JP2011150582A - 基準電圧発生回路及びそれを用いたアナログ回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基準電圧発生回路1は、抵抗値が調節可能であり、一端が第1電源V1に接続される第1可変抵抗回路RTと、抵抗R1,R2,R3が直列に接続され、一端が第1可変抵抗回路RTに接続された直列抵抗回路と、抵抗値が調節可能であり、一端が上記直列抵抗回路に接続され、他端が第2電源GNDに接続される第2可変抵抗回路と、第1可変抵抗回路RTと直列抵抗回路の間の端子N4の電圧、直列抵抗回路を構成する抵抗R1,R2,R3の間の端子N2,N3の電圧、又は直列抵抗回路と第2可変抵抗回路RBの間の端子N1の電圧のいずれかを選択して出力する電圧選択回路3と、を備えている。
【選択図】図1
Description
基準電圧発生回路101で、基準電圧用電源V101と設置電位GNDの間に抵抗R4,R3,R2,R1,R0が直列に接続されている。例えば、抵抗R0,R1,R2,R3はそれぞれ1本の単位抵抗により構成され、抵抗R4は直列接続された6本の単位抵抗により構成されている。
セレクタ3は、抵抗R0,R1,R2,R3,R4の間の端子N1,N2,N3,N4の電圧のいずれかを選択し、その電圧を基準電圧REF1,REF2,REF3,REF4として出力する。セレクタ3は例えば特許文献1に開示されている。
本発明のアナログ回路の他の例は、出力電圧を制御する出力トランジスタと、出力電圧を分圧して分圧電圧を供給するための分圧抵抗回路と、基準電圧を供給するための基準電圧発生回路と、上記分圧抵抗回路からの分圧電圧と上記基準電圧発生回路からの基準電圧を比較し、比較結果に応じて上記出力トランジスタの動作を制御するための比較回路をもつ定電圧回路である。
本発明のアナログ回路のさらに他の例は、入力電圧を分圧して分圧電圧を供給するための分圧抵抗回路と、基準電圧を供給するための基準電圧発生回路と、上記分圧抵抗回路からの分圧電圧と上記基準電圧発生回路からの基準電圧を比較するための比較回路をもつ電圧検出回路である。
本発明のアナログ回路のさらに他の例は、2次電池の充電を行なう充電回路であって、入力された制御信号に応じて、上記2次電池への充電電流の供給制御を行なうための充電用トランジスタと、上記充電用トランジスタと直列に接続された、上記充電電流の検出を行なうための充電電流検出用抵抗と、上記充電電流検出用抵抗の両端電圧に基づいて上記充電電流に応じた電圧のモニタ電圧を出力するための電流−電圧変換回路と、基準電圧を供給するための基準電圧生成回路部と、上記モニタ電圧と上記基準電圧発生回路からの上記基準電圧を比較し、上記モニタ電圧が上記基準電圧になるように上記充電用トランジスタの動作を制御するための充電電流制御回路を備えたものである。
これらのアナログ回路において、上記基準電圧発生回路として本発明の基準電圧発生回路が適用される。
ただし、本発明の基準電圧発生回路が適用されるアナログ回路は上記アナログ回路に限定されない。
基準電圧発生回路1で、基準電圧用電源(第1電源)V1と設置電位(第2電源)GNDの間に第1可変抵抗回路RT、抵抗R3,R2,R1からなる直列抵抗回路、第2可変抵抗回路RBが直列に接続されている。
可変抵抗回路RT,RBは、直列に接続された6個の抵抗TR1〜TR6と、各抵抗TR1〜TR6に並列に接続されたヒューズT1〜T6で構成されている。例えば、抵抗TR1〜TR6は、単位抵抗に対して、1/8本、1/4本、1本、1/2本、2本、4本になるように抵抗値が設定されている。可変抵抗回路RT,RBは、ヒューズT1〜T6が選択的に切断されることにより、抵抗値が調節可能になっている。
REF1=RB/(RT+RB+3) ・・・(1)
REF2=(RB+1)/(RT+RB+3) ・・・(2)
