JP2010244309A - 定電圧回路およびそれを搭載する車載用電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 定電圧回路自体の消費電流を低減させ、かつ電源電圧が降下したときにも予め定める電圧を安定して出力することができる定電圧回路およびそれを搭載する車載用電子機器を提供する。
【解決手段】 可変電流源２３は、電流検出部２２が検出する電圧設定部２１を流れる電流の電流値に基づいて、負荷３１と電圧設定部２１とに供給する電流の電流値を制御するので、負荷３１の消費電流が低下した場合に、電圧設定部に流れる余剰電流が増加しないように、トランジスタＴ２から供給される電流の電流値を適切に変化させて、定電圧回路１自体の消費電流を低減させることができる。また電圧設定部２１は、負荷３１に出力する電圧を予め定める電圧に設定することができるので、電源電圧ＶＢが降下した場合にも、負荷３１に安定して電圧を出力することができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、定電圧を出力するための消費電流を低減させることができる定電圧回路およびそれを搭載する車載用電子機器に関する。

車載用電子機器では、電源電圧が変動することによる車載用電子機器への影響を減少させるために、予め定める電圧を出力する定電圧回路を用いて、マイクロコンピュータなどの負荷に出力する電圧の安定化を図っている。また電源、たとえば車載バッテリに蓄積された電荷の消耗を抑えるために、定電圧回路自体の消費電流を低く抑えることが必要であり、特に車両のイグニッションスイッチ（Ignition Switch）が切断状態（以下、「オフ」という）である場合の定電圧回路の消費電流（以下、「暗電流」という）を低減させることが求められている。

図１は、従来の技術による定電圧回路８ａを示す概略図である。定電圧回路８ａは、トランジスタＴ１〜Ｔ５、抵抗Ｒ１，Ｒ２、ダイオードＤ１〜Ｄ５および接続端子１２とを含んで構成されている。トランジスタＴ１，Ｔ２は、ＰＮＰ型のトランジスタであり、トランジスタＴ３〜Ｔ５は、ＮＰＮ型のトランジスタである。

抵抗Ｒ１は、一端に電源電圧ＶＢが入力され、他端がトランジスタＴ３のコレクタおよびベースと接続されている。トランジスタＴ３のエミッタは、トランジスタＴ４のコレクタおよびベースと接続され、トランジスタＴ４のエミッタは、接地されている。

トランジスタＴ１は、エミッタに電源電圧ＶＢが入力され、ベースおよびコレクタがトランジスタＴ５のコレクタと接続されている。トランジスタＴ５は、ベースがトランジスタＴ３のベースと接続され、エミッタが抵抗Ｒ２の一端と接続されている。抵抗Ｒ２の他端は接地されている。

トランジスタＴ２は、エミッタに電源電圧ＶＢが入力され、ベースがトランジスタＴ１のベースと接続され、コレクタがダイオードＤ１のアノードと接続されている。ダイオードＤ２は、アノードがダイオードＤ１のカソードと接続され、カソードがダイオードＤ３のアノードと接続されている。ダイオードＤ４は、アノードがダイオードＤ３のカソードと接続され、カソードがダイオードＤ５のアノードと接続されている。ダイオードＤ５は、カソードが接地されている。

接続端子１２は、トランジスタＴ２のコレクタとダイオードＤ１のアノードとの接続点に接続されている。接続端子１２には負荷３１が接続されている。負荷３１は回路Ａ３２と回路Ｂ３３とを含んで構成されている。

トランジスタＴ１，Ｔ２は、カレントミラー回路を形成している。トランジスタＴ１に流れる電流のたとえば１０倍の電流がトランジスタＴ２に流れるように、トランジスタＴ１，Ｔ２の電流増幅率が設定されている。

直列に接続されるダイオードＤ１〜Ｄ５は、電圧設定部１１を構成し、負荷３１に出力する電圧を予め定める電圧、たとえば３．５Ｖの電圧に設定する。トランジスタＴ３〜Ｔ５および抵抗Ｒ２は、トランジスタＴ１に流れる電流の電流値を定めて、トランジスタＴ２に流れる電流の電流値、すなわち負荷３１と電圧設定部１１とに供給される電流である供給電流の電流値を決定する。

供給電流の電流値は、負荷３１が消費する電流の最大値以上に設定され、負荷３１の消費電流の増減にかかわらず一定の電流値となる。負荷３１が消費する電流の電流値が減少した場合、供給電流のうち負荷３１が消費しない余剰電流は、電圧設定部１１に流れる。

図２は、従来の技術による他の定電圧回路８ｂを示す概略図である。定電圧回路８ｂは、定電圧回路８ａと比べて、定電圧回路自体の消費電流を低減させることができる構成である。図１に示した定電圧回路１と同一の構成には同一の参照符を付して、重複を避けるために説明は省略する。定電圧回路８ｂは、定電圧回路８ａにダイオードＤ６、およびトランジスタＴ６を追加して構成されている。トランジスタＴ６は、ＮＰＮ型のトランジスタである。

トランジスタＴ６は、コレクタに電源電圧ＶＢが入力され、ベースがトランジスタＴ２のコレクタとダイオードＤ６との接続点に接続され、エミッタが接続端子１２に接続されている。ダイオードＤ６は、アノードがトランジスタＴ２のコレクタとトランジスタＴ６のベースとの接続点に接続され、カソードがダイオードＤ１のアノードと接続されている。

