JP2007156641A - Power supply circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost power supply circuit enabling adoption of a package having large thermal resistance for an IC chip having a voltage stabilization circuit incorporated therein. <P>SOLUTION: A noise elimination circuit 2 connects a power supply unit (A) such as battery, includes a transistor Q between an input terminal from the power supply unit (A) and an output terminal to a voltage stabilization circuit 1, and outputs to the voltage stabilization circuit 1 a supply voltage in which a high voltage noise being superposed to an input voltage supplied from the power supply unit (A) is eliminated. By detecting the voltage of the output terminal to the voltage stabilization circuit 1, a voltage regulator circuit 3 controls the base of the transistor Q to let the output supply voltage of the noise elimination circuit 2 to be a predetermined voltage. The voltage stabilization circuit 1 outputs to a load side a supply voltage stabilized based on a predetermined reference voltage and noise of which is eliminated in the noise elimination circuit 2. The voltage stabilization circuit 1 is configured to be included in an IC chip ICa. Meanwhile, the transistor Q provided in the noise elimination circuit 2 is configured not to be included in at least the above IC chip ICa. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電源回路に係り、特に、シリーズレギュレータにおける回路構成技術に係る。   The present invention relates to a power supply circuit, and more particularly to a circuit configuration technique in a series regulator.

最近の電子機器における市場の動向として、製品のコストダウンとともに、部品実装面積の縮小化に伴い、使用部品点数の削減が要求されている。そこで車載用制御装置等に一般的に使用されているシリーズレギュレータにおいても、制御回路と出力トランジスタとを同一パッケージ内に搭載するようにしている。しかしながら、電源の出力電流が大きくなると、出力トランジスタの電力損失による発熱量も大きくなり、回路素子の性能限界温度を超える恐れがあるため、温度上昇を抑制しなければならない。その対策として、コスト増とはなるが、より熱抵抗の小さいパッケージを使用する必要がある。   As a recent market trend in electronic devices, there is a demand for a reduction in the number of components used as the cost of products is reduced and the mounting area of components is reduced. Therefore, also in a series regulator generally used in an in-vehicle control device or the like, a control circuit and an output transistor are mounted in the same package. However, when the output current of the power supply increases, the amount of heat generated by the power loss of the output transistor also increases and may exceed the performance limit temperature of the circuit element. Therefore, the temperature rise must be suppressed. As a countermeasure, it is necessary to use a package having a smaller thermal resistance, although the cost increases.

従来の典型的な電源回路は、図2に示すように、主としてノイズ除去回路2と、半導体集積回路装置(ICチップ)ICに内蔵される電圧安定化回路1とによって構成される。電源回路は、バッテリーや発電機等の電源供給装置(給電器)Aから供給される入力電圧に重畳した高電圧ノイズをノイズ除去回路2によって除去し、電圧安定化回路1で安定化して電源出力OUTから図示されない負荷側に電源を供給する。以下に、それぞれの回路構成について説明する。   As shown in FIG. 2, the conventional typical power supply circuit mainly includes a noise removal circuit 2 and a voltage stabilization circuit 1 built in a semiconductor integrated circuit device (IC chip) IC. The power supply circuit removes high-voltage noise superimposed on the input voltage supplied from a power supply device (power feeder) A such as a battery or a generator by the noise removal circuit 2, stabilizes it by the voltage stabilization circuit 1, and outputs power. Power is supplied from OUT to a load side (not shown). Each circuit configuration will be described below.

電圧安定化回路1は、安定化した電圧を出力するMOSトランジスタM1、電源出力OUTを分圧するための抵抗R1、R2、MOSトランジスタM1の動作を制御する差動増幅器OP1を備える。MOSトランジスタM1は、ソースをバイポーラトランジスタQのエミッタに接続し、ドレインを電源出力OUTとして抵抗R1の一端に接続し、ゲートを差動増幅器OP1の出力端子に接続する。抵抗R1の他端は、一端を接地した抵抗R2の他端と共に、差動増幅器OP1の非反転入力端子に接続される。差動増幅器OP1の反転入力端子には、基準電圧源VRが出力する基準電圧が与えられる。なお、電源出力OUTには、通常、グランドとの間に出力電圧安定化のための高容量のコンデンサC1が挿入される。   The voltage stabilization circuit 1 includes a MOS transistor M1 that outputs a stabilized voltage, resistors R1 and R2 that divide the power supply output OUT, and a differential amplifier OP1 that controls the operation of the MOS transistor M1. The MOS transistor M1 has a source connected to the emitter of the bipolar transistor Q, a drain connected to one end of the resistor R1 as a power supply output OUT, and a gate connected to the output terminal of the differential amplifier OP1. The other end of the resistor R1 is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier OP1 together with the other end of the resistor R2 whose one end is grounded. The reference voltage output from the reference voltage source VR is applied to the inverting input terminal of the differential amplifier OP1. Note that a high-capacitance capacitor C1 for stabilizing the output voltage is normally inserted between the power output OUT and the ground.

