JP2013047893A - レギュレータおよび直流安定化電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力電圧のオーバーシュート等の不具合を生じさせることなく、出力電圧の立ち上がり期間を柔軟に制御すること。
【解決手段】基準電圧Ｖａｄｊの立ち上がり期間の傾きを制御することにより、出力電圧Ｖｏの立ち上がり期間の傾きを制御するソフトスタート制御回路１２０を備える。ソフトスタート制御回路１２０は、基準電圧Ｖａｄｊの立ち上がり期間の傾きを、当該立ち上がりの途中で変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力電圧を安定化して出力電圧を安定的に得るためのレギュレータおよび直流安定化電源装置に関する。

従来、直流安定化電源装置においては、出力電圧を安定化するためのレギュレータが多く用いられている。このようなレギュレータの中には、入力電圧を降圧させて、この入力電圧よりも低い出力電圧を安定的に得るための降圧型（ドロッパ型）レギュレータがある。このような降圧型レギュレータは、設計が容易であり、回路内に発生するノイズが小さいために、幅広い用途に用いられている。

一方、レギュレータや電源装置の中には、起動時における出力電圧のオーバーシュートの発生を防止するために、出力電圧を緩やかに上昇させるソフトスタート回路が用いられているものがある。

例えば、下記特許文献１には、定電流によりコンデンサを間欠的に充電して、ソフトスタート時間を確保することにより、滑らかなソフトスタート信号を得ることができるとされているソフトスタート回路が開示されている。

また、下記特許文献２には、定電流によりコンデンサを充電し、コンデンサの端子電圧を設定された時間で設定電圧まで上昇させ、コンデンサの端子電圧によって出力電圧のスイッチング制御をおこなうことにより、出力電圧を徐々に上昇させるソフトスタート動作を実行するスイッチング電源が開示されている。

特開２００７−１５９３０６号公報（公開日：２００７年６月２１日） 特開２０１１−８３１３１号公報（公開日：２０１１年４月２１日）

ここで、図８および図９を参照して、従来の直流安定化電源装置について説明する。

図８は、従来の直流安定化電源装置７００の構成を示す。直流安定化電源装置７００は、入力電圧Ｖｉを降圧および安定化して、入力電圧Ｖｉよりも低い出力電圧Ｖｏを安定的に得る、いわゆる降圧型の直流安定化電源装置である。

図８に示すように、従来の直流安定化電源装置７００は、電源ＶＤＤ、コンデンサＣ１、レギュレータ回路７１０、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ２、コンデンサＣ３、負荷Ｚを備える。

この直流安定化電源装置７００においては、電源ＶＤＤによって生成され、コンデンサＣ１によって平滑化された入力電圧Ｖｉが、レギュレータ回路７１０によって降圧される。これにより、直流安定化電源装置７００においては、出力電圧Ｖｏが生じ、この出力電圧Ｖｏが、コンデンサＣ２によって平滑化され、負荷Ｚに印加される。

レギュレータ回路７１０においては、誤差増幅器７１６が、出力電圧Ｖｏに応じた帰還電圧Ｖａｄｊと、基準電圧回路７１８によって生成された基準電圧Ｖｒｅｆとの誤差電圧に応じた誤差電圧信号を出力する。

そして、ドライブ回路７１４が、この誤差電圧信号に応じて、トランジスタ７１２のエミッタ−ベース間を流れる電流を制御することにより、トランジスタ７１２のエミッタ−コレクタ間を流れる電流を制御する。

これにより、直流安定化電源装置７００は、帰還電圧Ｖａｄｊと基準電圧Ｖｒｅｆとの誤差が生じる都度、この誤差を解消することで、所望の出力電圧Ｖｏを安定的に得られるようになっている。

ここで、基準電圧回路７１８は、直流安定化電源装置７００の起動時における出力電圧Ｖｏのオーバーシュートや突入電流の発生を防止するため、基準電圧ＶｒｅｆがコンデンサＣ３により徐々に立ち上がることができるように構成されている。