トランジスタＴ６によって出力される電流は、負荷３１に供給される。ダイオードＤ１〜Ｄ６とトランジスタＴ６とは、負荷３１に出力される電圧を、予め定める電圧、たとえば３．５Ｖの電圧に設定する。定電圧回路８ｂでは、定電圧回路８ｂ自体の消費電流を低減させつつ、予め定める電圧を負荷３１に出力することができる。

図３は、従来の技術による電源回路８ｃを示す概略図である。電源回路８ｃは、特許文献１に記載される電源回路の一部である。電源回路８ｃは、電圧設定部１３、定電流源１５、および負荷３１が接続されている接続端子１２とを含んで構成されている。電圧設定部１３は、アンプ１４とトランジスタＭ１とから構成される。トランジスタＭ１は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。

電源回路８ｃは、負荷３１に予め定める電圧を出力する定電圧回路である。電圧設定部１３は、負荷３１に出力する電圧を基準電圧に設定し、負荷３１が使用しない余剰電流をグランドに流すバイパス回路となる。定電流源１５は、負荷３１と電圧設定部１３とに一定の電流を並列に供給する。

図４は、電源回路８ｃにおける負荷３１の消費電流と、電圧設定部１３に流れる電流との関係を示すグラフである。定電流源１５から出力する電流の電流値をＩ_１として、負荷３１が消費する電流の電流値をＩ_２として、電圧設定部１３に流れる電流の電流値をＩ_３とする。グラフの横軸は時間を示し、縦軸は電流値を示す。

定電流源１５は常に一定の電流値Ｉ_１の電流を出力するので、負荷３１の消費電流の電流値Ｉ_３が増加する場合、電圧設定部１３に流れる電流の電流値Ｉ_２が減少し、負荷３１の消費電流の電流値Ｉ_３が減少する場合、電圧設定部１３に流れる電流の電流値Ｉ_２が増加する。各電流値は、Ｉ_１ ＝ Ｉ_２ ＋ Ｉ_３の関係となる。

特開２００１−５６７１３号公報

しかし、図１，図３に示した定電圧回路８ａおよび電源回路８ｃは、負荷３１が消費する電流の電流値にかかわらず常に一定の電流値の電流を供給するので、負荷３１の消費電流が少ない場合に、電圧設定部１１，１３を介してグランドに流れる余剰電流が増加して、定電圧回路８ａおよび電源回路８ｃ自体の消費電流を低減させることができない。

図２に示した定電圧回路８ｂは、定電圧回路８ｂ自体の消費電流を低減させることができるが、負荷３１に電流を供給するトランジスタＴ６にベースエミッタ間の電圧降下が起こる。よって、電源電圧ＶＢが降下したときに、負荷３１に出力する電圧にベースエミッタ間の電圧降下分の電圧降下があるので、低電圧の状態での動作が安定しないことがある。

本発明の目的は、定電圧回路自体の消費電流を低減させ、かつ電源電圧が降下したときにも予め定める電圧を安定して出力することができる定電圧回路およびそれを搭載する車載用電子機器を提供することである。

本発明（１）は、負荷に出力すべき電圧を設定する電圧設定部と、
前記電圧設定部と前記負荷とに電流を並列に供給する電流供給部と、
前記電圧設定部に供給される電流の電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部によって検出される電流値に基づいて、前記電圧設定部に供給する電流の電流値が予め定める電流値になるように、前記電流供給部を制御する電流制御部とを含むことを特徴とする定電圧回路である。
また本発明（５）は、前記定電圧回路を搭載する車載用電子機器である。

本発明（１）によれば、電圧設定部によって、負荷に出力すべき電圧が設定される。電流供給部によって、前記電圧設定部と前記負荷とに電流が並列に供給される。電流検出部によって、前記電圧設定部に供給される電流の電流値が検出される。電流制御部によって、前記電流検出部によって検出される電流値に基づいて、前記電圧設定部に供給する電流の電流値を予め定める電流値になるように、前記電流供給部が制御される。

したがって、定電圧回路は、負荷の消費電流が低下した場合に、電圧設定部に流れる余剰電流が増加しないように、電流供給部から供給される電流を制御するので、定電圧回路自体の消費電流を低減させることができる。また、定電圧回路は、図２に示したトランジスタＴ６を用いない構成であるので、電源電圧ＶＢが降下したときにも予め定める電圧を負荷３１に安定して出力することができる。

本発明（５）によれば、車載用電子機器が、前記定電圧回路を搭載することによって、車載用電子機器は、定電圧回路自体の消費電流を低減させつつ、車載用電子機器に含まれる負荷に予め定める電圧を安定して出力することができる。また車載用電子機器は、車両のイグニッションスイッチがオフのときには、定電圧回路自体の暗電流を低減させることができるので、車載バッテリに蓄積された電荷の消耗を抑えることができる。

従来の技術による定電圧回路８ａを示す概略図である。 従来の技術による他の定電圧回路８ｂを示す概略図である。 従来の技術による電源回路８ｃを示す概略図である。 電源回路８ｃにおける負荷３１の消費電流と、電圧設定部１３に流れる電流との関係を示すグラフである。 本発明の実施の第１の形態である定電圧回路１の構成を示す概略図である。 本発明の実施の第２の形態である定電圧回路２の構成を示す概略図である。 本発明の実施の第３の形態である定電圧回路３の構成を示す概略図である。 本発明の実施の第４の形態である定電圧回路４の構成を示す概略図である。 本発明の実施の第５の形態である定電圧回路５の構成を示す概略図である。 本発明の実施の第６の形態である定電圧回路６の構成を示す概略図である。 本発明の実施の第７の形態である定電圧回路７の構成を示す概略図である。