ノイズ除去回路2は、バイポーラトランジスタQ、バイポーラトランジスタQのコレクタ・ベース間に挿入される抵抗R3、ベース・グランド間に挿入されるツェナーダイオードZD、エミッタ・グランド間に挿入されるコンデンサC2を備える。また、バイポーラトランジスタQのコレクタは、逆接続保護用のダイオードDを介して電源供給装置Aのプラス端子に接続される。ダイオードDのアノードは、電源供給装置Aに、カソードは、バイポーラトランジスタQのコレクタに接続される。電源供給装置Aのマイナス端子は接地されている。   The noise removal circuit 2 includes a bipolar transistor Q, a resistor R3 inserted between the collector and base of the bipolar transistor Q, a Zener diode ZD inserted between the base and ground, and a capacitor C2 inserted between the emitter and ground. The collector of the bipolar transistor Q is connected to the positive terminal of the power supply device A through a reverse connection protection diode D. The anode of the diode D is connected to the power supply device A, and the cathode is connected to the collector of the bipolar transistor Q. The negative terminal of the power supply device A is grounded.

次に、このように構成される電源回路の動作について説明する。バイポーラトランジスタQのベース電圧は、抵抗R3、ツェナーダイオードZDにより制御される。ノイズ除去回路2に高電圧ノイズが印加される場合、ツェナーダイオードZDの降伏電圧以上はカットされ、結果としてバイポーラトランジスタQのエミッタから、ツェナーダイオードZDの降伏電圧以下の電圧が出力される。   Next, the operation of the power supply circuit configured as described above will be described. The base voltage of the bipolar transistor Q is controlled by a resistor R3 and a Zener diode ZD. When high voltage noise is applied to the noise removal circuit 2, the voltage higher than the breakdown voltage of the Zener diode ZD is cut, and as a result, a voltage lower than the breakdown voltage of the Zener diode ZD is output from the emitter of the bipolar transistor Q.

電圧安定化回路1では、抵抗R1、R2の抵抗値と基準電圧源VRの電圧値とを元に、差動増幅器OP1によってMOSトランジスタM1のゲート電圧が制御され、ドレインから出力される電源出力OUTの電圧が入力(ソース側)電圧に関係なく一定に制御される。   In the voltage stabilization circuit 1, the gate voltage of the MOS transistor M1 is controlled by the differential amplifier OP1 based on the resistance values of the resistors R1 and R2 and the voltage value of the reference voltage source VR, and the power output OUT that is output from the drain Is controlled to be constant regardless of the input (source side) voltage.

なお、上記のような電圧安定化回路に関連する技術として、特許文献1には、基準電圧回路と、演算増幅器と、パワートランジスタと、抵抗とを含み、所定の入力電圧から所望の出力電圧に電圧値を変換するシリーズレギュレータ回路が開示されている。このシリーズレギュレータ回路は、演算増幅器の出力端子と入力端子との間にクランプ手段を接続し、パワーMOSトランジスタの耐圧を超える電源電圧が印加されても、パワーMOSトランジスタのソース/ドレイン間の耐圧と、ソース/ゲート間の耐圧とを確保することができるものである。   As a technique related to the voltage stabilization circuit as described above, Patent Document 1 includes a reference voltage circuit, an operational amplifier, a power transistor, and a resistor, and changes from a predetermined input voltage to a desired output voltage. A series regulator circuit for converting a voltage value is disclosed. In this series regulator circuit, clamping means is connected between the output terminal and input terminal of the operational amplifier, and even if a power supply voltage exceeding the withstand voltage of the power MOS transistor is applied, the withstand voltage between the source and drain of the power MOS transistor is reduced. The breakdown voltage between the source and the gate can be ensured.

