JP2013088884A

JP2013088884A - 定電流回路の出力設定装置

Info

Publication number: JP2013088884A
Application number: JP2011226466A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Morimoto; 充晃森本; Eiichiro Oishi; 英一郎大石
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2013-05-13
Also published as: EP2767879A1; WO2013054754A1; CN103874966A; US20140218003A1

Abstract

【課題】電流値の設定が容易であり、且つ、装置構成を簡素化することが可能な定電流回路の出力設定装置を提供する。
【解決手段】基準電流Ｉrefを流す基準電流発生回路１１と、基準電流Ｉrefに比例した電流を流すカレントミラー回路を少なくとも一つ備えた、４個のカレントミラー回路群、即ち、第１〜第４のカレントミラー回路群２１〜２４を備える。そして、各カレントミラー回路群２１〜２４は、それぞれ、基準電流Ｉrefに対してα倍、２α倍、４α倍、８α倍となる電流を出力する。そして、各カレントミラー回路群を適宜選択して負荷に接続することにより、該負荷に供給する電流値が所望の電流値となるように設定することが可能となる。このため、操作性を容易とし、且つ、装置構成を簡素化することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、定電流回路の出力電流を任意の電流値に変更可能な出力設定装置に関する。

例えば、車両に搭載されるＬＥＤランプ、リレーコイル等の負荷は、定電流回路より一定の電流が供給されて作動する。また、ＬＥＤランプは使用するＬＥＤの種類によって作動時の電流値が異なり、また、リレーコイルにおいてもそれぞれの抵抗値によって作動時の電流値が異なる。従って、負荷に応じて定電流回路の出力電流を適宜変更することが必要となる。

そこで、従来より、例えば特開平５−２５９７５６号公報（特許文献１）に記載された出力設定回路が提案されている。図８は、該特許文献１に記載された出力設定回路の構成を示す回路図であり、図示のように、ＥＥＰＲＯＭ１０１、デコーダ１０２、及び電流発生部１０３を備え、該電流発生部１０３にて発生した電流をカレントミラー回路１０４に流すことにより、定電流Ｉ０を発生させている。また、電流発生部１０３は、１倍、２倍、４倍、８倍の電流値回路が設けられているので、これらの組み合わせにより所望の電流値を設定することができる。

特開平５−２５９７５６号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来例は、基準電流を発生させるために、ＥＥＰＲＯＭ１０１、デコーダ１０２、電流発生部１０３等の回路を設ける必要があるので、装置全体が高価なものとなってしまう。また、出力電流値を変更するためには、ＥＥＰＲＯＭへのデータの書き込み操作が必要となるので、電流値の変更に手間がかかるという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電流値の設定が容易であり、且つ、装置構成を簡素化することが可能な定電流回路の出力設定装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、負荷に供給する電流を設定する定電流回路の出力設定装置において、基準電流を流す基準電流発生手段（１１）と、
前記基準電流に比例した電流を流すカレントミラー回路を少なくとも一つ備えた、複数のカレントミラー回路群（２１〜２４）と、を有し、前記複数のカレントミラー回路群のうちの１つ、或いは２以上の並列接続回路を前記負荷に接続して、該負荷に供給する電流を設定することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記各カレントミラー回路群は、それぞれ出力する電流値が異なることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記カレントミラー回路群は、第１番目から第ｋ（ｋ≧２）番目までのｋ個設けられ、前記基準電流をＩrefとしたとき、第１番目のカレントミラー回路群は、α・Ｉrefの電流（但し、αは係数）を流し、第ｋ番目のカレントミラー回路群は、２^{（ｋ−１）}・α・Ｉrefの電流を流すことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、電源端子、グランド端子、及び複数の接続端子を更に備え、且つ、前記各カレントミラー回路群は、第１の主電極（例えば、トランジスタのコレクタ）、及び第２の主電極（例えば、トランジスタのエミッタ）を備え、前記基準電流回路は、一端が前記電源端子に接続され、且つ他端が前記グランド端子に接続され、前記各カレントミラー回路群の各第１の主電極は、それぞれ前記接続端子に接続され、各第２の主電極は、前記グランド端子に接続されることを特徴とする。

請求項１の発明では、少なくとも一つのカレントミラー回路で構成されたカレントミラー回路群を用いて電流値を設定するので、簡単な操作で所望する電流を設定することができ、且つ、操作性を向上させることができる。また、装置規模を簡素化することが可能となる。