図５は、本発明の実施の第１の形態である定電圧回路１の構成を示す概略図である。定電圧回路１は、トランジスタＴ１，Ｔ２、電圧設定部２１、電流検出部２２、可変電流源２３、および接続端子２４とを含んで構成されている。トランジスタＴ１，Ｔ２は、ＰＮＰ型のトランジスタである。

トランジスタＴ１は、エミッタに電源電圧ＶＢが入力され、ベースおよびコレクタが可変電流源２３の入力側と接続されている。可変電流源２３の出力側は接地されている。トランジスタＴ２は、エミッタに電源電圧ＶＢが入力され、ベースがトランジスタＴ１のベースと接続され、コレクタが電圧設定部２１の入力側と接続されている。電圧設定部２１は、出力側が電流検出部２２の入力側と接続され、電流検出部２２は、出力側が接地されている。

接続端子２４は、トランジスタＴ２のコレクタと電圧設定部２１の入力側との接続点に接続されている。負荷３１は、接続端子２４に接続されている。負荷３１は、並列に接続されている回路Ａ３２と回路Ｂ３３とを含んで構成されている。トランジスタＴ１とトランジスタＴ２とは、カレントミラー回路を形成している。トランジスタＴ１に流れる電流のたとえば１０倍の電流がトランジスタＴ２に流れるように、トランジスタＴ１，Ｔ２の電流増幅率が設定されている。

電流供給部であるトランジスタＴ２は、負荷３１と電圧設定部２１とに電流を並列に供給する。トランジスタＴ２が負荷３１と電圧設定部２１とに供給する電流を、以下「供給電流」ともいう。供給電流の電流値は、後述する電流制御部が制御することによって変化する。供給電流の電流値の最大値（以下、「最大供給電流値」という）は、負荷３１が消費する電流の電流値の最大値以上に設定されている。トランジスタＴ２は、負荷３１と電圧設定部２１とに電流を並列に供給するので、負荷３１の消費電流が増加する場合、電圧設定部２１に供給される電流が減少し、負荷３１の消費電流が減少する場合、電圧設定部２１に供給される電流が増加する。

電圧設定部２１は、負荷３１に出力する電圧を予め定める電圧に設定する。電流検出部２２は、電圧設定部２１に供給される電流の電流値を検出する。供給電流のうち負荷３１が消費しない電流である余剰電流は、電圧設定部２１に流れる。

可変電流源２３は、トランジスタＴ１からの電流をグランドに流す。トランジスタＴ１と可変電流源２３とは、トランジスタＴ２を流れる電流を制御する電流制御部として機能する。供給電流の電流値は、可変電流源２３によってトランジスタＴ１に流される電流の電流値のたとえば１０倍の電流値となる。したがって、可変電流源２３が、トランジスタＴ１に流れる電流の電流値を制御することによって、トランジスタＴ２を流れる電流である供給電流の電流値を制御することができる。

たとえば定電圧回路１は、電流検出部２２によって検出される電流値が増加した場合、負荷３１が消費する電流の電流値が減少しているので、供給電流の電流値を減少させて電圧設定部２１に供給する電流の電流値が予め定める第１の電流値になるように制御する。定電圧回路１は、電流検出部２２によって検出される電流値が減少した場合、負荷３１が消費する電流の電流値が増加しているので、供給電流の電流値を増加させて電圧設定部２１に供給する電流の電流値が予め定める第１の電流値になるように制御する。

定電圧回路１は、電流検出部２２によって検出される電流値に基づいて、電圧設定部２１に供給する電流の電流値が予め定める第１の電流値になるように、可変電流源２３の電流値を変化させて供給電流の電流値を制御する。

したがって、定電圧回路１は、負荷３１の消費電流が減少した場合、余剰電流が増加しないように供給電流の電流値を制御するので、定電圧回路１自体の消費電流を低減させることができる。定電圧回路１は、負荷３１の消費電流が増加した場合、供給電流の電流値を増加させて負荷３１に適切に電流を供給することができる。また、定電圧回路１は、図２に示したトランジスタＴ６を用いない構成であるので、電源電圧ＶＢが降下したときにも予め定める電圧を負荷３１に安定して出力することができる。

図６は、本発明の実施の第２の形態である定電圧回路２の構成を示す概略図である。図５に示した定電圧回路１および負荷３１と同一の構成には同一の参照符を付して、重複を避けるために説明は省略する。定電圧回路２は、定電圧回路１の詳細な回路構成の一例であり、定電圧回路１に含まれる電圧設定部２１，電流検出部２２，可変電流源２３に換えて、トランジスタＴ３〜Ｔ５，Ｔ７，Ｔ８、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、およびダイオードＤ１〜Ｄ３を追加して構成されている。トランジスタＴ３〜Ｔ５，Ｔ７，Ｔ８は、ＮＰＮ型のトランジスタである。

抵抗Ｒ１は、一端に電源電圧ＶＢが入力され、他端がトランジスタＴ３のコレクタおよびベースと接続されている。トランジスタＴ３のエミッタは、トランジスタＴ４のコレクタおよびベースと接続され、トランジスタＴ４のエミッタは、接地されている。

トランジスタＴ１は、エミッタに電源電圧ＶＢが入力され、ベースおよびコレクタがトランジスタＴ５のコレクタと接続されている。トランジスタＴ５は、ベースがトランジスタＴ３のベースと接続され、エミッタが抵抗Ｒ２の一端と接続されている。抵抗Ｒ２は、他端が接地されている。