図９は、従来の直流安定化電源装置７００における各種電圧の変化を示す。

図９に示す例では、直流安定化電源装置７００の起動時（タイミングｔ１）から、入力電圧Ｖｉが急激に立ち上がっている。

出力電圧Ｖｏをソフトスタートさせない場合は、入力電圧Ｖｉの立ち上がり開始から僅かに遅れて、基準電圧Ｖｒｅｆが所定の電圧値まで急激に立ち上がっている。これに応じて、出力電圧Ｖｏが所望の電圧値まで急激に立ち上がっている。これにより、比較的早いタイミングｔ２において、出力電圧Ｖｏが所望の電圧値まで到達しているが、このタイミングｔ２において、出力電圧Ｖｏのオーバーシュートが生じてしまっている。

一方、出力電圧Ｖｏをソフトスタートさせる場合は、入力電圧Ｖｉの立ち上がり開始から僅かに遅れて、基準電圧Ｖｒｅｆが所定の電圧値までゆっくりと立ち上がっている。これに応じて、出力電圧Ｖｏが所望の電圧値までゆっくりと立ち上がっている。これにより、出力電圧Ｖｏのオーバーシュートが生じていないものの、比較的遅いタイミングｔ３において、出力電圧Ｖｏが所望の電圧値まで到達している。

このように、従来の直流安定化電源装置では、出力電圧Ｖｏのオーバーシュートを生じさせないようにすると、出力電圧Ｖｏの立ち上がり期間が長時間化し、反対に、出力電圧Ｖｏの立ち上がり期間を短時間化しようとすると、出力電圧Ｖｏのオーバーシュートが生じてしまう。すなわち、従来の直流安定化電源装置では、出力電圧Ｖｏのオーバーシュートを生じさせず、出力電圧Ｖｏの立ち上がり期間を柔軟に制御することができない。

そこで、本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力電圧のオーバーシュート等の不具合を生じさせることなく、出力電圧の立ち上がり期間を柔軟に制御することができるレギュレータおよび直流安定化電源装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明に係るレギュレータは、入力電圧から安定的な出力電圧を得るレギュレータであって、基準電圧と帰還された前記出力電圧との誤差電圧に応じて前記出力電圧を制御する出力電圧制御手段と、前記基準電圧の立ち上がり期間の傾きを制御することにより、前記出力電圧の立ち上がり期間の傾きを制御するソフトスタート制御手段とを備え、前記ソフトスタート制御手段は、前記基準電圧の立ち上がり期間の傾きを、当該立ち上がりの途中で変化させることを特徴とする。

本発明によれば、出力電圧の立ち上がりの途中で、立ち上がり期間を早めたり、遅めたりすることができる。これにより、出力電圧のオーバーシュート等の不具合を生じさせることなく、出力電圧の立ち上がり期間を柔軟に制御することができる。

また、上記レギュレータにおいて、前記ソフトスタート制御手段は、前記基準電圧の立ち上がり期間の傾きを、当該立ち上がりの途中で減少させることが好ましい。

この構成によれば、まず、比較的短時間で、出力電圧をある程度の電圧値に到達させることができる。その後、上記傾きを減少させることにより、出力電圧のオーバーシュートを生じさせることなく、出力電圧を所望の電圧値に到達させることができる。したがって、出力電圧のオーバーシュート等の不具合を生じさせることなく、出力電圧の立ち上がり期間を短時間化することができる。

また、上記レギュレータにおいて、前記ソフトスタート制御手段は、前記基準電圧の立ち上がり期間の傾きを、当該立ち上がりの途中で増大させることが好ましい。

この構成によれば、まず、出力電圧の立ち上がり期間を遅延させることができる。その後、上記傾きを増大させることにより、出力電圧の立ち上がり期間を短時間化することができる。

また、上記レギュレータにおいて、前記出力電圧または前記出力電圧と相関を有する電圧を検出する電圧検出手段をさらに備え、前記ソフトスタート制御手段は、前記電圧検出手段によって検出された電圧に応じて、前記基準電圧の立ち上がり期間の傾きを変化させることが好ましい。

この構成によれば、実際の出力電圧に応じて、その立ち上がり期間の傾きを適切に変化させることができる。これにより、出力電圧の立ち上がりのタイミングや時間等の精度を高めることができるので、より確実に、出力電圧のオーバーシュート等の不具合を生じさせることなく、出力電圧の立ち上がり期間を柔軟に制御することができる。

また、上記レギュレータにおいて、前記ソフトスタート制御手段は、前記電圧検出手段によって検出された電圧が予め定められた閾値に達したタイミングで、前記基準電圧の立ち上がり期間の傾きを変化させることが好ましい。

