サイズに合わせた回路を作り込むことができ
る。なおこの第３実施形態の構成では、特に抵抗器３１
４，３３０が熱分散に有効な素子である。

【００５１】図４は、本発明の電源装置の第４実施形態
の回路図である。第４実施形態の電源装置１００は、シ
リーズレギュレータ２００が、出力直流電圧Ｖccを規定
するツェナーダイオード２１２のカソード端子とシリー
ズレギュレータ２００の入力であるｎｐｎ型トランジス
タ２１０のコレクタ端子との間に接続されたツェナー抵
抗２１４を有している点が第１実施形態と異なる。ま
た、電流設定部４００が、ツェナーダイオード４３０、
ツェナーダイオード４３０のカソード端子と直流電源と
の間に接続されたツェナー抵抗４３２を有し、設定出力
端子であるツェナーダイオードのカソード端子が電力消
費部３００を構成するｎｐｎ型トランジスタ３１２のベ
ース端子に接続されている点が第１実施形態と異なる。
ツェナーダイオード４３０のカソード端子に発生するよ
り正確なツェナー電圧がｎｐｎ型トランジスタ３１２の
ベース端子に印加されるから、ｐｎｐ型トランジスタ３
１２に流れる電流量をより正確に設定することができ
る。

【００５２】図５は、本発明の電源装置の第５実施形態
の回路図である。第５実施形態の電源装置１００は、電
力消費部３００が２段直列接続された並列回路３１０，
３２０を有する点、またこれに応じて、電流設定部４０
０内の抵抗直列回路４１０を構成する抵抗素子の数が、
その段数に応じて増加している点が上記第１実施形態と
異なる。

【００５３】電力消費部３００は、電流入力端子がコレ
クタ端子、電流出力端子がエミッタ端子、設定入力端子
がベース端子である本発明の半導体素子の一例であるｎ
ｐｎ型トランジスタ３１２と本発明の第１の固定抵抗器
の一例である抵抗器３１４とが並列接続された並列回路
３１０、同じくｎｐｎ型トランジスタ３２２と抵抗器３
２４とが並列接続された並列回路３２０の、２つの並列
回路が２段直列接続されている。

【００５４】また電流設定部４００は、並列回路の段数
に応じた数の抵抗素子４１２，４１４，４１６が直列接
続された抵抗直列回路４１０を有している。抵抗直列回
路４１０の一端が直流電源１０に接続されるとともに他
端がツェナーダイオード２１２のカソード端子に接続さ
れている。抵抗素子４１２，４１４の接続点４１３がｎ
ｐｎ型トランジスタ３１２のベース端子に接続され、抵
抗素子４１４，４１６の接続点４１５がｎｐｎ型トラン
ジスタ３２２のベース端子に接続されている。これによ
り、各段のトランジスタ３１２，３２２のベース端子に
は、設定出力端子である各接続点４１３，４１５に発生
するそれぞれ異なる分圧電圧が、各段のトランジスタ３
１２，３２２の配列順に沿って印加される。

【００５５】この第５実施形態の電源装置１００によれ
ば、並列回路を複数段直列接続した電力消費部３００と
したので、熱分散をより効果的に実現することができ
る。抵抗直列回路４１０を構成する抵抗素子の抵抗比を
変更して、各段のトランジスタに流れる電流量を設定す
ることで、熱分散の仕方を調整することができる。

【００５６】図６は、本発明の電源装置の第６実施形態
の回路図である。第６実施形態の電源装置１００は、電
流設定部４００内の抵抗直列回路４１０の構成が、上記
第５実施形態と異なる。電流設定部４００は、２つの抵
抗素子４１２，４１４が直列接続された抵抗直列回路４
１０と、２つの抵抗素子４２２，４２４が直列接続され
た抵抗直列回路４２０とを、電力消費部３００内の並列
回路の段数と同じ数（本実施形態では２個）だけ有して
いる。

【００５７】抵抗直列回路４１０の一端が直流電源１０
に接続されるとともに他端がツェナーダイオード２１２
のカソード端子に接続されている。同様に、抵抗直列回
路４２０の一端が直流電源１０に接続されるとともに他
端がツェナーダイオード２１２のカソード端子に接続さ
れている。