トランジスタＴ２は、エミッタに電源電圧ＶＢが入力され、ベースがトランジスタＴ１のベースと接続され、コレクタがダイオードＤ１のアノードと接続されている。ダイオードＤ２は、アノードがダイオードＤ１のカソードと接続され、カソードがダイオードＤ３のアノードと接続されている。抵抗Ｒ３は、一端がダイオードＤ３のカソードと接続され、他端がトランジスタＴ８のコレクタおよびベースと接続されている。トランジスタＴ８は、エミッタが接地されている。

トランジスタＴ７は、コレクタに電源電圧ＶＢが入力され、ベースがダイオードＤ３のカソードと抵抗Ｒ３の一端との接続点に接続され、エミッタがトランジスタＴ５のエミッタと抵抗Ｒ２の一端との接続点に接続されている。接続端子２４は、トランジスタＴ２のコレクタとダイオードＤ１のアノードとの接続点に接続されている。負荷３１は、接続端子２４に接続されている。

電圧設定部であるダイオードＤ１〜Ｄ３、抵抗Ｒ３、およびトランジスタＴ８は、負荷３１に出力する電圧をたとえば３．５Ｖの電圧に設定する。電流供給部であるトランジスタＴ２は、負荷３１と電圧設定部とに電流を並列に供給する。

電流制御部であるトランジスタＴ１，Ｔ３〜Ｔ５，Ｔ７、および抵抗Ｒ１，Ｒ２は、トランジスタＴ２に流れる電流である供給電流の電流値を制御する。トランジスタＴ３，Ｔ４は、トランジスタＴ５のベース電圧を定める。本実施形態では、抵抗Ｒ２に流れる電流の電流値が、たとえば２０μＡになるように、抵抗Ｒ２の抵抗値が設定されている。トランジスタＴ２にはトランジスタＴ１の１０倍の電流が流れるので、トランジスタＴ１にたとえば電流値２０μＡの電流が流れると、供給電流の電流値は２００μＡとなる。

電流検出部である抵抗Ｒ３およびトランジスタＴ８は、電圧設定部に供給される電流の電流値を検出する。負荷３１が消費する電流が減少して、電圧設定部に流れる電流が増加すると、トランジスタＴ７のベース電流も増加する。よって、トランジスタＴ７に流れる電流が増加する。たとえば電圧設定部に流れる電流の電流値が、５μＡより大きくなるとトランジスタＴ７に電流が流れる。抵抗Ｒ２に流れる電流の電流値は、たとえば２０μＡで一定であるので、トランジスタＴ７から抵抗Ｒ２に流れる電流が増加すると、トランジスタＴ１に流れる電流が減少する。よって、トランジスタＴ２に流れる電流が減少して、供給電流が減少することになる。

負荷３１が消費する電流が増加して、電圧設定部に供給される電流が減少すると、トランジスタＴ７のベース電流も減少する。よって、トランジスタＴ７に流れる電流が減少する。抵抗Ｒ２に流れる電流の電流値は、たとえば２０μＡで一定であるので、トランジスタＴ７から抵抗Ｒ２に流れる電流が減少すると、トランジスタＴ１に流れる電流が増加する。よって、トランジスタＴ２に流れる電流が増加して、供給電流が増加することになる。

定電圧回路２は、電流検出部によって検出される電流値に基づいて、電圧設定部に供給する電流の電流値が予め定める第１の電流値になるように、トランジスタＴ１に流れる電流の電流値を変化させて供給電流の電流値を制御する。

したがって、定電圧回路２は、負荷３１の消費電流が減少した場合、余剰電流が増加しないように供給電流の電流値を制御するので、定電圧回路２自体の消費電流を低減させることができる。定電圧回路２は、負荷３１の消費電流が増加した場合、供給電流の電流値を増加させて負荷３１に適切に電流を供給することができる。また、定電圧回路２は、図２に示したトランジスタＴ６を用いない構成であるので、電源電圧ＶＢが降下したときにも予め定める電圧を負荷３１に安定して出力することができる。

図７は、本発明の実施の第３の形態である定電圧回路３の構成を示す概略図である。図６に示した定電圧回路２および負荷３１と同一の構成には同一の参照符を付して、重複を避けるために説明は省略する。定電圧回路３は、定電圧回路１の詳細な回路構成の他の例であり、定電圧回路２から抵抗Ｒ３およびトランジスタＴ８を削除して、トランジスタＴ９〜Ｔ１１、抵抗Ｒ４、およびダイオードＤ４を追加して構成されている。トランジスタＴ９，Ｔ１０は、ＰＮＰ型のトランジスタであり、トランジスタＴ１１は、ＮＰＮ型のトランジスタである。

トランジスタＴ９は、エミッタがトランジスタＴ１０のエミッタおよびトランジスタＴ２のコレクタと接続され、ベースがトランジスタＴ１０のベースおよびコレクタと接続され、コレクタがトランジスタＴ７のベースおよびトランジスタＴ１１のコレクタと接続されている。トランジスタＴ１１は、ベースがトランジスタＴ５のベースと接続され、エミッタが抵抗Ｒ４の一端と接続されている。抵抗Ｒ４は、他端が接地されている。