REF3=(RB+2)/(RT+RB+3) ・・・(3)
REF4=(RB+3)/(RT+RB+3) ・・・(4)
例えば、定電流回路5は、製造ばらつきが無い場合、つまり比較回路7の差動オフセットαが無く(α=0V)、抵抗RAの抵抗値が狙い通りの例えば1kΩ(キロオーム)(抵抗ばらつきβ=1)である場合、基準電圧REF1,REF2,REF3,REF4に対する出力電流Iの値をI1,I2,I3,I4とすると、I1=0.1mA、I2=0.2mA、I3=0.3mA、I3=0.4mAとなるように設定されている。この場合の、基準電圧に対する出力電流値は、図3のように表される。
まず、比較回路7の値をテストで測定する。
(REF1−α)/β=0.1 ・・・(5)
(REF2−α)/β=0.2 ・・・(6)
RT=(10−10α)/β−4 ・・・(7)
RB=1+10α/β ・・・(8)
このように、基準電圧発生回路1によれば、定電流回路5のオフセットや抵抗ばらつきをキャンセルできる基準電圧REF1,REF2,REF3,REF4を小面積で生成し、定電流回路5でどの出力電流設定でも狙いの電流を流すことができるようになり、定電流回路5の積分非直線性(INL)の精度を向上させることができる。
直流電源V3からの電源を負荷9に安定して供給すべく、定電圧回路11が設けられている。定電圧回路11は、直流電源V3が接続される入力端子(Vbat)13、基準電圧発生回路(Vref)1、比較回路15、出力トランジスタ17、分圧抵抗Ra,Rbからなる分圧抵抗回路、及び出力端子(Vout)19を備えている。基準電圧発生回路1は図1に示したものと同じである。
電圧検出回路21において、比較回路23が設けられている。比較回路23で、その反転入力端子(−)に基準電圧発生回路1が接続され、基準電圧Vrefが印加される。入力端子(Vsens)25から入力される測定すべき端子の電圧が分圧抵抗Ra,Rbからなる分圧抵抗回路によって分圧されて比較回路23の非反転入力端子(+)に入力される。比較回路23の出力は出力端子(Vout)27を介して外部に出力される。基準電圧発生回路1は図1に示したものと同じである。
充電回路29は、リチウムイオン電池等のような2次電池31の充電を行なうものである。ACアダプタ33を電源にして所定の充電電流Ichgで2次電池31の充電が行なわれる。
充電電流検出用抵抗Rsenは充電電流Ichgの検出を行なうためのものである。
充電用トランジスタM1は、PMOSトランジスタからなり、ゲートに入力された制御信号に応じた充電電流Ichgを2次電池31に供給する。充電電流検出用抵抗Rsenと充電用トランジスタM1は、電源電圧Vddが出力されるACアダプタ33の出力端子と2次電池31の正電極との間に直列に接続されている。
充電電流制御回路37は、モニタ電圧CCMONが基準電圧CCREFになるように充電用トランジスタM1の動作制御を行なうための比較回路41を備えている。
充電電流制御回路37の比較回路41は、モニタ電圧CCMONが基準電圧CCREFに等しくなるように充電用トランジスタM1の動作制御を行なう。基準電圧発生回路1からの基準電圧REF1〜REF4を切り替えることにより、充電電流Ichgを切り替えることができる。
(Ichg×Rsen−A)×R12/R11=CCREF+B ・・・(9)
Ichg=R11/(R12×Rsen)×CCREF+((R11×B)/(R12×Rsen)+A/Rsen)・・・(10)
式(10)で、R11/(R12×Rsen)=α、(R11×B)/(R12×Rsen)+A/Rsen=βとすると、式(11)が得られる。
Ichg=α×CCREF+β ・・・(11)
Ichg1=α×REF1+β ・・・(12)
Ichg2=α×REF2+β ・・・(13)