【００５８】抵抗素子４１２，４１４の接続点４１３が
ｎｐｎ型トランジスタ３１２のベース端子に接続され、
抵抗素子４２２，４２４の接続点４２３がｎｐｎ型トラ
ンジスタ３２２のベース端子に接続されている。これに
より、設定入力端子であるトランジスタ３１２のベース
端子には、設定出力端子である接続点４１３に発生する
分圧電圧が、また設定入力端子であるトランジスタ３２
２のベース端子には、設定出力端子である接続点４２３
に発生する分圧電圧が、それぞれ印加される。

【００５９】この第６実施形態の電源装置１００によれ
ば、第５実施形態と同様に、並列回路を複数段直列接続
した電力消費部３００としたので、熱分散をより効果的
に実現することができる。抵抗直列回路４１０，４２０
を構成する抵抗素子の抵抗比を変更して、各段のトラン
ジスタに流れる電流量を設定することで、分散の仕方を
調整することができる。

【００６０】図７は、本発明の電源装置の第７実施形態
の回路図である。第７実施形態の電源装置１００は、シ
リーズレギュレータ２００の基準電圧を設定する部分
と、電流設定部４００とを、増幅回路により構成してい
る点が、上記第１実施形態と異なる。シリーズレギュレ
ータ２００は、ｎｐｎ型トランジスタ２１０と、反転増
幅器の一例であるオペアンプ２２０と、２つの分圧抵抗
２３２，２３４を有する帰還回路２３０と、シリーズレ
ギュレータ２００の出力直流電圧Ｖccを規定する基準電
源２２２を有する。シリーズレギュレータ２００の出力
直流電圧Ｖccが一方の分圧抵抗２３２に印加され、２つ
の分圧抵抗２３２，２３４の接続点がオペアンプ２２０
の反転入力端子(−)に印加され、基準電源２２２からの
基準電圧（たとえば２．５Ｖ程度）がオペアンプ２２０
の非反転入力端子(＋)に印加されている。

【００６１】一方電流設定部４００は、ｎｐｎ型トラン
ジスタ３１２のエミッタ端子と接続された、２つの分圧
抵抗４４２，４４４を有する帰還回路４４０と、２つの
分圧抵抗４４２，４４４の接続点に反転入力端子(−)が
接続され、基準電源２２２からの基準電圧が非反転入力
端子(＋)に入力された、反転増幅回路の一例であるオペ
アンプ４５０とを有する。設定出力端子であるオペアン
プ４５０の出力端子が、ｎｐｎ型トランジスタ３１２の
ベース端子に接続されている。

【００６２】オペアンプ２２０，４５０の電源端子（正
側）には、サブ電源１２０から所定の直流電圧が入力さ
れる。

【００６３】この第７実施形態の電源装置１００は、シ
リーズレギュレータ２００の基準電圧の設定や、電流設
定部４００によるｎｐｎ型トランジスタ３１２に流れる
電流の設定が、オペアンプと帰還回路によって制御され
る。しかしながら、熱分散の動作は上記第１実施形態と
同様であり、同様の効果を有する。

【００６４】図８は、本発明の電源装置の第８実施形態
の回路図である。第８実施形態の電源装置１００は、電
力消費部３００が、ｐｎｐ型トランジスタ３１２を含む
並列回路３１０を有する点、およびこのｐｎｐ型トラン
ジスタ３１２のベース端子を制御する電流設定部４００
の構成が変更されている点が、上記第７実施形態と異な
る。電力消費部３００は、電流入力端子がエミッタ端
子、電流出力端子がコレクタ端子、設定入力端子がベー
ス端子である本発明の半導体素子の一例であるｐｎｐ型
トランジスタ３１２と本発明の第１の固定抵抗器の一例
である抵抗器３１４とが並列接続された並列回路３１０
を有する。

【００６５】電流設定部４００は、ｐｎｐ型トランジス
タ３１２のコレクタ端子と接続された、２つの分圧抵抗
４４２，４４４を有する帰還回路４４０と、反転増幅回
路の一例であるオペアンプ４５０と、ベース端子がオペ
アンプ４５０の出力端子と接続され、エミッタ端子が所
定の基準電位（本実施形態では接地）に接続されたｎｐ
ｎ型トランジスタ４５２と有する。オペアンプ４５０の
反転入力端子(−)が分圧抵抗４４２，４４４の接続点に
接続され、非反転入力端子(＋)には、基準電源２２２か
らの基準電圧が入力されている。また設定出力端子であ
るｎｐｎ型トランジスタのコレクタ端子が、ｐｎｐ型ト
ランジスタ３１２のベース端子に接続されている。