トランジスタＴ１０は、コレクタおよびベースがダイオードＤ１のアノードと接続されている。ダイオードＤ２は、アノードがダイオードＤ１のカソードと接続され、カソードがダイオードＤ３のアノードと接続されている。ダイオードＤ４は、アノードがダイオードＤ３のカソードと接続され、カソードが接地されている。接続端子２４は、トランジスタＴ２のコレクタとトランジスタＴ９のエミッタとトランジスタＴ１０のエミッタとの接続点に接続されている。

電圧設定部であるトランジスタＴ１０およびダイオードＤ１〜Ｄ４は、負荷３１に出力する電圧をたとえば３．５Ｖの電圧に設定する。電流供給部であるトランジスタＴ２は、負荷３１と電圧設定部に電流を並列に供給する。電流制御部であるトランジスタＴ１，Ｔ３〜Ｔ５，Ｔ７、および抵抗Ｒ１，Ｒ２は、トランジスタＴ２に流れる電流である供給電流の電流値を制御する。

電流検出部であるトランジスタＴ９〜Ｔ１１および抵抗Ｒ４は、電圧設定部に供給される電流の電流値を検出する。トランジスタＴ９は、電圧設定部に含まれるトランジスタＴ１０と共にカレントミラー回路を形成する。トランジスタＴ９，Ｔ１０はカレントミラー回路を形成するので、トランジスタＴ９には、トランジスタＴ１０に流れる電流、すなわち電圧設定部に供給される電流の電流値と同じ電流値の電流が流れる。

負荷３１が消費する電流が減少して、電圧設定部に供給される電流が増加すると、トランジスタＴ９，Ｔ１１および抵抗Ｒ４に流れる電流が増加するので、トランジスタＴ７のベース電流が増加する。よって、トランジスタＴ７に流れる電流が増加して、増加したトランジスタＴ７の電流が抵抗Ｒ２に流れる。前述のように、トランジスタＴ７から抵抗Ｒ２に流れる電流が増加すると、トランジスタＴ１に流れる電流が減少して、供給電流が減少することになる。

負荷３１が消費する電流が増加して、電圧設定部に供給される電流が減少すると、トランジスタＴ９，Ｔ１１および抵抗Ｒ４に流れる電流が減少するので、トランジスタＴ７のベース電流が減少する。よって、トランジスタＴ７に流れる電流が減少して、減少したトランジスタＴ７の電流が抵抗Ｒ２に流れる。前述のように、トランジスタＴ７から抵抗Ｒ２に流れる電流が減少すると、トランジスタＴ１に流れる電流が増加して、供給電流が増加することになる。

定電圧回路３は、電流検出部によって検出される電流値に基づいて、電圧設定部に供給する電流の電流値が予め定める第１の電流値になるように、トランジスタＴ１に流れる電流の電流値を変化させて供給電流の電流値を制御する。

したがって、定電圧回路３は、負荷３１の消費電流が減少した場合、余剰電流が増加しないように供給電流の電流値を制御するので、定電圧回路３自体の消費電流を低減させることができる。定電圧回路３は、負荷３１の消費電流が増加した場合、供給電流の電流値を増加させて負荷３１に適切に電流を供給することができる。また、定電圧回路３は、図２に示したトランジスタＴ６を用いない構成であるので、電源電圧ＶＢが降下したときにも予め定める電圧を負荷３１に安定して出力することができる。

図８は、本発明の実施の第４の形態である定電圧回路４の構成を示す概略図である。図５に示した定電圧回路１と、図６に示した定電圧回路２および負荷３１と同一の構成には同一の参照符を付して、重複を避けるために説明は省略する。定電圧回路４は、定電圧回路１に含まれる電圧設定部２１、電流検出部２２および接続端子２４と、定電圧回路２に含まれるトランジスタＴ１〜Ｔ５，Ｔ７および抵抗Ｒ１，Ｒ２と、フィルタ回路部２５とを含んで構成されている。

フィルタ回路部２５は、入力が電流検出部２２と接続され、出力がトランジスタＴ７のベースと接続されている。電流検出部２２は、電圧設定部２１に供給される電流の電流値を検出して、検出した電流値に応じた電流をフィルタ回路部２５に伝える。

フィルタ回路部２５は、電流検出部２２が検出する電流値の変化の高周波成分を遮断した電流を出力する。フィルタ回路部２５は、高い周波数帯の電流の通過を阻止するローパスフィルタなどによって実現され、たとえば電流検出部２２から電流制御部に伝えられる電流の急激な変化を抑制するなどの働きをする。フィルタ回路部２５によって高周波成分が遮断された電流は、電流制御部を構成するトランジスタＴ７に出力される。

負荷３１が消費する電流が減少して、電圧設定部に供給される電流が増加すると、電流検出部からフィルタ回路部２５を介してトランジスタＴ７に流れる電流が増加する。前述のように、トランジスタＴ７から抵抗Ｒ２に流れる電流が増加すると、トランジスタＴ１に流れる電流が減少して、供給電流が減少することになる。

負荷３１が消費する電流が増加して、電圧設定部に供給される電流が減少すると、電流検出部からフィルタ回路部２５を介してトランジスタＴ７に流れる電流が減少する。前述のように、トランジスタＴ７から抵抗Ｒ２に流れる電流が減少すると、トランジスタＴ１に流れる電流が増加して、供給電流が増加することになる。

図９は、本発明の実施の第５の形態である定電圧回路５の構成を示す概略図である。図８に示した定電圧回路４および負荷３１と同一の構成には同一の参照符を付して、重複を避けるために説明は省略する。定電圧回路５は、定電圧回路４に含まれるフィルタ回路部２５としてコンデンサＣ１を用いて構成されている。