この構成によれば、実際の出力電圧が予め定められた閾値に達したタイミングで、確実に、その立ち上がり期間の傾きを変化させることができる。このため、出力電圧のオーバーシュートを確実に防止することができる。

また、本発明に係る直流安定化電源装置は、上記レギュレータを備えることを特徴とする。

本発明によれば、上記レギュレータと同様の効果を奏する直流安定化電源装置を提供することができる。

本発明に係るレギュレータおよび直流安定化電源装置によれば、出力電圧のオーバーシュート等の不具合を生じさせることなく、出力電圧の立ち上がり期間を柔軟に制御することができるという効果を奏する。

実施形態１に係る直流安定化電源装置の構成を示す。 実施形態１に係るソフトスタート制御回路の具体的な構成例を示す。 実施形態１に係る直流安定化電源装置における各種電圧の変化を示す。 実施形態２に係る直流安定化電源装置の構成を示す。 実施形態２に係る直流安定化電源装置における各種電圧の変化を示す。 実施形態３に係る直流安定化電源装置の構成を示す。 実施形態４に係る直流安定化電源装置の構成を示す。 従来の直流安定化電源装置の構成を示す。 従来の直流安定化電源装置における各種電圧の変化を示す。

本発明に係る実施形態について、図面を参照して以下に説明する。

（実施形態１）
まず、図１〜図３を参照して、本発明に係る実施形態１について説明する。

図１は、実施形態１に係る直流安定化電源装置１００の構成を示す。直流安定化電源装置１００は、入力電圧Ｖｉを降圧および安定化して、入力電圧Ｖｉよりも低い出力電圧Ｖｏを安定的に得る、いわゆる降圧型の直流安定化電源装置である。

（直流安定化電源装置の構成）
図１に示すように、直流安定化電源装置１００は、電源ＶＤＤ、コンデンサＣ１、レギュレータ回路１１０、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ２、コンデンサＣ３、負荷Ｚを備える。

電源ＶＤＤは、入力電圧Ｖｉを生成する。

コンデンサＣ１は、電源ＶＤＤによって生成された入力電圧Ｖｉを平滑化する、いわゆる平滑コンデンサである。コンデンサＣ１によって平滑化された入力電圧Ｖｉは、レギュレータ回路１１０の入力電圧となる。

レギュレータ回路１１０は、入力電圧Ｖｉを降圧させ、安定的な出力電圧Ｖｏを得る、いわゆる降圧型（ドロッパ型）のレギュレータである。

コンデンサＣ２は、レギュレータ回路１１０によって得られた出力電圧Ｖｏを平滑化する、いわゆる平滑コンデンサである。コンデンサＣ２によって平滑化された出力電圧Ｖｏは、負荷Ｚに印加される。

（レギュレータ回路１１０の具体的な構成）
ここで、レギュレータ回路１１０の構成について具体的に説明する。図１に示すように、レギュレータ回路１１０は、トランジスタ１１２、ドライブ回路１１４、誤差増幅器１１６、基準電圧回路１１８、およびソフトスタート制御回路１２０を備える。

トランジスタ１１２は、入力電圧Ｖｉを降圧させて出力電圧Ｖｏを得るためのものである。

具体的には、本実施形態のレギュレータ回路１１０においては、トランジスタ１１２として、ＰＮＰトランジスタが用いられている。このトランジスタ１１２のエミッタは、入力電圧Ｖｉ側の配線に接続されている。また、トランジスタ１１２のコレクタは、出力電圧Ｖｏ側の配線に接続されている。そして、トランジスタ１１２のベースは、ドライブ回路１１４の出力に接続されている。

このような構成により、トランジスタ１１２は、ドライブ回路１１４によって、エミッタ−ベース間を流れる電流が制御されることで、エミッタ−コレクタ間を流れる電流を制御する可変抵抗のように機能する。そして、トランジスタ１１２は、エミッタ−コレクタ間を流れる電流を制御することで、出力電圧Ｖｏを制御することが可能となっている。

基準電圧回路１１８は、基準電圧Ｖｒｅｆを生成して、これを出力する。具体的には、基準電圧回路１１８は、コンデンサＣ３へ接続されており、このコンデンサＣ３に対する充電をおこなうことにより、所望の基準電圧Ｖｒｅｆを得る。

