JP2554589B2 - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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JP2554589B2
JP2554589B2 JP5090903A JP9090393A JP2554589B2 JP 2554589 B2 JP2554589 B2 JP 2554589B2 JP 5090903 A JP5090903 A JP 5090903A JP 9090393 A JP9090393 A JP 9090393A JP 2554589 B2 JP2554589 B2 JP 2554589B2
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巌 沖
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、負荷に供給する電圧源
を自動的に切替える電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】電源容量や負荷電力の制約から、異なる
電圧源を自動的に切替えなければならない時、一般的に
は負荷電流を検出し、その値の大きさによって電圧源の
切替えを行っている。
【0003】図3は従来の電源回路の回路図である。電
子スイッチとして機能するトランジスタQ1のコレクタ
には高電圧源VHが接続され、エミッタには高電圧源か
ら低電圧源に電流が流れるのを防ぐダイオードD3を通
して低電圧源VLに接続される。トランジスタQ1のベ
ースをバイアスするトランジスタQ3は、エミッタが抵
抗器R1を通して高電圧源VHに接続され、コレクタが
トランジスタQ1のベースとトランジスタQ2のコレク
タに接続される。抵抗器R2は、一端がダイオードD1
及びD2を通して高電圧源に接続され、他端が接地され
て、ダイオードD1及びD2を順方向バイアスする。ダ
イオードD1及びD2は、順方向電圧によりトランジス
タQ3のベースを常時バイアスする。電流検出用抵抗器
Rsは、トランジスタQ1のエミッタ及び出力端OUT
の間に接続される。トランジスタQ2のエミッタ及びベ
ースは、夫々電流検出用抵抗器Rsの両端に接続され
る。トランジスタQ2は、電流検出用抵抗器Rsに流れ
る電流の大きさによりオン、オフする。
【0004】以下、高電圧出力時の動作を説明する。出
力端OUTからの出力電流が少ない時、電流検出用抵抗
器Rsの両端に発生する電圧は小さいのでトランジスタ
Q2はオフである。抵抗器R1及び常時オンのトランジ
スタQ3は、トランジスタQ1のベースにバイアス電流
を供給し、トランジスタQ1はオンである。すなわち高
電圧源VHがトランジスタQ1及び電流検出用抵抗器R
sを介して負荷に電力を供給している。また、ダイオー
ドD3は、逆方向にバイアスされているので低電圧源V
Lは接続されていないのと同じ状態である。
【0005】以下、低電圧出力へ切替わる動作を説明す
ると、出力端OUTの負荷電流が増加し、電流検出用抵
抗器Rsの両端の電圧がトランジスタのオン電圧(シリ
コン・トランジスタの場合約0.6V)を越えると、ト
ランジスタQ2がオンし、それまでQ1のベース及びエ
ミッタ間を流れていた電流が、Q2のコレクタ及びエミ
ッタ間を流れるようになり、トランジスタQ1はオフに
なる。トランジスタQ1がオフになると高電圧源VHか
らの電力供給路は断たれ、ダイオードD3が順バイアス
になり低電圧源VLから出力端子に電力が供給されるよ
うになる。
【0006】しかし、トランジスタQ1をバイアスする
必要がないにも関わらず、トランジスタQ3は常にオン
であり、トランジスタQ3にはトランジスタQ2を通し
て常に電流が流れている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
電源回路では、切替えを行うメインのトランジスタQ1
を十分にカットオフするために、トランジスタQ1のベ
ースへのバイアス電流をトランジスタQ2がバイパスし
て電源の切替えを行っている。故に、どちらの電圧源を
選択しているかによらず、トランジスタQ3は常にオン
であり電流が流れて、略一定の電力を消費している。こ
の、本来必要でない電力、略バイアス電流×(VH−V
L)は、そのほとんどがトランジスタQ3で熱になる。
この不要な電力は、切替える電源間の電位差が大きいほ
ど、またメイン切替えを行うトランジスタをオンさせる
のに必要な電流が多くなるほど、増加する。このことは