請求項２の発明では、各カレントミラー回路群毎に出力する電流値が異なるので、各カレントミラー回路群を適宜選択することにより、所望の電流値を容易に設定することが可能となる。

請求項３の発明では、基準電流の１倍、２倍、４倍、８倍のように、カレントミラー回路群の出力電流が設定されるので、各カレントミラー回路群を適宜選択することにより、所望する電流値を広い範囲で設定することが可能となる。

請求項４の発明では、電源端子、グランド端子、及び複数の接続端子を備える集積回路に搭載することが可能となり、接続端子を選択して負荷に接続するという簡単な操作で、該負荷に供給する電流値を設定することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る定電流回路の出力設定装置の構成を示す回路図である。本発明の一実施形態に係る定電流回路の出力設定装置に用いられるカレントミラー回路群の詳細な構成を示す回路図である。本発明の一実施形態に係る定電流回路の出力設定装置による電流値の設定の組み合わせを示す説明図である。本発明の一実施形態に係る定電流回路の出力設定装置を、集積回路に搭載した例を示す回路図である。本発明の変形例に係る定電流回路の出力設定装置に、定電流が５ｍＡとなる負荷を接続した例を示す説明図である。本発明の変形例に係る定電流回路の出力設定装置に、定電流が３０ｍＡとなる負荷を接続した例を示す説明図である。本発明の変形例に係る定電流回路の出力設定装置に、定電流が１５ｍＡとなる負荷、及び２５ｍＡとなる負荷を接続した例を示す説明図である。従来における定電流回路の出力設定装置の構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る定電流回路の出力設定装置の構成を示す回路図である。図１に示すように、この出力設定装置は、基準電流を流す基準電流発生回路（基準電流発生手段）１１と、第１のカレントミラー回路群２１と、第２のカレントミラー回路群２２と、第３のカレントミラー回路群２３と、第４のカレントミラー回路群２４と、を備えている。

基準電流発生回路１１は、基準電流Ｉrefを流す電流源３１、及びトランジスタＱ０を備えており、トランジスタＱ０のコレクタ、ベース間が短絡されている。

第１〜第４のカレントミラー回路群２１〜２４は、基準電流発生回路１１との間でカレントミラーをなす少なくとも１つのトランジスタを備えており、それぞれが基準電流Ｉrefに比例した電流が流れるように設定されている。具体的には、第１のカレントミラー回路群２１に流れる電流Ｉ１は、基準電流Ｉrefに対してα倍（αは係数）となる電流（即ち、Ｉ１＝α・Ｉref）となるように設定され、第２のカレントミラー回路群２２に流れる電流Ｉ２は、電流Ｉ１の２倍となる電流（即ち、Ｉ２＝２α・Ｉref）となるように設定されている。

また、第３のカレントミラー回路群２３に流れる電流Ｉ３は、電流Ｉ１の４倍となる電流（即ち、Ｉ３＝４α・Ｉref）となるように設定され、第４のカレントミラー回路群２４に流れる電流Ｉ４は、電流Ｉ１の８倍となる電流（即ち、Ｉ４＝８α・Ｉref）となるように設定されている。即ち、第ｋ番目（ｋ＝１〜４）のカレントミラー回路群は、２^{（ｋ−１）}・α・Ｉrefの電流を流すように設定されている。

図２は、各カレントミラー回路群２１〜２４の構成を示す回路図であり、複数（ｍ個）のトランジスタＱ１〜Ｑｍが互いに並列接続されており、各トランジスタＱ１〜Ｑｍのベースは、基準電流発生回路１１のトランジスタＱ０のベースに接続され、それぞれがカレントミラーを構成している。そして、各トランジスタＱ１〜Ｑｍに流れる電流ｉ１〜ｉｍは、それぞれが基準電流Ｉrefと等しくなるので、カレントミラー回路群に流れる合計の電流は「ｍ・Ｉref」となる。従って、各カレントミラー回路群２１〜２４は、トランジスタの個数を変更することにより、図１に示したα倍、２α倍、４α倍、８α倍を設定することが可能となる。

次に、上述のように構成された本実施形態に係る定電流回路の出力設定装置の作用について説明する。前述したように、各カレントミラー回路群２１〜２４に流れる電流は「Ｉ１＝α・Ｉref」「Ｉ２＝２α・Ｉref」「Ｉ３＝４α・Ｉref」「Ｉ４＝８α・Ｉref」の関係が成立するので、これらの組み合わせにより、任意の電流を設定することができる。