誤差増幅器１１６は、帰還電圧Ｖａｄｊと基準電圧Ｖｒｅｆとの誤差電圧を増幅し、これ誤差電圧信号として出力する。具体的には、誤差増幅器１１６のプラス入力端子（非反転入力端子）は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との中点に接続されており、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とによって分圧された出力電圧Ｖｏが、帰還電圧Ｖａｄｊとして入力される。

一方、誤差増幅器１１６のマイナス入力端子（反転入力端子）は、基準電圧回路１１８の出力に接続されており、この基準電圧回路１１８から基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。

誤差増幅器１１６は、入力された帰還電圧Ｖａｄｊと基準電圧Ｖｒｅｆとの誤差電圧を求め、この誤差電圧を増幅して、誤差電圧信号Ｃｏｍｐとして出力する。

例えば、誤差増幅器１１６は、帰還電圧Ｖａｄｊが基準電圧Ｖｒｅｆよりも高い場合は、その差分（増加分）を示す誤差電圧信号Ｃｏｍｐを出力する。一方、誤差増幅器１１６は、帰還電圧Ｖａｄｊが基準電圧Ｖｒｅｆよりも低い場合は、その差分（不足分）を示す誤差電圧信号Ｃｏｍｐを出力する。

ドライブ回路１１４の入力は、誤差増幅器１１６の出力に接続されている。一方、ドライブ回路１１４の出力は、トランジスタ１１２のベースに接続されている。ドライブ回路１１４は、誤差増幅器１１６から出力された誤差電圧信号Ｃｏｍｐに応じて、トランジスタ１１２のベース電流（エミッタ−ベース間を流れる電流）を制御することにより、エミッタ−コレクタ間を流れる電流、すなわち出力電圧Ｖｏを制御する。

例えば、ドライブ回路１１４は、帰還電圧Ｖａｄｊが基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いために、その差分（増加分）を示す誤差電圧信号Ｃｏｍｐを誤差増幅器１１６から受け取った場合、トランジスタ１１２のベース電流を、この誤差電圧信号Ｃｏｍｐが示す差分（増加分）に応じて低くする。これにより、トランジスタ１１２のエミッタ−コレクタ間を流れる電流、すなわち出力電圧Ｖｏが下がり、出力電圧Ｖｏが所望の電圧値に近づくこととなる。

一方、ドライブ回路１１４は、帰還電圧Ｖａｄｊが基準電圧Ｖｒｅｆよりも低いために、その差分（不足分）を示す誤差電圧信号Ｃｏｍｐを誤差増幅器１１６から受け取った場合、トランジスタ１１２のベース電流を、この誤差電圧信号Ｃｏｍｐが示す差分（不足分）に応じて高くする。これにより、トランジスタ１１２のエミッタ−コレクタ間を流れる電流、すなわち出力電圧Ｖｏが上がり、出力電圧Ｖｏが所望の電圧値に近づくこととなる。

このように、実施形態１のレギュレータ回路１１０は、負荷Ｚの消費電流の変動や、入力電圧Ｖｉの変動等により、出力電圧Ｖｏに応じた帰還電圧Ｖａｄｊと基準電圧Ｖｒｅｆとの誤差が生じる都度、この誤差が解消されるように動作するので、所望の出力電圧Ｖｏを安定的に得ることができる。

（ソフトスタート制御回路１２０）
本実施形態の直流安定化電源装置１００は、ソフトスタート制御回路１２０をさらに備えている。

ソフトスタート制御回路１２０は、直流安定化電源装置１００の起動時における出力電圧のオーバーシュートや突入電流の発生を防止するため、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり電圧を制御することにより、直流安定化電源装置１００におけるソフトスタートを制御する。

具体的に説明すると、基準電圧回路１１８は、コンデンサＣ３に対する充電をおこない、基準電圧Ｖｒｅｆを立ち上げることにより、所望の基準電圧Ｖｒｅｆを得ている。そこで、ソフトスタート制御回路１２０は、コンデンサＣ３に対する充電電流を制御することにより、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾き（すなわち、単位時間あたりの電圧の上昇量）を制御する。

例えば、基準電圧回路１１８は、コンデンサＣ３に対する充電電流を増やすことにより、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きを強め、基準電圧Ｖｒｅｆが所望の基準電圧Ｖｒｅｆに達するまでにかかる時間を早めることができる。