コンデンサＣ１は、一端が電流検出部２２の出力とトランジスタＴ７のベースとの接続点に接続され、他端が接地されている。コンデンサＣ１は、電流検出部２２が検出する電流値の変化の高周波成分を遮断した電流を出力する。コンデンサＣ１は、高い周波数帯の電流の通過を阻止するローパスフィルタとして機能し、たとえば電流検出部２２から電流制御部に伝えられる電流の急激な変化を抑制するなどの働きをする。コンデンサＣ１の静電容量は、たとえば５ｐＦ〜２０ｐＦである。

定電圧回路４，５は、フィルタ回路部２５またはコンデンサＣ１によって電流値の変化の高周波成分が遮断された電流値が増加する場合、電圧設定部２１に供給する電流の電流値を予め定める第１の電流値になるように供給電流の電流値を減少させ、電流値の変化の高周波成分が遮断された電流値が減少する場合、電圧設定部２１に供給する電流の電流値を予め定める第１の電流値になるように供給電流の電流値を増加させる。

したがって、定電圧回路４，５は、負荷３１の消費電流が減少した場合、余剰電流が増加しないように供給電流の電流値を制御するので、定電圧回路４，５自体の消費電流を低減させることができる。定電圧回路４，５は、負荷３１の消費電流が増加した場合、供給電流の電流値を増加させて負荷３１に適切に電流を供給することができる。また、定電圧回路４，５は、図２に示したトランジスタＴ６を用いない構成であるので、電源電圧ＶＢが降下したときにも予め定める電圧を負荷３１に安定して出力することができる。

さらに定電圧回路４，５は、フィルタ回路部２５またはコンデンサＣ１によって、電流検出部２２が検出した電流値の変化の高周波成分が遮断されるので、負荷３１が消費する電流の電流値が急激に変化した場合でも、供給電流の電流値を適切に制御して、負荷３１に安定して電流を供給することができる。

また、図５〜図７に示した定電圧回路１〜３に、フィルタ回路部２５またはコンデンサＣ１を追加することもできる。定電圧回路１〜３にフィルタ回路部２５を追加する場合、フィルタ回路部２５は、入力が電流検出部の出力と接続され、出力が可変電流源２３またはトランジスタＴ７のベースと接続されるように構成する。定電圧回路１〜３にコンデンサＣ１を追加する場合、コンデンサＣ１は、一端が電流検出部の出力と可変電流源２３の入力またはトランジスタＴ７のベースとの接続点に接続され、他端が接地されるように構成する。

図１０は、本発明の実施の第６の形態である定電圧回路６の構成を示す概略図である。図８に示した定電圧回路４および負荷３１と同一の構成には同一の参照符を付して、重複を避けるために説明は省略する。定電圧回路６は、定電圧回路４に含まれるフィルタ回路部２５を削除して切換部２６を追加して構成されている。

切換部２６は、入力が電流検出部の出力と接続され、出力がトランジスタＴ７のベースと接続されている。切換部２６は、電流制御部が供給電流の電流値を制御する制御状態を切り換える。

電流制御部が、電圧設定部２１に供給する電流の電流値を予め定める第１の電流値になるように電流供給部を制御する状態を、第１の制御状態とする。電流制御部が、供給電流の電流値を予め定める第１の電流値と異なる予め定める第２の電流値になるように電流供給部を制御する状態を、第２の制御状態とする。予め定める第２の電流値は、最大供給電流値である。

定電圧回路６を第１の制御状態で動作させる場合、切換部２６が、電流検出部２２から電流制御部に電流を流すことができる導通状態にする。よって、電流制御部は、前述のように電流検出部２２によって検出される電流値に基づいて、電圧設定部２１に供給する電流の電流値が予め定める第１の電流値になるように供給電流を制御する。

定電圧回路６を第２の制御状態で動作させる場合、切換部２６が、電流検出部２２から電流制御部に電流を流すことができない遮断状態にする。抵抗Ｒ２には、たとえば電流値２０μＡの電流が流れるように設定されており、トランジスタＴ７から抵抗Ｒ２に電流が流れない場合、トランジスタＴ１に流れる電流の電流値は、たとえば２０μＡとなる。よって、トランジスタＴ２に流れる電流の電流値が、たとえば２００μＡとなるので、供給電流は最大供給電流値となる。供給電流は、最大供給電流値で一定に供給されるので、負荷３１が消費しない電流は、余剰電流として電圧設定部２１に流れる。

図１１は、本発明の実施の第７の形態である定電圧回路７の構成を示す概略図である。図１０に示した定電圧回路６および負荷３１と同一の構成には同一の参照符を付して、重複を避けるために説明は省略する。定電圧回路７は、定電圧回路６に含まれる切換部２６としてトランジスタＴ１２を用いて構成されている。トランジスタＴ１２は、ＮＰＮ形のトランジスタである。

トランジスタＴ１２は、コレクタが電流検出部２２の出力とトランジスタＴ７のベースとの接続点に接続され、エミッタが接地され、ベースに第１の制御状態と第２の制御状態とを切り換える信号である動作切換信号が外部から入力されている。動作切換信号は、たとえば予め定める電圧を印加している状態（以下、「ハイレベル」という）と、電圧を印加していない状態（以下、「ローレベル」という）とからなる。

定電圧回路７を第１の制御状態で動作させる場合、動作切換信号をローレベルにして、トランジスタＴ１２を遮断状態にする。よって、電流制御部は、前述のように電流検出部２２によって検出される電流値に基づいて、電圧設定部２１に供給する電流の電流値が予め定める第１の電流値になるように供給電流を制御する。