特開2002−343874号公報(図1)JP 2002-343874 A (FIG. 1)

ところで、図2におけるノイズ除去回路2は、入力電圧に重畳する高電圧ノイズを遮断する機能を持つのみであって、通常の入力電圧に対する電圧降下はほとんどなく、通常の動作時にノイズ除去回路2の入力電圧と電圧安定化回路1の電源出力OUTとの間の電圧降下分による大きな電力損失を負担することはない。例えば、ノイズ除去回路2への入力電圧が12Vで、電圧安定化回路1の出力電圧を5Vとした場合、バイポーラトランジスタQを介したノイズ除去回路2の出力電圧は、入力電圧に対する大きな電圧降下が無いので、ほぼ12Vとなり、MOSトランジスタM1の電圧降下分は7Vとなる。したがって、電圧安定化回路1のMOSトランジスタM1における電圧降下分が大きく、MOSトランジスタM1の電力損失が増大してしまう。このため、MOSトランジスタM1を内蔵するICチップにおける発熱量が大きくなるので、ICチップに熱抵抗の小さなパッケージを使用しなければならず、電源回路がコスト高となる虞があった。   Incidentally, the noise removal circuit 2 in FIG. 2 has only a function of blocking high voltage noise superimposed on the input voltage, and has almost no voltage drop with respect to the normal input voltage. A large power loss due to a voltage drop between the input voltage and the power supply output OUT of the voltage stabilizing circuit 1 is not borne. For example, when the input voltage to the noise removal circuit 2 is 12V and the output voltage of the voltage stabilization circuit 1 is 5V, the output voltage of the noise removal circuit 2 via the bipolar transistor Q has a large voltage drop with respect to the input voltage. Since there is no voltage, the voltage is almost 12V, and the voltage drop of the MOS transistor M1 is 7V. Therefore, the voltage drop in the MOS transistor M1 of the voltage stabilizing circuit 1 is large, and the power loss of the MOS transistor M1 increases. For this reason, since the amount of heat generated in the IC chip incorporating the MOS transistor M1 increases, a package having a low thermal resistance must be used for the IC chip, which may increase the cost of the power supply circuit.

なお、ツェナーダイオードZDの降伏電圧を電圧安定化回路1の出力電圧より若干高い電圧に設定することによって電源の電圧降下分を大きくとり、MOSトランジスタM1の損失を小さくすることもできるが、抵抗R3、ツェナーダイオードZDを通して常時数mA程度の比較的大きな電流を流す必要がある。そのため、ほとんどの機能を停止させ、全回路の合計消費電流が数十μA〜数百μA程度以下となるスリープ(低消費電流)モードが必要なシステムに図2の電源回路を適用することができなかった。   Note that by setting the breakdown voltage of the Zener diode ZD to a voltage slightly higher than the output voltage of the voltage stabilizing circuit 1, it is possible to increase the voltage drop of the power source and reduce the loss of the MOS transistor M1, but the resistance R3 Therefore, it is necessary to constantly pass a relatively large current of about several mA through the Zener diode ZD. Therefore, the power supply circuit of FIG. 2 can be applied to a system that requires a sleep (low current consumption) mode in which most functions are stopped and the total current consumption of all circuits is about several tens of μA to several hundreds of μA or less. There wasn't.

本発明の1つのアスペクトに係る電源回路は、入力電圧に重畳したノイズを除去するとともに制御信号に応答した電圧値を有する出力電圧を生成するノイズ除去回路と、ノイズ除去回路の出力電圧を安定化して負荷側に出力する電圧安定化回路と、入力電圧の値に対しノイズ除去回路の出力電圧の値を設定するように制御信号を出力する電圧調整回路と、を備える。   A power supply circuit according to one aspect of the present invention includes a noise removal circuit that removes noise superimposed on an input voltage and generates an output voltage having a voltage value in response to a control signal, and stabilizes the output voltage of the noise removal circuit. A voltage stabilizing circuit that outputs to the load side, and a voltage adjusting circuit that outputs a control signal so as to set the value of the output voltage of the noise removal circuit with respect to the value of the input voltage.