【００６６】オペアンプ２２０，４５０の電源端子（正
側）には、ｎｐｎ型トランジスタ２１０からの出力直流
電圧Ｖccが入力される。

【００６７】図９は、定格仕様２４Ｖにおける、シリー
ズレギュレータ２００と電力消費部３００とによる、熱
分散の一例を説明する図である。図９（Ａ）は、上記第
１実施形態と同様の回路構成である。図９（Ｂ）はＩcc
＝２０ｍＡ、図９（Ｃ）はＩcc＝３５ｍＡ、図９（Ｄ）
はＩcc＝５０ｍＡというように、それぞれの動作条件に
おける消費電力の関係を示す。

【００６８】上述した各実施形態の電源装置１００は、
抵抗器３１４の定数やトランジスタ３１２に流れる電流
量を変更すれば、入出力仕様や実際に用いたいトランジ
スタや発熱定格に関わる抵抗サイズに合わせた回路を作
り込むことができる。一方、これらの変更に際しては、
素子定格を考慮しなければならない。

【００６９】たとえば定格２４Ｖ仕様の場合、入力直流
電圧の最大値＋Ｂmax は４０Ｖであり、出力定格電流Ｉ
ccが３５ｍＡであって、その変動範囲が２０ｍＡ〜５０
ｍＡであるとする（これを動作条件という）。トランジ
スタの消費電力は、全ての条件で使用する素子の定格を
下回るように、たとえば０．４Ｗ以下とする。但し、こ
の消費電力は、トランジスタに許容された最大消費電力
ではなく、消費電力の温度ディレーティングを考慮した
値とする。

【００７０】電流設定部４００は、実使用状態における
ｎｐｎ型トランジスタ３１２の発熱量が、シリーズレギ
ュレータ２００を構成するｎｐｎ型トランジスタ２１０
の発熱量と略等しくなるように、ｎｐｎ型トランジスタ
３１２に流れる電流量を設定する。具体的には、電流設
定部４００は、２４Ｖ仕様の場合の定格条件（＋Ｂ＝２
４ＶでＩcc＝３５ｍＡ）において、回路として用いられ
た２つのｎｐｎ型トランジスタ３１２，２１０の消費電
力（電力ロス）がほぼ等しくなるようにする（これを基
本条件という）。また、図９（Ａ）に示す回路例におい
ては、ｎｐｎ型トランジスタ３１２と並列に配された抵
抗器３１４の消費電力が、上記基本条件を満たしつつ、
この抵抗器３１４が負担すべき消費電力分となるように
設定する。たとえば、定格条件においては、抵抗器３１
４が負担する電力ロス分もｎｐｎ型トランジスタ３１
２，２１０の消費電力とほぼ等しくなるようにする。具
体的には、抵抗器３１４の抵抗値を５１０Ωに設定すれ
ば、上記動作条件の範囲では、図９（Ｂ）〜（Ｄ）に示
すような消費電力の関係を呈する。

【００７１】図１０は、定格仕様４２Ｖにおける、シリ
ーズレギュレータ２００と電力消費部３００とによる、
熱分散の一例を説明する図である。図１０（Ａ）は、上
記第３実施形態と同様の回路構成である。図１０（Ｂ）
はＩcc＝２０ｍＡ、図１０（Ｃ）はＩcc＝３５ｍＡ、図
１０（Ｄ）はＩcc＝５０ｍＡというように、それぞれの
動作条件における消費電力の関係を示す。

【００７２】定格４２Ｖ仕様の場合、入力直流電圧の最
大値＋Ｂmax は６０Ｖであり、出力定格電流Ｉccが３０
ｍＡであって、その変動範囲が２０ｍＡ〜５０ｍＡであ
るとする。トランジスタの消費電力は、上記と同様に、
全ての条件で使用する素子の定格を下回るように、たと
えば０．４Ｗ以下とする。