定電圧回路７を第２の制御状態で動作させる場合、動作切換信号をハイレベルにして、トランジスタＴ１２を導通状態にする。電流検出部２２からの電流は、トランジスタＴ７に流れずにトランジスタＴ１２に流れる。前述のように、トランジスタＴ７から抵抗Ｒ２に電流が流れない場合、供給電流の電流値は最大供給電流値となる。

定電圧回路６，７は、切換部２６またはトランジスタＴ１２によって、電流制御部が行う供給電流の電流値の制御を、第１の制御状態または第２の制御状態に切り換えることができる。

したがって、第１の制御状態での定電圧回路６，７は、負荷３１の消費電流が減少した場合、余剰電流が増加しないように供給電流の電流値を制御するので、定電圧回路６，７自体の消費電流を低減させることができる。定電圧回路６，７は、負荷３１の消費電流が増加した場合、供給電流の電流値を増加させて負荷３１に適切に電流を供給することができる。また、定電圧回路６，７は、図２に示したトランジスタＴ６を用いない構成であるので、電源電圧ＶＢが降下したときにも予め定める電圧を負荷３１に安定して出力することができる。

第２の制御状態での定電圧回路６，７は、供給電流を最大供給電流値にして、負荷３１に予め定める電圧を出力するので、定電圧回路６，７自体の消費電流を低減させる必要がないときに、負荷３１を安定して動作させることができる。

また図５〜図７に示した定電圧回路１〜３に、切換部２６またはトランジスタＴ１２を追加することもできる。定電圧回路１〜３に切換部２６を追加する場合、切換部２６は、入力が電流検出部の出力と接続され、出力が可変電流源２３またはトランジスタＴ７のベースと接続されるように構成する。定電圧回路１〜３にトランジスタＴ１２を追加する場合、トランジスタＴ１２は、コレクタが電流検出部の出力と可変電流源２３の入力またはトランジスタＴ７のベースとの接続点に接続され、他端が接地され、ベースに動作切換信号が外部から入力されるように構成する。

また定電圧回路６，７は、定電圧回路４，５に含まれるフィルタ回路部２５またはコンデンサＣ１を追加して構成することもできる。定電圧回路６にフィルタ回路部２５を追加する場合、フィルタ回路部２５は、入力が電流検出部２２の出力と接続され、出力が切換部２６の入力と接続されるように構成、または入力が切換部２６の出力と接続され、出力がトランジスタＴ７のベースと接続されるように構成する。

定電圧回路６にコンデンサＣ１を追加する場合、コンデンサＣ１は、一端が電流検出部２２の出力と切換部２６の入力との接続点に接続され、他端が接地されるように構成、または一端が切換部２６の出力とトランジスタＴ７のベースとの接続点に接続され、他端が接地されるように構成する。

定電圧回路７にフィルタ回路部２５を追加する場合、フィルタ回路部２５は、入力が電流検出部２２の出力と接続され、出力がトランジスタＴ７のベースおよびトランジスタＴ１２のコレクタと接続されるように構成、または入力が電流検出部２２の出力およびトランジスタＴ１２のコレクタと接続され、出力がトランジスタＴ７のベースと接続されるように構成する。

定電圧回路７にコンデンサＣ１を追加する場合、コンデンサＣ１は、一端が電流検出部２２の出力とトランジスタＴ７のベースとの接続点に接続され、他端が接地されるように構成する。

したがって定電圧回路６，７は、第１の制御状態の場合に、フィルタ回路部２５またはコンデンサＣ１によって、電流検出部２２が検出する電流値の変化の高周波成分が遮断されるので、負荷３１が消費する電流の電流値が急激に変化した場合でも、供給電流の電流値を適切に制御して、負荷３１に安定して電流を供給することができる。

車載用電子機器は、定電圧回路１〜７のいずれか１つを搭載してもよい。たとえば車載バッテリーなどの電源の電圧である電源電圧ＶＢが、定電圧回路１〜７に入力されている。負荷３１は、たとえば車載用電子機器に含まれるマイクロコンピュータなどが含まれている。

したがって、定電圧回路１〜５を搭載する車載用電子機器は、定電圧回路１〜５自体の消費電流が低減するので、車載用電子機器の消費電流を低減させつつ、負荷３１に予め定める電圧を安定して出力することができる。また車両のイグニッションスイッチ（
Ignition Switch）が切断状態（以下、「オフ」という）である場合の定電圧回路の消費電流（以下、「暗電流」という）を低減させることができるので、たとえば車載バッテリなどの電源に蓄積された電荷の消耗を抑えることができる。

定電圧回路６を搭載する車載用電子機器は、切換部２６によって、たとえば車両のイグニッションスイッチが接続状態（以下、「オン」という）である場合、第２の制御状態で供給電流の電流値を制御し、イグニッションスイッチがオフである場合、第１の制御状態で供給電流の電流値を制御することができる。定電圧回路７を搭載する車載用電子機器は、たとえば車両のイグニッションスイッチがオンである場合、動作切換信号をハイレベルにして、第２の制御状態で供給電流の電流値を制御し、イグニッションスイッチがオフである場合、動作切換信号をローレベルにして、第１の制御状態で供給電流の電流値を制御することができる。

したがって、定電圧回路６，７を搭載する車載用電子機器は、イグニッションスイッチがオフの場合、暗電流を低減させることができるので、たとえば車載バッテリなどの電源に蓄積された電荷の消耗を抑えることができる。イグニッションスイッチがオンの場合、供給電流を最大供給電流値にして、負荷３１に予め定める電圧を出力するので、車載用電子機器を安定して動作させることができる。