本発明によれば、電圧安定化回路における電圧降下が減少して発熱量が抑えられる。したがって、電圧安定化回路が内蔵されるICチップに熱抵抗の大きい安価なパッケージを採用することが可能となる。   According to the present invention, the voltage drop in the voltage stabilization circuit is reduced, and the heat generation amount is suppressed. Therefore, it is possible to adopt an inexpensive package having a large thermal resistance for the IC chip in which the voltage stabilizing circuit is built.

本発明の実施形態に係る電源回路は、ノイズ除去回路(図1の2)と電圧調整回路(図1の3)と電圧安定化回路(図1の1)とを備える。ノイズ除去回路は、バッテリー等の電源供給装置(図1のA)を接続し、電源供給装置からの入力端と電圧安定化回路への出力端との間にトランジスタ(図1のQ)を備え、電源供給装置から供給される入力電圧に重畳する高電圧ノイズを除去した電源電圧を電圧安定化回路に出力する。電圧調整回路は、ノイズ除去回路の出力電源電圧が所定の電圧になるように電圧安定化回路への出力端の電圧を検知してトランジスタ(図1のQ)の制御端を制御する。電圧安定化回路は、ノイズ除去回路でノイズが除去された電源電圧を所定の基準電圧を元に安定化して負荷側に出力する。すなわち、電圧安定化回路は、入力端と負荷側への出力端との間にトランジスタ(図1のM1)を備え、負荷側への出力電圧が一定になるようにトランジスタ(図1のM1)のゲートを制御する。   The power supply circuit according to the embodiment of the present invention includes a noise removal circuit (2 in FIG. 1), a voltage adjustment circuit (3 in FIG. 1), and a voltage stabilization circuit (1 in FIG. 1). The noise removal circuit is connected to a power supply device (A in FIG. 1) such as a battery, and includes a transistor (Q in FIG. 1) between an input terminal from the power supply device and an output terminal to the voltage stabilization circuit. The power supply voltage from which high voltage noise superimposed on the input voltage supplied from the power supply device is removed is output to the voltage stabilization circuit. The voltage adjustment circuit detects the voltage at the output terminal to the voltage stabilization circuit so that the output power supply voltage of the noise removal circuit becomes a predetermined voltage, and controls the control terminal of the transistor (Q in FIG. 1). The voltage stabilization circuit stabilizes the power supply voltage from which noise has been removed by the noise removal circuit based on a predetermined reference voltage and outputs the stabilized power supply voltage to the load side. That is, the voltage stabilization circuit includes a transistor (M1 in FIG. 1) between the input terminal and the output terminal to the load side, and the transistor (M1 in FIG. 1) so that the output voltage to the load side is constant. To control the gate.

また、電源回路は、モード入力端子(図1のCT)を備え、電圧調整回路は、モード入力端子が通常モードに設定される場合に動作し、モード入力端子がスリープ(低消費電流)モードに設定される場合には動作を停止するように構成される。   The power supply circuit includes a mode input terminal (CT in FIG. 1), and the voltage adjustment circuit operates when the mode input terminal is set to the normal mode, and the mode input terminal is set to the sleep (low current consumption) mode. When set, it is configured to stop the operation.

さらに、電圧安定化回路は、ICチップ(図1のICa)中に含まれ、ノイズ除去回路に備えられるトランジスタ(図1のQ)は、少なくともこのICチップに含まれないように構成される。   Further, the voltage stabilization circuit is included in the IC chip (ICa in FIG. 1), and the transistor (Q in FIG. 1) provided in the noise removal circuit is configured to be at least not included in the IC chip.