反対に、基準電圧回路１１８は、コンデンサＣ３に対する充電電流を減らすことにより、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きを弱め、基準電圧Ｖｒｅｆが所望の基準電圧Ｖｒｅｆに達するまでにかかる時間を遅めることができる。

本実施形態の直流安定化電源装置１００における出力電圧Ｖｏは、基準電圧Ｖｒｅｆによって決定されるといえる。したがって、上記のとおり、ソフトスタート制御回路１２０が基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がりを制御することにより、出力電圧Ｖｏのソフトスタートが制御され、結果的に、直流安定化電源装置１００におけるオーバーシュートや突入電流の発生を防止することができる。

ここで、実施形態１のソフトスタート制御回路１２０は、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きをその途中で変化させることにより、出力電圧Ｖｏの立ち上がりをその途中で変化させることができる。

特に、実施形態１のソフトスタート制御回路１２０は、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きをその途中で減少させることにより、出力電圧Ｖｏの立ち上がりをその途中で減少させることができる。

既に説明したとおり、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きは、コンデンサＣ３に対する充電電流によって決定される。したがって、ソフトスタート制御回路１２０は、コンデンサＣ３に対する充電電流を途中で減少させることにより、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きをその上昇途中で減少させることができる。

図２は、実施形態１に係るソフトスタート制御回路１２０の具体的な構成例を示す。

図２に示す例では、ソフトスタート制御回路１２０には、帰還電圧Ｖａｄｊおよび基準電圧Ｖｒｅｆ２が入力されている。基準電圧Ｖｒｅｆ２は、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がりの期間の傾きの変化の基準となるものである。当然、基準電圧Ｖｒｅｆ２は、所望の出力電圧Ｖｏに応じた帰還電圧Ｖａｄｊよりも電圧値が低く設定されている。

ソフトスタート制御回路１２０は、誤差増幅器２０２により帰還電圧Ｖａｄｊと基準電圧Ｖｒｅｆ２とを比較し、帰還電圧Ｖａｄｊが基準電圧Ｖｒｅｆ２に達したタイミングで、ソフトスタート制御回路１２０内を流れる電流の経路を、抵抗Ｒ３が設けられている経路と抵抗Ｒ４とが設けられている経路とで切り替える。これにより、コンデンサＣ３の充電電流を切り替え、基準電圧Ｖｒｅｆの傾きをその上昇途中で減少させる。

具体的に説明すると、帰還電圧Ｖａｄｊが基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも低い場合は、誤差増幅器２０２から出力された誤差信号Ｃｏｍｐ２によって、トランジスタＴｒ３がＯＮに切り替わるとともに、インバータ２０４から出力されたその反転信号によって、トランジスタＴｒ４がＯＦＦに切り替わる。

これにより、ソフトスタート調整回路１２０内の抵抗Ｒ３が設けられている経路において、以下数式（１）によって求められる電流Ｉ１が流れる。なお、以下数式（１）においてＶｓは定電圧を示す。そして、この電流Ｉ１のｎ倍（トランジスタＴｒ１およびＴｒ２の面積比に応じた倍率）の電流が、トランジスタＴｒ１とカレントミラー構成をなすトランジスタＴｒ２のエミッタ−コレクタ間に流れ、この電流によって、トランジスタＴｒ２のコレクタに接続されているコンデンサＣ３が充電される。

Ｉ１＝（Ｖｓ−Ｔｒ１（ＶＢＥ）−Ｔｒ３（ＶＣＥ））／Ｒ３・・・（１）
一方、帰還電圧Ｖａｄｊが基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも高くなると、誤差増幅器２０２から出力された誤差信号Ｃｏｍｐ２によって、トランジスタＴｒ３がＯＦＦに切り替わるとともに、インバータ２０４から出力されたその反転信号によって、トランジスタＴｒ４がＯＮに切り替わる。

これにより、ソフトスタート調整回路１２０内の抵抗Ｒ４が設けられている経路において、以下数式（２）によって求められる電流Ｉ２が流れる。そして、この電流Ｉ２のｎ倍（トランジスタＴｒ１およびＴｒ２の面積比に応じた倍率）の電流がトランジスタＴｒ２のエミッタ−コレクタ間に流れ、この電流によって、トランジスタＴｒ２のコレクタに接続されているコンデンサＣ３が充電される。