【００７３】電流設定部４００は、実使用状態における
ｐｎｐ型トランジスタ３１２の発熱量が、シリーズレギ
ュレータ２００を構成するｎｐｎ型トランジスタ２１０
の発熱量と略等しくなるように、ｐｎｐ型トランジスタ
３１２に流れる電流量を設定する。具体的には、電流設
定部４００は、４２Ｖ仕様の場合の定格条件（＋Ｂ＝４
２ＶでＩcc＝３５ｍＡ）において、回路として用いられ
た２つのトランジスタ３１２，２１０の消費電力がほぼ
等しくなるようにする。また、図１０（Ａ）に示す回路
例においては、ｐｎｐ型トランジスタ３１２と並列に配
された抵抗器３１４と、並列回路３１０と直列接続され
た抵抗器３３０の消費電力が、上記基本条件を満たしつ
つ、この抵抗器３１４が負担すべき消費電力分となるよ
うに設定する。具体的には、抵抗器３１４の抵抗値を１
ＫΩ、抵抗器３３０の抵抗値を６８０Ωにそれぞれ設定
すれば、上記動作条件の範囲では、図１０（Ｂ）〜
（Ｄ）に示すような消費電力の関係を呈する。

【００７４】図１１は、本発明の電源装置の他の構成例
を説明するブロック図である。図１１（Ａ）は、上述の
各実施形態の電源装置１００を総括して示している。こ
の電源装置１００は、直流電源１０とシリーズレギュレ
ータ２００の入力側との間の直流電流経路上に設けられ
た、固定抵抗器３１４および半導体素子の一例であるト
ランジスタ３１２の並列回路３１０を有する電力消費部
３００と、トランジスタ３１２の電流入力端子と電流出
力端子との間に流れる電流量を設定する電流設定部４０
０とを備えている。トランジスタ３１２は、電流入力端
子であるコレクタ端子が直流電源１０側に配され、電流
出力端子であるエミッタ端子がシリーズレギュレータ２
００側に配され、設定入力端子であるベース端子が電流
設定部４００の設定出力端子と接続されている。

【００７５】一方図１１（Ｂ）は、他の構成例の電源装
置１００を総括して示している。この電源装置１００
は、２つの電力消費部３００ａ，３００ｂ（つまり２つ
の並列回路３１０）が並列接続されている点が、図１１
（Ａ）に示す電源装置１００と異なる。なお、電流設定
部４００は、各電力消費部３００ａ，３００ｂごとに設
けられてもよい。

【００７６】図１２は、本発明の電源装置の更なる他の
構成例を示すブロック図である。この電源装置１００
は、シリーズレギュレータ２００と並列に配された、固
定抵抗器および半導体素子の一例であるトランジスタと
の並列回路３１０を有する電力消費部３００ａを有し、
また２つの電力消費部３００ｂ，３００ｃ（つまり２つ
の並列回路３１０）が直列接続されて、かつシリーズレ
ギュレータ２００と並列に配されている点が、図１１
（Ａ）に示す電源装置１００と異なる。なお、電流設定
部４００は、各電力消費部３００ａ，３００ｂ、３００
ｃごとに設けられてもよい。

【００７７】一方図１２（Ｂ）に示す電源装置１００
は、直流電源１０とシリーズレギュレータ２００の入力
側との間の直流電流経路上に設けられた、固定抵抗器お
よび半導体素子の一例であるトランジスタとの並列回路
３１０を有する電力消費部３００ａと、シリーズレギュ
レータ２００と並列に配された、固定抵抗器および半導
体素子の一例であるトランジスタとの並列回路３１０を
有する電力消費部３００ｂとを有し、図１１（Ａ）に示
す構成と図１２（Ａ）に示す構成とを組み合わせた構成
である。この例では、各電力消費部３００ａ，３００ｂ
ごとに、それぞれ電流設定部４００ａ，４００ｂが設け
られている。

【００７８】図１３は、本発明の電源装置の更なる他の
構成例を示す回路図である。この電源装置１００は、電
流設定部４００内の抵抗直列回路４１０を構成する２つ
の抵抗素子４１２，４１４の間に、ｎｐｎ型トランジス
タ３１２のバイアスを変更する変更部の一例である可変
抵抗器４１８を設け、可変抵抗器４１８のセンタータッ
プをｎｐｎ型トランジスタ３１２のベース端子に接続し
た点が、上記第１実施形態と異なる。可変抵抗器４１８
を回転調整すれば、ｎｐｎ型トランジスタ３１２のバイ
アス電圧が変更される。これにより、電源装置１００を
製造した後においても、抵抗直列回路４１０の各抵抗素
子４１２，４１４の抵抗比を変更しなくても、入力仕様
などに応じて可変抵抗器４１８を回転調整することで、
入出力仕様や実際に用いたいトランジスタや発熱定格に
関わる抵抗サイズに合わせた設定にすることができる。