結果的に、使用部品のサイズの増大を招き、また熱処理
の関係からヒートシンク等の部品が新たに必要になる場
合もあり、必要スペースが増大し、コストも高くなる。
さらに切替える電源の電力容量が限られている場合など
は、不必要な電力消費が問題であった。本発明の目的
は、電圧源切替え用のトランジスタをバイアスしないと
きに、電力消費を低減する電源回路を提供することであ
る。本発明の別の目的は、発熱が小さく、放熱面積も小
さくてすみ、小さなスペースで同等の働きをする電源回
路を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明の電源回路においては、電子スイッ
チをバイアスするバイアス手段への電力供給路に、バイ
アス制御手段が設けられたものである。バイアス制御手
段は、電子スイッチがオフのとき、バイアス手段への電
力供給を停止するので、バイアス手段による電力消費が
無くなる。
【0009】
【実施例】以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。
図1は本発明の電源回路の一実施例を示す回路図であ
る。電子スイッチとして機能するトランジスタQ1のコ
レクタには高電圧源VHが接続され、エミッタには一端
を低電圧源VLに接続されたダイオードD3の他端が接
続される。ダイオードD3はトランジスタQ1がオンの
ときに、高電圧源から低電圧源へ電流が流れるのを防
ぐ。トランジスタQ1のベースをバイアスするトランジ
スタQ3は、エミッタが抵抗R1を通して高電圧源VH
に接続され、コレクタがトランジスタQ1のベース及び
抵抗R3の一端に接続される。抵抗R2は、一端がダイ
オードD1及びD2を通して高電圧源に接続され、他端
が接地される。ダイオードD1及びD2は、その順方向
電圧によってトランジスタQ3のベースをバイアスす
る。フォトカプラU1の受光側の通常(ダイオード12
の光を受けないとき)オフのスイッチ10は、トランジ
スタQ3のエミッタ及びベース間に接続される。このフ
ォトカプラのスイッチ10がオンになると、トランジス
タQ3のベース・エミッタ間の電圧が無くなり、トラン
ジスタQ3はオフになる。電流検出用抵抗器Rsは、ト
ランジスタQ1のエミッタ及び出力端OUTの間に接続
される。トランジスタQ2のエミッタはトランジスタQ
1のエミッタに接続され、コレクタは抵抗器R4及びフ
ォトカプラU1の発光ダイオード12を介して接地され
る。トランジスタQ2のエミッタ及びベースは、夫々電
流検出用抵抗器Rsの両端に接続される。トランジスタ
Q2のベースと電流検出用抵抗器Rsとの接続点は、出
力端OUTに接続される。
【0010】以下、図1の回路の高電圧源出力時の動作
を説明する。出力端OUTへの負荷電流が大きくないと
き、負荷電流検出用抵抗Rsの両端には大きな電圧は発
生せず(0.6V以下)トランジスタQ2はカットオフ
状態である。トランジスタQ2がカットオフ状態である
と、フォトカプラU1の発光ダイオード12には電流が
流れないので、フォトカプラU1の受光側スイッチ10
はオフである。その結果トランジスタQ3は、ダイオー
ドD1及びD2によりベースがバイアスされるので、オ
ンである。さらに、トランジスタQ3がオンであるとト
ランジスタQ1のベースがバイアスされる。故にトラン
ジスタQ1はオンとなり、高電圧源VHからトランジス
タQ1及び負荷電流検出用抵抗器Rsを介して出力端に
電力が供給される。また、ダイオードD3は逆バイアス
になっているので低電圧源からの電流は流れない。
【0011】以下、高電圧出力状態から低電圧出力状態
への切替え動作を説明すると、出力端OUTからの負荷
電流が増加すると、負荷電流検出用抵抗器Rsの両端に
発生する電圧も増加する。その値がトランジスタQ2の
オン電圧(約0.6V)を越えると、トランジスタQ2
はオンになる。トランジスタQ2がオンになるとフォト
カプラU1の発光ダイオード12に電流が流れ発光し、
フォトカップラU1の受光側のスイッチ10がオンにな
る。トランジスタQ3のベース及びエミッタ間は、フォ
トカップラU1のスイッチによって短絡されるので、ト
ランジスタQ3はオフになる。トランジスタQ3がオフ
になると、トランジスタQ1のベースへのバイアスが断
たれるので、トランジスタQ1もオフになる。トランジ
スタQ1がオフになると、ダイオードD3が順バイアス
になるので、出力端にはダイオードD3を介して低電圧
源VLから電力が供給される。
【0012】低電圧出力時、再び負荷電流が小さくなっ