以上のように構成される電源回路において、通常動作時には、比較的大きな負荷電流が流れるため、電圧安定化回路中のトランジスタ(図1のM1)には、入力電圧から出力電圧への電圧降下分による大きな電力損失が発生する。この電力損失の大部分を外付けのノイズ除去回路のトランジスタ(図1のQ)に負担させることにより、ICチップに内蔵している電源出力用のトランジスタ(図1のM1)の電圧降下による電力損失の負担を低減することができ、パッケージ内での発生熱を大幅に減少させることができる。したがって、ICチップには、熱抵抗の大きい安価なパッケージを採用することができる。なお、高電圧ノイズ対策用のトランジスタ(図1のQ)は、放熱対策が施され、パッケージの熱抵抗が小さく且つ比較的安価である。   In the power supply circuit configured as described above, a relatively large load current flows during normal operation. Therefore, the transistor (M1 in FIG. 1) in the voltage stabilization circuit has a voltage drop from the input voltage to the output voltage. Due to this, a large power loss occurs. By placing most of this power loss on the transistor (Q in FIG. 1) of the external noise elimination circuit, the power due to the voltage drop of the power output transistor (M1 in FIG. 1) built in the IC chip. Loss burden can be reduced, and heat generated in the package can be greatly reduced. Therefore, an inexpensive package having a large thermal resistance can be adopted for the IC chip. Note that the high-voltage noise countermeasure transistor (Q in FIG. 1) is provided with a heat dissipation measure, has a small thermal resistance of the package, and is relatively inexpensive.

一方、電源回路を搭載した制御装置が通常の動作を停止し必要最低限の内部状態を保持するスリープモード時には、電流消費を抑え、バッテリー等の給電寿命を延ばす目的のために、電圧調整回路の動作を停止させる。この場合は、従来方式と同様の制御方法に切り換えられ、回路の消費電流を極力小さくしている。以下、実施例に即し図面を参照して詳しく説明する。   On the other hand, in the sleep mode in which the control device equipped with the power supply circuit stops normal operation and maintains the minimum necessary internal state, the voltage regulator circuit is used for the purpose of reducing current consumption and extending the power supply life of the battery, etc. Stop operation. In this case, the control method is switched to the same control method as in the conventional method, and the current consumption of the circuit is minimized. Hereinafter, it will be described in detail with reference to the drawings according to the embodiment.

図1は、本発明の実施例に係る電源回路の回路図である。図1において、電源回路は、電圧安定化回路1、ノイズ除去回路2、電圧調整回路3を備える。図1において図2と同一の符号は、同一物を表し、その説明を省略する。   FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the power supply circuit includes a voltage stabilization circuit 1, a noise removal circuit 2, and a voltage adjustment circuit 3. 1, the same reference numerals as those in FIG. 2 represent the same items, and the description thereof is omitted.

電圧調整回路3は、MOSトランジスタM2、M3、M4、抵抗R4、R5、R6、差動増幅器OP2、インバータINVを備える。インバータINVは、スリープモード入力CTを入力し、出力をMOSトランジスタM2のゲートに供給する。ソースが接地されたMOSトランジスタM2のドレインは、MOSトランジスタM3のゲートと、抵抗R4の一端と、差動増幅器OP2の制御端とに接続される。MOSトランジスタM3のソースは、抵抗R4の他端と、ノイズ除去回路2のバイポーラトランジスタQのエミッタとに接続される。MOSトランジスタM3のドレインは、抵抗R5を介して差動増幅器OP2の非反転入力端子と、一端が接地された抵抗R6の他端とに接続される。差動増幅器OP2の反転入力端子には、基準電圧源VRが出力する基準電圧が与えられ、差動増幅器OP2の出力端子は、ソースが接地されたMOSトランジスタM4のゲートに接続される。MOSトランジスタM4のドレインは、バイポーラトランジスタQのベースに接続される。   The voltage adjustment circuit 3 includes MOS transistors M2, M3, and M4, resistors R4, R5, and R6, a differential amplifier OP2, and an inverter INV. The inverter INV receives the sleep mode input CT and supplies an output to the gate of the MOS transistor M2. The drain of the MOS transistor M2 whose source is grounded is connected to the gate of the MOS transistor M3, one end of the resistor R4, and the control end of the differential amplifier OP2. The source of the MOS transistor M3 is connected to the other end of the resistor R4 and the emitter of the bipolar transistor Q of the noise removal circuit 2. The drain of the MOS transistor M3 is connected via a resistor R5 to the non-inverting input terminal of the differential amplifier OP2 and the other end of the resistor R6 whose one end is grounded. The reference voltage output from the reference voltage source VR is applied to the inverting input terminal of the differential amplifier OP2, and the output terminal of the differential amplifier OP2 is connected to the gate of the MOS transistor M4 whose source is grounded. The drain of the MOS transistor M4 is connected to the base of the bipolar transistor Q.