具体的には、負荷（ＬＥＤランプやリレーコイル等）に供給する電流値を「α・Ｉref」に設定する場合には、第１のカレントミラー回路群２１を負荷に接続すれば良い。また、電流値を「２α・Ｉref」に設定する場合には、第２のカレントミラー回路群２２を負荷に接続すれば良く、電流値を「３α・Ｉref」に設定する場合には、第１のカレントミラー回路群２１と第２のカレントミラー回路群２２との並列接続回路を負荷に接続すれば良い。以下同様に、図３に示すように、「α・Ｉref」〜「１５α・Ｉref」の範囲で電流値を任意に設定することが可能となる。

図４は、図１に示した定電流回路の出力設定装置を集積回路４１に搭載した場合の構成を示す説明図である。図４に示すように、集積回路４１は、４個の接続端子Ｔ１〜Ｔ４と、電源端子Ｔ１１、及びグランド端子Ｔ１２を備えている。そして、基準電流発生回路１１の電流源３１は電源端子Ｔ１１に接続され、更にスイッチＳＷ１を介して電源ＶＢに接続されている。また、トランジスタＱ０のエミッタ、及び各カレントミラー回路群２１〜２４のエミッタ（第２の主電極）はグランド端子Ｔ１２に接続されている。

また、第１のカレントミラー回路群２１のコレクタ（第１の主電極）は接続端子Ｔ１に接続され、第２のカレントミラー回路群２２のコレクタは接続端子Ｔ２に接続され、第３のカレントミラー回路群２３のコレクタは接続端子Ｔ３に接続され、第４のカレントミラー回路群２４のコレクタは接続端子Ｔ４に接続されている。そして、これらの回路が１個の集積回路４１として構成されている。

従って、電源端子Ｔ１１を車両のバッテリ等の電源ＶＢに接続し、且つグランド端子Ｔ１２を接地線に接続し、更に、各接続端子Ｔ１〜Ｔ４のうちのいずれか１つ、或いは２以上の並列接続回路をＬＥＤランプやリレーコイル等の負荷に接続することにより、該負荷に流す電流を所望する電流値に設定することができる。即ち、図３に示したように、各接続端子Ｔ１〜Ｔ４のうちの少なくとも一つを選択することにより、αＩref〜１５αＩrefの範囲で電流値に設定することができる。

このようにして、本実施形態に係る定電流回路の出力設定装置では、それぞれ電流値が異なる複数（この例では４個）のカレントミラー回路群、即ち、第１〜第４のカレントミラー回路群２１〜２４を設け、各カレントミラー回路群２１〜２４のうちのいずれか１つ、或いは２以上の並列接続回路を用いて電流値を設定するので、簡単な操作で任意の電流値を設定することが可能となる。また、従来のように、ＥＥＰＲＯＭ等の高価な部品を用いる必要が無いので、構成を簡素化し装置規模を小型化することが可能となる。

更に、各カレントミラー回路群２１〜２４は、それぞれ、基準電流Ｉrefに対して、α倍、２α倍、４α倍、８α倍（即ち、第ｋ番目のカレントミラー回路群の電流値が２^{（ｋ−１）}・α・Ｉref）となるように設定されているので、これらの組み合わせにより、基準電流Ｉrefのα倍から１５α倍までの範囲で電流値を設定可能となり、汎用性を広げることが可能となる。

次に、本実施形態に係る定電流回路の出力設定装置の変形例について説明する。図５，図６，図７は、変形例に係る出力設定装置が搭載された集積回路４１（図では定電流ＩＣと表記）の構成を示す説明図である。該変形例では、接続端子Ｔ１及びＴ２の電流値を共に５ｍＡに設定し、接続端子Ｔ３の電流値を１０ｍＡに設定し、接続端子Ｔ４の電流値を２０ｍＡに設定した例について示している。

この構成は、図１に示した回路で、第１、第２のカレントミラー回路群２１，２２の出力電流をそれぞれαＩrefとし、第３のカレントミラー回路群２３の出力電流を２αＩrefとし、第４のカレントミラー回路群２４の出力電流を４αＩrefとした場合の例である。