【００７９】図１４は、本発明の電源装置の更なる他の
構成例を示す回路図である。図１４（Ａ）に示す電源装
置１００においては、電源装置１００のシリーズレギュ
レータ２００は、コレクタ端子が電流入力端子、エミッ
タ端子が電流入力出力端子となる、メインのレギュレー
タ素子であるｎｐｎ型トランジスタ２１０と、シリーズ
レギュレータ２００の出力であるｎｐｎ型トランジスタ
２１０のエミッタ端子に発生する出力直流電圧Ｖccを規
定するツェナーダイオード２１２と、ツェナーダイオー
ド２１２のカソード端子とシリーズレギュレータ２００
の入力であるｎｐｎ型トランジスタ２１０のコレクタ端
子との間に接続されたツェナー抵抗２１４とを有する。

【００８０】また、図１４（Ａ）に示す電源装置１００
は、シリーズレギュレータ２００と並列に接続された本
発明の第５に固定抵抗器の一例である抵抗器３８０と、
シリーズレギュレータ２００の出力直流電圧を、入力直
流電圧と出力直流電圧との間の所定の電圧にクランプす
るクランプダイオードとを備えている。つまり、電源装
置１００は、電力ロスを分散させるトランジスタと抵抗
器との並列回路３１０の代わりに、シリーズレギュレー
タ２００と並列に１つの抵抗器を有する。

【００８１】クランプダイオードは、カソード端子がシ
リーズレギュレータ２００の出力に接続され、アノード
端子がシリーズレギュレータ２００の基準電位を規定す
るツェナーダイオード２１２のカソード端子に接続され
たツェナーダイオード３９０である。なお、シリーズレ
ギュレータ２００と直流電源１０との間にダイオード１
３０が接続されているが、このダイオード１３０は、必
ずしも必要ではない。

【００８２】図１４（Ｂ）に示す電源装置１００は、ア
ノード端子がシリーズレギュレータ２００の出力に接続
され、カソード端子がツェナーダイオード２１２のカソ
ード端子に接続されたダイオード３９２と、ツェナーダ
イオード２１２とによって、クランプダイオードが構成
される点が、上記図１４（Ａ）に示した電源装置１００
と異なる。

【００８３】図１４（Ｃ）に示す電源装置１００は、図
１に示した電源装置１００と、図１４（Ｂ）に示した電
源装置１００とを組み合わせたものである。すなわち、
この電源装置１００のシリーズレギュレータ２００は、
シリーズレギュレータ２００の出力直流電圧Ｖccを規定
するツェナーダイオード２１２を有する。詳細な説明は
割愛する。

【００８４】なお図１４に示した各電源装置１００にお
いて、シリーズレギュレータ２００を構成するトランジ
スタ２１０と並列に配された抵抗器３８０の放熱効果を
高めるには、厚膜ハイブリッドＩＣなどのように、回路
の全体もしくは一部をたとえばアルミやセラミックなど
のプリント基板上に形成し、この際、印刷抵抗で固定抵
抗器を形成するとよい。

【００８５】図１４に示した各電源装置１００は、シリ
ーズレギュレータ２００と並列に配された抵抗器３８０
に電力ロス（発熱）が分散され、シリーズレギュレータ
２００として使用する半導体素子（実施形態ではトラン
ジスタ）の電力ロス（発熱）が減る。これにより、小さ
くて安価な半導体素子を使用して電源装置１００を構成
することができる。また抵抗器は半導体素子より小さく
て安価なので、上記各実施形態の電源装置１００よりも
一層小さくて安価な電源装置１００になる。さらに抵抗
器をチップ抵抗にしてプリント基板上に配すれば、自然
と基板に放熱され、より熱分散の効果がでる。しかも、
プリント基板がアルミやセラミックの材質であれば、よ
り放熱性が向上し、ディレーティングへの配慮をゆるめ
て抵抗器を選定できる。さらに、抵抗器を印刷抵抗にす
ると、半導体素子を小さくて安価なものにした効果が一
層高まる。