なお、電圧安定化回路1、電圧調整回路3、基準電圧源VRは、半導体集積回路装置(ICチップ)ICaに内蔵されている。   The voltage stabilizing circuit 1, the voltage adjusting circuit 3, and the reference voltage source VR are built in a semiconductor integrated circuit device (IC chip) ICa.

以上のように構成される電源回路の動作を、(1)通常動作時と(2)スリープ(低消費電流)モード時とに分けて以下に説明する。   The operation of the power supply circuit configured as described above will be described below separately for (1) normal operation and (2) sleep (low current consumption) mode.

(1)通常動作時において、スリープモード入力CTは、ローレベルである。スリープモード入力CTがローレベルの場合、インバータINVの出力はハイレベルとなり、MOSトランジスタM2がオンする。これによって、MOSトランジスタM3がオンとなって抵抗R5、R6に電流が流れ、また、差動増幅器OP2が動作状態となる。抵抗R5、R6の抵抗設定値と基準電圧源VRの電圧値とから、差動増幅器OP2、MOSトランジスタM4、抵抗R3によって、バイポーラトランジスタQのベース電圧が制御され、エミッタ側の電圧がコレクタ側の電圧に関係なく一定に制御される。尚、バイポーラトランジスタQのエミッタ側の電圧設定値は、ツェナーダイオードZDの降伏電圧より低く、且つ電圧安定化回路1の電源出力OUTの電圧より大きい値となるように、抵抗R5、R6の抵抗値を設定するものとする。   (1) During normal operation, the sleep mode input CT is at a low level. When the sleep mode input CT is at a low level, the output of the inverter INV is at a high level and the MOS transistor M2 is turned on. As a result, the MOS transistor M3 is turned on, a current flows through the resistors R5 and R6, and the differential amplifier OP2 is activated. The base voltage of the bipolar transistor Q is controlled by the differential amplifier OP2, the MOS transistor M4, and the resistor R3 from the resistance setting values of the resistors R5 and R6 and the voltage value of the reference voltage source VR, and the emitter side voltage is changed to the collector side voltage. Regulated regardless of voltage. Note that the resistance value of the resistors R5 and R6 is set so that the voltage setting value on the emitter side of the bipolar transistor Q is lower than the breakdown voltage of the Zener diode ZD and larger than the voltage of the power supply output OUT of the voltage stabilizing circuit 1. Shall be set.

電圧安定化回路1では、抵抗R1、R2の抵抗設定値と基準電圧源VRの電圧値とから、差動増幅器OP1によってMOSトランジスタM1のゲート電圧が制御される。したがって、MOSトランジスタM1のドレイン側出力電圧(電源出力OUTの電圧)が入力(ソース側)電圧に関係なく一定に保持される。さらに、上記のように電圧調整回路3が動作することで、MOSトランジスタM1のソース側電圧は、一定に保たれる。   In the voltage stabilization circuit 1, the gate voltage of the MOS transistor M1 is controlled by the differential amplifier OP1 from the resistance setting values of the resistors R1 and R2 and the voltage value of the reference voltage source VR. Therefore, the drain side output voltage (voltage of the power supply output OUT) of the MOS transistor M1 is held constant regardless of the input (source side) voltage. Further, by operating the voltage adjustment circuit 3 as described above, the source side voltage of the MOS transistor M1 is kept constant.

以上のように電源回路が動作し、バイポーラトランジスタQの電圧降下分による損失負担分が大きくなり、逆にMOSトランジスタM1の損失負担分は、相対的に小さくなる。例えば、電源供給装置Aからの入力電圧が12Vであるノイズ除去回路2の出力電圧を7V、電圧安定化回路1の出力電圧を5Vとした場合、バイポーラトランジスタQによる電圧降下分は、「入力電圧」−7V、すなわち5Vであり、MOSトランジスタM1の電圧降下分は、2Vとなる。   As described above, the power supply circuit operates, the loss burden due to the voltage drop of the bipolar transistor Q increases, and conversely the loss burden of the MOS transistor M1 becomes relatively small. For example, when the output voltage of the noise removal circuit 2 whose input voltage from the power supply device A is 12V is 7V and the output voltage of the voltage stabilization circuit 1 is 5V, the voltage drop due to the bipolar transistor Q is expressed as “input voltage -7V, that is, 5V, and the voltage drop of the MOS transistor M1 is 2V.