そして、このような構成とすることにより、図５に示すように、負荷ＲＬに供給する電流値が５ｍＡである場合には、接続端子Ｔ１に負荷ＲＬを接続すれば良い。また、図６に示すように、負荷ＲＬに供給する電流値が３０ｍＡである場合には、接続端子Ｔ３（１０ｍＡ）、及びＴ４（２０ｍＡ）の双方に負荷ＲＬを接続して合計の電流値を３０ｍＡにすれば良い。

更に、図７に示すように、接続端子Ｔ１とＴ４の双方に負荷ＲＬ１を接続することにより負荷ＲＬ１に供給する電流値を２５ｍＡとし、且つ、接続端子Ｔ２とＴ３の双方に負荷ＲＬ２を接続することにより、負荷ＲＬ２に供給する電流値を１５ｍＡとすることも可能である。即ち、一つの定電流回路で２つの電流を発生させて、それぞれ負荷ＲＬ１，ＲＬ２に供給することが可能となる。

このようにして、変形例に係る定電流回路の出力設定装置では、１つまたは複数の接続端子Ｔ１〜Ｔ４を負荷に接続することにより、該負荷に所望の電流を流すように設定することが可能になる。また、複数の負荷ＲＬ１，ＲＬ２のそれぞれに対して所望の電流を供給することが可能となり、電流値設定の融通性を向上させることが可能となる。

以上、本発明の定電流回路の出力設定装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

例えば、上述した実施形態では、各カレントミラー回路群２１〜２４が複数個のトランジスタを並列に接続してα倍〜８α倍の電流を流す例について説明したが、１つでα倍の電流を流す特性のトランジスタで構成することも可能である。即ち、図２に示したトランジスタＱ１〜Ｑｍを一つのトランジスタで構成することもできる。

また、上述した実施形態では、カレントミラーを構成するトランジスタとして、バイポーラトランジスタを用いる例について説明したが、ＭＯＳＦＥＴ等の他のトランジスタを用いることも可能である。更に、上述した実施形態では、４個のカレントミラー回路群２１〜２４を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２個、３個、或いは５個以上のカレントミラー回路群を設ける構成とすることも可能である。

更に、上述した実施形態では、各カレントミラー回路群２１〜２４は、それぞれ異なる電流を出力する例について説明したが、全てのカレントミラー回路群２１〜２４が同一の電流を流すように構成することも可能である。

また、上述した実施形態では、各カレントミラー回路群２１〜２４のエミッタをグランドに接続し、コレクタを負荷に接続する例について説明したが、エミッタとグランドとの間に負荷を設ける構成としても良い。

本発明は、所望する電流値を簡単な操作で設定し、負荷に供給する上で極めて有用である。

１１基準電流発生回路
２１第１のカレントミラー回路群
２２第２のカレントミラー回路群
２３第３のカレントミラー回路群
２４第４のカレントミラー回路群
３１電流源
４１集積回路
Ｔ１〜Ｔ４接続端子
Ｔ１１電源端子
Ｔ１２グランド端子
ＲＬ，ＲＬ１，ＲＬ２負荷

Claims

負荷に供給する電流を設定する定電流回路の出力設定装置において、
基準電流を流す基準電流発生手段と、
前記基準電流に比例した電流を流すカレントミラー回路を少なくとも一つ備えた、複数のカレントミラー回路群と、を有し、
前記複数のカレントミラー回路群のうちの１つ、或いは２以上の並列接続回路を前記負荷に接続して、該負荷に供給する電流を設定することを特徴とする定電流回路の出力設定装置。
前記各カレントミラー回路群は、それぞれ出力する電流値が異なることを特徴とする請求項１に記載の定電流回路の出力設定装置。
前記カレントミラー回路群は、第１番目から第ｋ（ｋ≧２）番目までのｋ個設けられ、前記基準電流をＩrefとしたとき、第１番目のカレントミラー回路群は、α・Ｉrefの電流（但し、αは係数）を流し、第ｋ番目のカレントミラー回路群は、２^{（ｋ−１）}・α・Ｉrefの電流を流すことを特徴とする請求項２に記載の定電流回路の出力設定装置。
電源端子、グランド端子、及び複数の接続端子を更に備え、且つ、前記各カレントミラー回路群は、第１の主電極、及び第２の主電極を備え、
前記基準電流回路は、一端が前記電源端子に接続され、且つ他端が前記グランド端子に接続され、
前記各カレントミラー回路群の各第１の主電極は、それぞれ前記接続端子に接続され、各第２の主電極は、前記グランド端子に接続されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の定電流回路の出力設定装置。