【００８６】たとえば、Ｉcc＝０．１Ａ、＋Ｂ＝１５
Ｖ、Ｖcc＝５Ｖ、抵抗器３８０の抵抗値＝２５０Ωの場
合、抵抗器３８０の電力ロスは（１５Ｖ−５Ｖ）^2／２
５０Ω＝０．４Ｗ、ｎｐｎ型トランジスタ２１０の電力
ロスは１Ｗ−０．４Ｗ＝０．６Ｗになる。これはＩccの
一部が抵抗器３８０を介して供給されることで生じる。

【００８７】しかし、シリーズレギュレータ２００と並
列に抵抗器３８０を配しただけでは、入出力の仕様によ
っては次のような問題を生じる可能性がある。第１の問
題は、電源仕様としてＩccの変動が大きい場合である。
上記計算ではＩcc＝０．１Ａとしたが、抵抗器３８０の
両端の電位差が１０Ｖのときに抵抗器３８０に流れる電
流＝０．０４Ａなので、たとえばＩcc＝０．０２Ａにな
りつつＶcc＝５Ｖとなることはできず、結果としてＶcc
電圧＝５Ｖに保持することができなくなり、Ｖcc＝１０
Ｖになってしまう。これによってｎｐｎ型トランジスタ
２１０の耐圧故障を招く虞れがある。

【００８８】第２の問題は、＋Ｂから過渡的サージ（１
００Ｖ程度）が入る場合である。たとえば、抵抗器３８
０の両端電位差が２５Ｖを越えてしまうと、抵抗器３８
０からＶccに向かって自然に０．１Ａ以上の電流が流れ
る。結果として、第１の問題と同様に、Ｖcc電圧＝５Ｖ
に保持することができなくなる。これに対して、図１４
に示した各電源装置１００は、抵抗器３８０を介して流
れてくる電流が、さらにクランプダイオードを介して基
準電位に流れ、これによって、出力直流電圧は、規定の
電圧でクランプされるので、ｎｐｎ型トランジスタ２１
０の耐圧故障を防止することができる。図１４（Ａ）に
おいては、ツェナーダイオード３９０のツェナー電圧
が、図１４（Ｂ），（Ｃ）においては、シリーズレギュ
レータ２００の出力直流電圧を規定するツェナーダイオ
ード２１２のツェナー電圧が、それぞれクランプする電
圧になる。

【００８９】以上、本発明を実施形態を用いて説明した
が、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲に
は限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良
を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた
形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請
求の範囲の記載から明らかである。

【００９０】たとえば、電力消費部の並列回路を構成す
る半導体素子は、ｎｐｎ型あるいはｐｎｐ型のトランジ
スタに限らず、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などの
半導体素子であってもよい。また、シリーズレギュレー
タは、トランジスタに限らず、ＩＣ化された３端子レギ
ュレータであってもよい。

【００９１】

【発明の効果】以上のように本発明の電源装置によれ
ば、電源装置による電力ロスを、シリーズレギュレータ
だけでなく、固定抵抗器にも分散させているので、放熱
対策の点で優れた効果が得られ、この結果、小型化を図
ることができる優れた電源装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電源装置の第１実施形態の回路図