てくると、電流検出用抵抗器Rsに流れる電流が減少
し、両端に生じる電圧が小さく(0.6V以下)なるの
でトランジスタQ2はオフになる。トランジスタQ2が
オフになると、フォトカプラの発光ダイオード12に電
流が流れなくなるので、フォトカップラの通常オフであ
るスイッチ10はオフになる。トランジスタQ3のベー
ス及びエミッタ間は、再びダイオードD1及びD2によ
ってバイアスされ、トランジスタQ3はオンになる。ト
ランジスタQ3がオンになると、トランジスタQ1のベ
ースにバイアス電流が流れるので、トランジスタQ1が
オンになる。トランジスタQ1がオンになると、ダイオ
ードD3が逆バイアスになる。故に出力端OUTへは、
再び高電圧源VHから電力が供給される。
【0013】図2は本発明の電源切替え回路の他の実施
例を示す回路図である。なお図1と同一の働きをする回
路素子には同一参照番号を付して重複する説明は省略す
る。図1の回路に対する変更点は、フォトカプラU1の
受光側のスイッチ10の位置である。図1において、フ
ォトカプラU1の受光側のスイッチ10はトランジスタ
Q3のベース及びエミッタ間に接続されていたが、図2
の回路ではトランジスタQ3のコレクタと、トランジス
タQ1のベースとの間に通常オンのスイッチ14が挿入
されている。図1の回路では、低電圧源が出力端へ電力
供給する場合、すなわちトランジスタQ1をオフにし
て、トランジスタQ3のバイアスを必要としないとき
は、トランジスタQ3のベース及びエミッタ間を短絡し
てカットオフしていた。図2の回路では、トランジスタ
Q3のコレクタ電流を遮断するようにしている。故にト
ランジスタQ3によるバイアスが必要ないとき、トラン
ジスタQ3による消費電力を実質的になくすことができ
る。
【0014】図2の回路図において、フォトカプラU1
の受光側のスイッチ14は、接続点16と、接続点18
の間に接続してもよい。フォトカプラU1の代わりにリ
レーや高耐圧のフォトMOSを用いてもよい。以上本発
明の好適実施例について説明したが、本発明はここに説
明した実施例のみに限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱することなく必要に応じて種々の変形及び変
更を実施し得ることは当業者には明らかである。
【0015】
【発明の効果】本発明の電源回路は、以上説明したよう
に構成されているので、以下に記載されたような効果を
奏する。電圧源切替え用のトランジスタをバイアスする
必要がないときに、回路の消費電力をを低減できる。発
熱が小さく、放熱面積も小さくてすみ、小さなスペース
で同等の働きをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電源回路の一実施例を示す回路図
である。
【図2】本発明による電源回路の他の実施例を示す回路
図である。
【図3】従来の電源回路を示す回路図である。
【符号の説明】
Q1 トランジスタ Q2 トランジスタ Q3 トランジスタ Rs 負荷電流検出用抵抗 U1 フォトカプラ VH 高電圧源 VL 低電圧源 OUT 出力端 D3 ダイオード

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高電圧源に一端が接続された電子スイッ
    チと、該電子スイッチの他端と低電圧源との間に接続さ
    れたダイオードと、上記電子スイッチの他端と出力端と
    の間に接続された電流検出手段と、該電流検出手段の検
    出出力に応じて上記電子スイッチの制御端子のバイアス
    を制御するバイアス手段とを有し、上記電流検出手段が
    所定値を越える電流を検出した時、上記電子スイッチを
    オフして、上記出力端の電圧を低電圧に切替える電源回
    路において、 上記バイアス手段の電力供給路に設けられ、上記電流検
    出手段が所定値を越える電流を検出した時、上記バイア
    ス手段への電力供給を停止するバイアス制御手段を具え
    ることを特徴とする電源回路。
JP5090903A 1993-03-25 1993-03-25 電源回路 Expired - Lifetime JP2554589B2 (ja)

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JPH06284604A JPH06284604A (ja) 1994-10-07
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