Ｉ２＝（Ｖｓ−Ｔｒ１（ＶＢＥ）−Ｔｒ４（ＶＣＥ））／Ｒ４・・・（２）
ここで、抵抗Ｒ４は、抵抗Ｒ３よりも抵抗値が高く設定されており、これにより、電流Ｉ２は電流Ｉ１よりも小さくなるように設定されている。このため、コンデンサＣ３に対する充電電流は、基準電圧Ｖｒｅｆの上昇途中（帰還電圧Ｖａｄｊが基準電圧Ｖｒｅｆ２に達したタイミング）で減少することとなる。

なお、ソフトスタート制御回路１２０は、コンデンサＣ３に対する充電電流を途中で変化させることができるものであれば良く、図２以外の構成を採用してもよい。

図３は、実施形態１に係る直流安定化電源装置１００における各種電圧の変化を示す。

図３に示す例では、直流安定化電源装置１００の起動時（タイミングｔ１）から、入力電圧Ｖｉが急激に立ち上がっている。

それから僅かに遅れて、基準電圧Ｖｒｅｆが急激に立ち上がっているが、ソフトスタート制御回路１２０により、その途中（タイミングｔ２）から、その傾きが弱まっている。

これに応じて、出力電圧Ｖｏは、急激に立ち上がった後、その途中（タイミングｔ２）から、その傾きが弱まっている。

その後、基準電圧Ｖｒｅｆは比較的ゆっくりと上昇し、タイミングｔ３において、所望の電圧に達する。

これに応じて、出力電圧Ｖｏは比較的ゆっくりと上昇し、タイミングｔ３において、所望の電圧に達する。

（効果）
実施形態１の直流安定化電源装置１００によれば、まず、基準電圧Ｖｒｅｆを急激に立ち上げることにより、比較的短時間で、出力電圧Ｖｏをある程度の電圧値に到達させることができる。その後、基準電圧Ｖｒｅｆをゆっくりと立ち上げることにより、出力電圧Ｖｏのオーバーシュートを生じさせることなく、出力電圧Ｖｏを所望の電圧値に到達させることができる。

したがって、実施形態１の直流安定化電源装置１００によれば、出力電圧Ｖｏの立ち上がり期間を短時間化しつつ、出力電圧Ｖｏのオーバーシュートの発生を防止することができる。

（実施形態２）
続いて、図４および図５を参照して、本発明に係る実施形態２について説明する。

図４は、実施形態２に係る直流安定化電源装置１００の構成を示す。図４に示す直流安定化電源装置１００のうち、以下に説明する点以外の点については、図１（実施形態１）に示した直流安定化電源装置１００と同様であるため、説明を省略する。以下、図１に示した直流安定化電源装置１００との相違点について説明する。

図４に示す直流安定化電源装置１００は、負荷Ｚに対して、出力電圧Ｖｏが印加されるだけでなく、出力電圧Ｖｏとは異なる電圧Ａ（以下、「別電圧Ａ」と示す。）がさらに印加される。

また、実施形態２のソフトスタート制御回路１２０は、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きをその途中で増大させることにより、出力電圧Ｖｏの立ち上がりをその途中で増大させることができる。

既に説明したとおり、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きは、コンデンサＣ３に対する充電電流によって決定される。したがって、ソフトスタート制御回路１２０は、コンデンサＣ３に対する充電電流を途中で増大させることにより、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きをその上昇途中で増大させることができる。

図５は、実施形態２に係る直流安定化電源装置１００における各種電圧の変化を示す。

図５に示す例では、直流安定化電源装置１００の起動時（タイミングｔ１）から、入力電圧Ｖｉが急激に立ち上がっている。

それから僅かに遅れて、基準電圧Ｖｒｅｆが比較的ゆっくりと立ち上がっているが、ソフトスタート制御回路１２０により、別電圧Ａが立ち上がった後（タイミングｔ２以降）に、その途中（タイミングｔ３）から、その傾きが強まっている。

これに応じて、出力電圧Ｖｏは、比較的ゆっくりと立ち上がっり、別電圧Ａが立ち上がった後（タイミングｔ２以降）に、その途中（タイミングｔ３）から、その傾きが強まっている。