(2)スリープモード時において、スリープモード入力CTは、ハイレベルである。スリープモード入力CTがハイレベルの場合、インバータINVの出力はローレベルとなり、MOSトランジスタM2がオフする。これによって、MOSトランジスタM3がオフとなって抵抗R5、R6に流れる電流が遮断され、且つ差動増幅器OP2が動作停止状態となる。このため差動増幅器OP2の出力は、ローレベルとなって、MOSトランジスタM4は、オフ状態となる。したがって、バイポーラトランジスタQのベース電圧は、従来と同様に、抵抗R3、ツェナーダイオードZDによって制御される。尚、ツェナーダイオードZDの降伏電圧は、通常半導体集積回路装置ICaの耐圧以下、電源供給装置Aの最大電圧以上に設定する。この設定により高電圧ノイズが印加された場合、ツェナーダイオードZDの降伏電圧以上はカットされ、バイポーラトランジスタQのエミッタからは、「ツェナーダイオードZDの降伏電圧」−VBEの電圧が出力される。ただし、VBEは、バイポーラトランジスタQのベース・エミッタ間電圧である。   (2) In the sleep mode, the sleep mode input CT is at a high level. When the sleep mode input CT is at a high level, the output of the inverter INV is at a low level, and the MOS transistor M2 is turned off. As a result, the MOS transistor M3 is turned off, the current flowing through the resistors R5 and R6 is cut off, and the differential amplifier OP2 is in an operation stop state. Therefore, the output of the differential amplifier OP2 becomes low level, and the MOS transistor M4 is turned off. Therefore, the base voltage of the bipolar transistor Q is controlled by the resistor R3 and the Zener diode ZD as in the conventional case. The breakdown voltage of the Zener diode ZD is normally set to be equal to or lower than the withstand voltage of the semiconductor integrated circuit device ICa and higher than the maximum voltage of the power supply device A. When high voltage noise is applied by this setting, the breakdown voltage of the Zener diode ZD or higher is cut, and the voltage of “the breakdown voltage of the Zener diode ZD” −VBE is output from the emitter of the bipolar transistor Q. VBE is a voltage between the base and emitter of the bipolar transistor Q.

スリープモード時においても、電圧安定化回路1では抵抗R1、R2の設定と基準電圧源VRの電圧値から、差動増幅器OP1により、MOSトランジスタM1のゲート電圧が制御され、ドレイン側出力電圧が入力(ソース側)電圧に関係なく一定に保持される。   Even in the sleep mode, in the voltage stabilization circuit 1, the gate voltage of the MOS transistor M1 is controlled by the differential amplifier OP1 from the setting of the resistors R1 and R2 and the voltage value of the reference voltage source VR, and the drain side output voltage is input. (Source side) Holds constant regardless of voltage.

以上のようにスリープモード時には、電圧調整回路3の動作が停止され、半導体集積回路装置ICaの消費電流が低減される。この場合、MOSトランジスタM1がほとんどの電圧降下分の電力損失を負担することになるが、スリープモードにより負荷側の回路に流れる電流が極めて小さいため、発生する電力損失も通常動作時よりも大幅に小さくなる。ただし、スリープモード時にも基準電圧源VRと電圧安定化回路1とを動作させるために、動作電流が数十μA程度以下になるように基準電圧源VRと電圧安定化回路1の回路を構成する必要がある。   As described above, in the sleep mode, the operation of the voltage adjustment circuit 3 is stopped, and the current consumption of the semiconductor integrated circuit device ICa is reduced. In this case, the MOS transistor M1 bears a power loss corresponding to most of the voltage drop. However, since the current flowing in the circuit on the load side is extremely small due to the sleep mode, the generated power loss is significantly larger than that in the normal operation. Get smaller. However, in order to operate the reference voltage source VR and the voltage stabilization circuit 1 even in the sleep mode, the circuits of the reference voltage source VR and the voltage stabilization circuit 1 are configured so that the operating current is about several tens of μA or less. There is a need.