例えば、基準電圧発生回路1で、抵抗R1,R2,R3からなる直列抵抗回路で抵抗R1,R2,R3の抵抗値は互いに異なっていてもよい。また、当該直列抵抗回路で抵抗数は、3つに限定されず、1つ以上であればいくつでもよい。
また、基準電圧発生回路で、第1電源は基準電圧用電源に限定されるものではなく、第2電源は設置電位に限定されるものでもなく、第1電源及び第2電源はどのような電源であってもよい。
3 セレクタ(電圧選択回路)
5 定電流回路
7 比較回路
11 定電圧回路
15 比較回路
17 出力トランジスタ
21 電圧検出回路
23 比較回路
29 充電回路
35 電流−電圧変換回路
37 充電電流制御回路
39,41 比較回路
RT 第1可変抵抗回路
RB 第2可変抵抗回路
R1,R2,R3 抵抗
Rsen 充電電流検出用抵抗
M1 充電用トランジスタ
Tr 出力トランジスタ
Claims (6)
- 抵抗値が調節可能であり、一端が第1電源に接続される第1可変抵抗回路と、
1つ以上の抵抗が直列に接続され、一端が前記第1可変抵抗回路に接続された直列抵抗回路と、
抵抗値が調節可能であり、一端が前記直列抵抗回路に接続され、他端が第2電源に接続される第2可変抵抗回路と、
前記第1可変抵抗回路と前記直列抵抗回路の間の端子の電圧、前記直列抵抗回路を構成する抵抗の間の端子の電圧、又は前記直列抵抗回路と前記第2可変抵抗回路の間の端子の電圧のいずれかを選択して出力する電圧選択回路と、を備えた基準電圧発生回路。 - 前記可変抵抗回路は、抵抗とヒューズの並列回路が複数直列に接続されてなる請求項1に記載の基準電圧発生回路。
- 出力電流を制御する出力トランジスタと、前記出力トランジスタに直列に接続される抵抗と、基準電圧を供給するための基準電圧発生回路と、前記抵抗にかかる電圧と前記基準電圧発生回路からの基準電圧を比較し、比較結果に応じて前記出力トランジスタの動作を制御するための比較回路をもつ定電流回路を備えたアナログ回路において、
前記基準電圧発生回路として請求項1又は2に記載の基準電圧発生回路を備えていることを特徴とするアナログ回路。 - 出力電圧を制御する出力トランジスタと、出力電圧を分圧して分圧電圧を供給するための分圧抵抗回路と、基準電圧を供給するための基準電圧発生回路と、前記分圧抵抗回路からの分圧電圧と前記基準電圧発生回路からの基準電圧を比較し、比較結果に応じて前記出力トランジスタの動作を制御するための比較回路をもつ定電圧回路を備えたアナログ回路において、
前記基準電圧発生回路として請求項1又は2に記載の基準電圧発生回路を備えていることを特徴とするアナログ回路。 - 入力電圧を分圧して分圧電圧を供給するための分圧抵抗回路と、基準電圧を供給するための基準電圧発生回路と、前記分圧抵抗回路からの分圧電圧と前記基準電圧発生回路からの基準電圧を比較するための比較回路をもつ電圧検出回路を備えたアナログ回路において、
前記基準電圧発生回路として請求項1又は2に記載の基準電圧発生回路を備えていることを特徴とするアナログ回路。 - 2次電池の充電を行なう充電回路であって、入力された制御信号に応じて、前記2次電池への充電電流の供給制御を行なうための充電用トランジスタと、前記充電用トランジスタと直列に接続された、前記充電電流の検出を行なうための充電電流検出用抵抗と、前記充電電流検出用抵抗の両端電圧に基づいて前記充電電流に応じた電圧のモニタ電圧を出力するための電流−電圧変換回路と、基準電圧を供給するための基準電圧生成回路部と、前記モニタ電圧と前記基準電圧発生回路からの前記基準電圧を比較し、前記モニタ電圧が前記基準電圧になるように前記充電用トランジスタの動作を制御するための充電電流制御回路を備えたアナログ回路において、
前記基準電圧発生回路として請求項1又は2に記載の基準電圧発生回路を備えていることを特徴とするアナログ回路。
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