その後、基準電圧Ｖｒｅｆは比較的急激に上昇し、タイミングｔ４において、所望の電圧に達する。

これに応じて、出力電圧Ｖｏは比較的急激に上昇し、タイミングｔ４において、所望の電圧に達する。
。

（効果）
実施形態２の直流安定化電源装置１００によれば、まず、基準電圧Ｖｒｅｆをゆっくりと立ち上げることにより、別電圧Ａが立ち上がった後に、出力電圧Ｖｏを立ち上げることができる。そして、別電圧Ａが立ち上がった以降は、基準電圧Ｖｒｅｆを急激に立ち上げることにより、出力電圧Ｖｏを所望の電圧値に素早く到達させることができる。

したがって、実施形態２の直流安定化電源装置１００によれば、“別電圧Ａが立ち上がっ後に出力電圧Ｖｏを立ち上げる”というように、出力電圧Ｖｏをある程度遅延させた後に立ち上げることが可能な構成を採用しつつ、出力電圧Ｖｏの立ち上がり期間を短時間化することができる。

なお、実施形態２の直流安定化電源装置１００において、基準電圧Ｖｒｅｆを急激に立ち上げた以降（タイミングｔ３以降）、その途中から、実施形態１と同様に、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きを弱め、基準電圧Ｖｒｅｆが所定の電圧に達するまで、基準電圧Ｖｒｅｆをゆっくりと立ち上げるようにしてもよい。これにより、さらに、出力電圧Ｖｏのオーバーシュートの発生を防止することができる。

（実施形態３）
続いて、図６を参照して、本発明に係る実施形態３について説明する。

図６は、実施形態３に係る直流安定化電源装置１００の構成を示す。図６に示す直流安定化電源装置１００のうち、以下に説明する点以外の点については、図１（実施形態１）に示した直流安定化電源装置１００と同様であるため、説明を省略する。以下、図１に示した直流安定化電源装置１００との相違点について説明する。

図６に示す直流安定化電源装置１００は、ソフトスタート制御回路１２０により、出力電圧Ｖｏの立ち上がり期間の傾きをその途中で増大させる／減少させることができる点では、実施形態１，２の直流安定化電源装置１００と同様である。

図６に示す直流安定化電源装置１００は、電圧検出回路１２２をさらに備える。電圧検出回路１２２は、出力電圧Ｖｏまたは出力電圧Ｖｏに相関する電圧を検出する。図６に示す例では、電圧検出回路１２２は、Ｖａｄｊを検出する構成を採用している。これに限らず、電圧検出回路１２２は、出力電圧Ｖｏや基準電圧Ｖｒｅｆ（すなわち、出力電圧または出力電圧と相関を有する電圧）を検出するようにしても良い。

これに応じて、実施形態３のソフトスタート制御回路１２０は、電圧検出回路１２２によって検出された電圧に応じて、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きを変化させることができる。

例えば、ソフトスタート制御回路１２０は、電圧検出回路１２２によって検出された電圧が予め定められた閾値に達したタイミングで、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きを変化させることができる。

（効果）
実施形態３の直流安定化電源装置１００によれば、電圧検出回路１２２によって検出された電圧に応じて、出力電圧Ｖｏの立ち上がり期間の傾きを変化させることができる。

これにより、例えば、出力電圧Ｖｏが予め定められた閾値に達したタイミングで、確実に、その立ち上がり期間の傾きを変化させることができる。このため、出力電圧Ｖｏのオーバーシュートを確実に防止することができる。

また、出力電圧Ｖｏの立ち上がり期間の傾きを、電圧検出回路によって検出された電圧に応じたものとすることができる。これにより、例えば、出力電圧Ｖｏを、任意のタイミングで、確実に所望の電圧に到達させることができる。

（実施形態４）
続いて、図７を参照して、本発明に係る実施形態４について説明する。

図７は、実施形態４に係る直流安定化電源装置１００の構成を示す。図７に示す直流安定化電源装置１００のうち、以下に説明する点以外の点については、図６（実施形態３）に示した直流安定化電源装置１００と同様であるため、説明を省略する。以下、図６に示した直流安定化電源装置１００との相違点について説明する。

図７に示す直流安定化電源装置１００は、ソフトスタート制御回路１２０により、電圧検出回路１２２によって検出された電圧に応じたタイミングで、出力電圧Ｖｏの立ち上がり期間の傾きを増大させる／減少させることができる点では、実施形態５の直流安定化電源装置１００と同様である。