このように、定電圧回路１〜７は、電圧設定部によって、負荷３１に出力すべき電圧が設定される。電流供給部によって、電圧設定部と負荷３１とに電流が並列に供給される。電流検出部によって、電圧設定部に供給される電流の電流値が検出される。電流制御部によって、電流検出部によって検出される電流値に基づいて、電圧設定部に供給する電流の電流値を予め定める第１の電流値になるように、電流供給部が制御される。

したがって、定電圧回路１〜７は、負荷の消費電流が低下した場合に、余剰電流が増加しないように電流供給部から供給される電流を制御するので、定電圧回路１〜７自体の消費電流を低減させることができる。また、定電圧回路１〜７は、図２に示したトランジスタＴ６を用いない構成であるので、電源電圧ＶＢが降下したときにも予め定める電圧を負荷３１に安定して出力することができる。

さらに、電圧設定部が、出力すべき電圧を設定するためのトランジスタＴ１０を含んでいる。電流検出部が、トランジスタＴ１０と共にカレントミラー回路を形成するトランジスタＴ９を含んでいることによって、電圧設定部に供給される電流の電流値を精度良く検出することができる。

さらに、フィルタ回路部２５によって、電流検出部が検出する電流値の変化の高周波成分を遮断した電流が出力される。電流制御部が、フィルタ回路部２５によって出力される電流が増加するとき、供給電流の電流値を減少させ、フィルタ回路部２５によって出力される電流が減少するとき、供給電流の電流値を増加させる。

したがって、負荷３１が消費する電流の電流値が急激に変化した場合、電流検出部２２から電流制御部に送られる電流の急激な変化が抑制されるので、供給電流の電流値を適切に制御して、負荷３１に安定して電流を供給することができる。

さらに、切換部２６によって、電流制御部が、電圧設定部に供給する電流の電流値を予め定める第１の電流値になるように電流供給部を制御する第１の制御状態と、電流制御部が、供給電流の電流値を最大供給電流値になるように電流供給部を制御する第２の制御状態とが切り換えられる。

したがって、定電圧回路６，７は、定電圧回路６，７自体の消費電流を低減させる第１の制御状態と、供給電流を最大供給電流値にする第２の制御状態とを、定電圧回路６，７自体の消費電流を低減させる必要があるか否かに応じて適切に切り換えることができる。

さらに、車載用電子機器が定電圧回路１〜５を搭載することによって、車載用電子機器は、定電圧回路１〜５自体の消費電流を低減させつつ、車載用電子機器に含まれる負荷３１に予め定める電圧を安定して出力することができる。また車載用電子機器が定電圧回路６，７を搭載することによって、車載用電子機器は、たとえば車両のイグニッションスイッチがオフの場合、定電圧回路６，７自体の暗電流を低減させることができ、車両のイグニッションスイッチがオフの場合、供給電流を最大供給電流値にするので、車載用電子機器に含まれる負荷３１を安定させて動作させることができるので、たとえば車載バッテリなどの電源に蓄積された電荷の消耗を抑えることができる。

１〜７ 定電圧回路
８ａ，８ｂ 定電圧回路
８ｃ 電源回路
１１ 電圧設定部
１２ 接続端子
１３ 電圧設定部
１４ アンプ
１５ 定電流源
２１ 電圧設定部
２２ 電流検出部
２３ 可変電流源
２４ 接続端子
２５ フィルタ回路部
２６ 切換部
３１ 負荷
３２ 回路Ａ
３３ 回路Ｂ
Ｃ１ コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード
Ｍ１ ＭＯＳＦＥＴ
Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗
Ｔ１〜Ｔ１２ トランジスタ

Claims (5)

1. 負荷に出力すべき電圧を設定する電圧設定部と、
   前記電圧設定部と前記負荷とに電流を並列に供給する電流供給部と、
   前記電圧設定部に供給される電流の電流値を検出する電流検出部と、
   前記電流検出部によって検出される電流値に基づいて、前記電圧設定部に供給する電流の電流値が予め定める電流値になるように、前記電流供給部を制御する電流制御部とを含むことを特徴とする定電圧回路。
2. 前記電圧設定部は、前記出力すべき電圧を設定するための第１のトランジスタを含み、
   前記電流検出部は、前記第１のトランジスタと共にカレントミラー回路を形成する第２のトランジスタを含むことを特徴とする請求項１に記載の定電圧回路。
3. 前記電流検出部が検出する電流値の変化の高周波成分を遮断した電流を出力するフィルタ回路部をさらに含み、
   前記電流制御部は、前記フィルタ回路部によって出力される電流が増加するとき、前記電圧設定部と前記負荷とに供給する電流を減少させ、前記フィルタ回路部によって出力される電流が減少するとき、前記電圧設定部と前記負荷とに供給する電流を増加させることを特徴とする請求項１または２に記載の定電圧回路。
4. 前記電流制御部が、前記電圧設定部に供給する電流の電流値を前記予め定める電流値になるように、前記電流供給部を制御する第１の制御状態と、前記電流制御部が、前記負荷と前記電圧設定部とに供給する電流の合計値を前記予め定める電流値と異なる予め定める第２の電流値になるように、前記電流供給部を制御する第２の制御状態とを切り換える切換部をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の定電圧回路。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の定電圧回路を搭載する車載用電子機器。

Images