【図２】本発明の電源装置の第２実施形態の回路図

【図３】本発明の電源装置の第３実施形態の回路図

【図４】本発明の電源装置の第４実施形態の回路図

【図５】本発明の電源装置の第５実施形態の回路図

【図６】本発明の電源装置の第６実施形態の回路図

【図７】本発明の電源装置の第７実施形態の回路図

【図８】本発明の電源装置の第８実施形態の回路図

【図９】シリーズレギュレータと電力消費部とによる、
熱分散の一例を説明する図（定格仕様２４Ｖの場合）

【図１０】シリーズレギュレータと電力消費部とによ
る、熱分散の一例を説明する図（定格仕様４２Ｖの場
合）

【図１１】本発明の電源装置の他の構成例を説明するブ
ロック図

【図１２】本発明の電源装置の他の構成例を示すブロッ
ク図

【図１３】本発明の電源装置の他の構成例を示す回路図

【図１４】本発明の電源装置の他の構成例を示す回路図

【符号の説明】

１０直流電源１００電源装置２００シリーズレギュレータ２１０トランジスタ２１２ツェナーダイオード３００電力消費部３１０並列回路３１２トランジスタ３１４抵抗器４００電流設定部４１０抵抗直列回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤昌康静岡県清水市北脇500番地株式会社小糸製作所静岡工場内Ｆターム(参考） 5H430 BB01 BB09 BB12 EE02 EE12 GG02 GG11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源から入力された入力直流電圧を
前記入力直流電圧よりも低い安定化した出力直流電圧に
するシリーズレギュレータを備えた電源装置であって、前記直流電源と前記シリーズレギュレータの入力側との
間の直流電流経路上に設けられた、第１の固定抵抗器お
よび半導体素子の並列回路を有する電力消費部と、前記半導体素子の電流入力端子と電流出力端子との間に
流れる電流量を設定する電流設定部とを備え、前記半導体素子は、前記電流入力端子が前記直流電源側
に配され、前記電流出力端子が前記シリーズレギュレー
タ側に配され、設定入力端子が前記電流設定部の設定出
力端子と接続されていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】直流電源から入力された入力直流電圧を
前記入力直流電圧よりも低い安定化した出力直流電圧に
するシリーズレギュレータを備えた電源装置であって、前記シリーズレギュレータと並列に配された、第１の固
定抵抗器および第１の半導体素子の並列回路を有する第
１の電力消費部と、前記第１の半導体素子の電流入力端子と電流出力端子と
の間に流れる電流量を設定する第１の電流設定部とを備
え、前記第１の半導体素子は、前記電流入力端子が前記シリ
ーズレギュレータの入力側に配され、前記電流出力端子
が前記シリーズレギュレータの出力側に配され、設定入
力端子が前記第１の電流設定部の設定出力端子と接続さ
れていることを特徴とする電源装置。
【請求項３】前記直流電源と前記シリーズレギュレー
タの入力側との間の直流電流経路上に設けられた、第２
の固定抵抗器および第２の半導体素子の並列回路を有す
る第２の電力消費部と、前記第２の半導体素子の電流入力端子と電流出力端子と
の間に流れる電流量を設定する第２の電流設定部とをさ
らに備え、前記第２の半導体素子は、前記電流入力端子が前記直流
電源側に配され、前記電流出力端子が前記シリーズレギ
ュレータ側に配され、設定入力端子が前記第２の電流設
定部の設定出力端子と接続されていることを特徴とする
請求項２記載の電源装置。
【請求項４】前記電流設定部は、前記半導体素子の前
記設定入力端子のバイアスを規定することにより前記半
導体素子の電流量を設定することを特徴とする請求項１
から３いずれか１項記載の電源装置。
【請求項５】前記電流設定部は、前記所定の基準電圧
として、前記シリーズレギュレータの出力直流電圧を規
定する電圧を用いることを特徴とする請求項４記載の電
源装置。
【請求項６】前記電流設定部は、実使用状態における
前記半導体素子の発熱量が、前記シリーズレギュレータ
の発熱量と略等しくなるように、前記半導体素子に流れ
る電流量を設定することを特徴とする請求項１から３い
ずれか１項記載の電源装置。
【請求項７】前記シリーズレギュレータは、当該シリ
ーズレギュレータの出力直流電圧を規定するツェナーダ
イオードを有し、前記電力消費部は、前記電流入力端子がコレクタ端子、
前記電流出力端子がエミッタ端子、前記設定入力端子が
ベース端子である前記半導体素子としてのｎｐｎ型トラ
ンジスタと前記第１の固定抵抗器とが並列接続された前
記並列回路を有し、前記電流設定部は、複数の抵抗素子が直列接続された抵
抗直列回路を有し、かつ前記抵抗直列回路の一端が前記
直流電源に接続されるとともに、他端が前記ツェナーダ
イオードのカソード端子に接続されており、前記複数の抵抗素子の間である前記設定出力端子に発生
する分圧電圧が前記ｎｐｎ型トランジスタの前記ベース
端子に印加されていることを特徴とする請求項１記載の
電源装置。
【請求項８】直流電源から入力された入力直流電圧を
前記入力直流電圧よりも低い安定化した出力直流電圧に
するシリーズレギュレータを備えた電源装置であって、前記シリーズレギュレータと並列に接続された第５の固
定抵抗器と、前記シリーズレギュレータの出力電圧を、前記入力直流
電圧と前記出力直流電圧との間の所定の電圧にクランプ
するクランプダイオードとを備えたことを特徴とする電
源装置。