バッテリーや発電機等の不安定な入力電圧から降圧した一定電圧を車載用電子制御機器に供給する用途に適用できる。   The present invention can be applied to an application for supplying a constant voltage stepped down from an unstable input voltage such as a battery or a generator to an on-vehicle electronic control device.

本発明の実施例に係る電源回路の回路図である。It is a circuit diagram of the power supply circuit which concerns on the Example of this invention. 従来の電源回路の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional power supply circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1 電圧安定化回路
2 ノイズ除去回路
3 電圧調整回路
A 電源供給装置
C1、C2 コンデンサ
CT スリープモード入力
D ダイオード
ICa 半導体集積回路装置
INV インバータ
M1、M2、M3、M4 MOSトランジスタ
OP1、OP2 差動増幅器
OUT 電源出力
Q バイポーラトランジスタ
R1、R2、R3、R4、R5、R6 抵抗
VR 基準電圧源
ZD ツェナーダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Voltage stabilization circuit 2 Noise removal circuit 3 Voltage adjustment circuit A Power supply device C1, C2 Capacitor CT Sleep mode input D Diode ICa Semiconductor integrated circuit device INV Inverter M1, M2, M3, M4 MOS transistor OP1, OP2 Differential amplifier OUT Power supply output Q Bipolar transistors R1, R2, R3, R4, R5, R6 Resistor VR Reference voltage source ZD Zener diode

Claims (5)

入力電圧に重畳したノイズを除去するとともに制御信号に応答した電圧値を有する出力電圧を生成するノイズ除去回路と、
前記ノイズ除去回路の出力電圧を安定化して負荷側に出力する電圧安定化回路と、
前記入力電圧の値に対し前記ノイズ除去回路の出力電圧の値を設定するように前記制御信号を出力する電圧調整回路と、
を備えることを特徴とする電源回路。
A noise removing circuit that removes noise superimposed on the input voltage and generates an output voltage having a voltage value in response to the control signal;
A voltage stabilization circuit that stabilizes the output voltage of the noise removal circuit and outputs it to the load side;
A voltage adjustment circuit that outputs the control signal so as to set the value of the output voltage of the noise removal circuit with respect to the value of the input voltage;
A power supply circuit comprising:
前記ノイズ除去回路は、入力端と前記電圧安定化回路への出力端との間に第1のトランジスタを備え、
前記電圧調整回路は、前記電圧安定化回路への出力端の電圧を検知して前記所定の電圧になるように該第1のトランジスタの制御端を制御するように構成されることを特徴とする請求項1記載の電源回路。
The noise removal circuit includes a first transistor between an input terminal and an output terminal to the voltage stabilization circuit,
The voltage adjustment circuit is configured to detect a voltage of an output terminal to the voltage stabilization circuit and control a control terminal of the first transistor so as to become the predetermined voltage. The power supply circuit according to claim 1.
前記電圧安定化回路は、入力端と前記負荷側への出力端との間に第2のトランジスタを備え、前記負荷側への出力電圧が一定になるように該第2のトランジスタの制御端を制御するように構成されることを特徴とする請求項1または2記載の電源回路。   The voltage stabilizing circuit includes a second transistor between an input terminal and an output terminal to the load side, and a control terminal of the second transistor is set so that an output voltage to the load side is constant. The power supply circuit according to claim 1, wherein the power supply circuit is configured to be controlled. モード入力端子を備え、
前記電圧調整回路は、該モード入力端子が第1のモードに設定される場合に動作し、該モード入力端子が第2のモードに設定される場合には動作を停止するように構成されることを特徴とする請求項1または2記載の電源回路。
It has a mode input terminal,
The voltage regulator circuit is configured to operate when the mode input terminal is set to the first mode, and to stop operating when the mode input terminal is set to the second mode. The power supply circuit according to claim 1 or 2.
前記電圧安定化回路は、所定の半導体集積回路装置中に含まれ、前記ノイズ除去回路に備えられる前記第1のトランジスタは、少なくとも該所定の半導体集積回路装置の外部に構成されることを特徴とする請求項2記載の電源回路。
The voltage stabilization circuit is included in a predetermined semiconductor integrated circuit device, and the first transistor included in the noise removal circuit is configured at least outside the predetermined semiconductor integrated circuit device. The power supply circuit according to claim 2.
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