図７に示す直流安定化電源装置１００は、設定回路１２４をさらに備える。設定回路１２４には、閾値を示す外部信号が外部から入力される。この閾値は、実施形態３で説明したように、ソフトスタート制御回路１２０が、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きを変化させるタイミングを判断するための電圧値が示されたものである。

このため、設定回路１２４は、外部から入力された閾値を、ソフトスタート制御回路１２０が参照できるように、当該レギュレータ回路１１０に対して設定する。この設定は、ソフトスタート制御回路１２０がこの閾値を参照できるようにするものであれば、ソフトスタート制御回路１２０に保持させる、設定回路１２４が自ら保持しておく等、どのような方法によるものであってもよい。

（効果）
実施形態３の直流安定化電源装置１００によれば、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きを変化させるタイミングを決定するための閾値を、外部から設定することができる。すなわち、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きを変化させるタイミングを、外部から容易に制御することができる。

これにより、例えば、直流安定化電源装置１００の仕様や状態に応じたより適切な上記変化タイミングを外部から容易に設定することができるので、直流安定化電源装置１００の仕様や状態に依らず、出力電圧Ｖｏのオーバーシュートを確実に防止することができる。

なお、設定回路１２４は、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり期間の傾きを、さらに設定できるものであってもよい。これにより、例えば、出力電圧Ｖｏ立ち上がり期間（すなわち、出力電圧Ｖｏが所望の電圧値に到達するまでの時間）を、外部からより自由に調整することが可能となる。

（補足説明）
以上、本発明に係る各実施形態について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、各実施形態で説明したレギュレータおよび直流安定化電源装置の回路構成はあくまで一例にしか過ぎず、レギュレータおよび直流安定化電源装置において実施形態とは異なる回路構成を採用して本発明を実施した場合であっても、これらレギュレータおよび直流安定化電源装置は本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係るレギュレータおよび直流安定化電源装置は、入力電圧を安定化して出力電圧を安定的に得るためのレギュレータおよび直流安定化電源装置に適用することができ、特に、入力電圧を降圧して出力電圧を得る、降圧型の直流安定化電源装置に適用することができる。

１００ 直流安定化電源装置
１１０ レギュレータ回路（レギュレータ）
１１２ トランジスタ
１１４ ドライブ回路（出力電圧制御手段）
１１６ 誤差増幅器
１１８ 基準電圧回路
１２０ ソフトスタート制御回路（ソフトスタート制御手段）
１２２ 電圧検出回路（電圧検出手段）
１２４ 設定回路（設定手段）
Ｃ１ コンデンサ
Ｃ２ コンデンサ
Ｃ３ コンデンサ
Ｒ１ 抵抗
Ｒ２ 抵抗
ＶＤＤ 電源
Ｚ 負荷

Claims (6)

1. 入力電圧から安定的な出力電圧を得るレギュレータであって、
   基準電圧と帰還された前記出力電圧との誤差電圧に応じて前記出力電圧を制御する出力電圧制御手段と、
   前記基準電圧の立ち上がり期間の傾きを制御することにより、前記出力電圧の立ち上がり期間の傾きを制御するソフトスタート制御手段と
   を備え、
   前記ソフトスタート制御手段は、
   前記基準電圧の立ち上がり期間の傾きを、当該立ち上がり期間の途中で変化させる
   ことを特徴とするレギュレータ。
2. 前記ソフトスタート制御手段は、
   前記基準電圧の立ち上がり期間の傾きを、当該立ち上がりの途中で減少させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のレギュレータ。
3. 前記ソフトスタート制御手段は、
   前記基準電圧の立ち上がり期間の傾きを、当該立ち上がりの途中で増大させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のレギュレータ。
4. 前記出力電圧または前記出力電圧と相関を有する電圧を検出する電圧検出手段をさらに備え、
   前記ソフトスタート制御手段は、
   前記電圧検出手段によって検出された電圧に応じて、前記基準電圧の立ち上がり期間の傾きを変化させる
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレギュレータ。
5. 前記ソフトスタート制御手段は、
   前記電圧検出手段によって検出された電圧が予め定められた閾値に達したタイミングで、前記基準電圧の立ち上がり期間の傾きを変化させる
   ことを特徴とする請求項４に記載のレギュレータ。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のレギュレータを備える
   ことを特徴とする直流安定化電源装置。

Images