JP2814293B2 - 定電圧回路 - Google Patents
定電圧回路Info
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- JP2814293B2 JP2814293B2 JP12512890A JP12512890A JP2814293B2 JP 2814293 B2 JP2814293 B2 JP 2814293B2 JP 12512890 A JP12512890 A JP 12512890A JP 12512890 A JP12512890 A JP 12512890A JP 2814293 B2 JP2814293 B2 JP 2814293B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- operational amplifier
- voltage
- output
- output terminal
- power supply
- Prior art date
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- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、出インピーダンスにピークをもたない定
電圧回路についてのものである。
電圧回路についてのものである。
［従来の技術］ 次に、従来技術による定電圧回路を第８図により説明
する。
する。
第８図の１は基準電源、２は演算増幅器、３はTR（ト
ランジスタ）、４は電源、５はTR3の伝達アドミッタン
スを決定する抵抗、８は出力バイパス用のコンデンサで
あり、抵抗成分8Aと容量成分8Bとをもつ。
ランジスタ）、４は電源、５はTR3の伝達アドミッタン
スを決定する抵抗、８は出力バイパス用のコンデンサで
あり、抵抗成分8Aと容量成分8Bとをもつ。
７はTR3のバイアス用の抵抗、10は出力端子、11は負
荷である。
荷である。
演算増幅器２の反転入力端子により基準電源１の電圧
E1が接続され、演算増幅器２の非反転入力端子には出力
端子10の電圧が接続される。
E1が接続され、演算増幅器２の非反転入力端子には出力
端子10の電圧が接続される。
演算増幅器２は基準電源１の電圧E1と出力端子10の電
圧を比較し、比較出力を増幅し、TR3に供給する。演算
増幅器２とTR3で、出力端子10の電圧がE1と等しくなる
ように帰還ループを形成している。
圧を比較し、比較出力を増幅し、TR3に供給する。演算
増幅器２とTR3で、出力端子10の電圧がE1と等しくなる
ように帰還ループを形成している。
帰還ループの周波数特性は、第10図のように設定さ
れ、帰還ループが安定に動作するようにしている。
れ、帰還ループが安定に動作するようにしている。
第10図の極21はコンデンサ８と抵抗７、負荷11の抵抗
成分の並列値による時定数、変曲点22はコンデンサ８の
容量成分8Bと抵抗成分8Aとによる時定数、極23は演算増
幅器２の内部の最大時定数、極24は演算増幅器２の２番
目の時定数である。
成分の並列値による時定数、変曲点22はコンデンサ８の
容量成分8Bと抵抗成分8Aとによる時定数、極23は演算増
幅器２の内部の最大時定数、極24は演算増幅器２の２番
目の時定数である。
極21・23・24と変曲点22を第10図のように配置すれ
ば、帰還ループ内の利得は−6dB/OCTより急峻に減衰す
る所はなくなる。このため、出力端子10から見た内部イ
ンピーダンスが第11図に示すように直流から周波数f4ま
でなめらかに変化する。
ば、帰還ループ内の利得は−6dB/OCTより急峻に減衰す
る所はなくなる。このため、出力端子10から見た内部イ
ンピーダンスが第11図に示すように直流から周波数f4ま
でなめらかに変化する。
ここで、Ａ＝演算増幅器の直流増幅率、Ｙ＝TR3と抵
抗５とで合成される電圧電流変換回路の伝達アドミッタ
ンス、R0＝抵抗７と負荷11との並列抵抗値、RX＝バイパ
スコンデンサの抵抗成分8Aの値、E1＝基準電源１の電圧
である。
抗５とで合成される電圧電流変換回路の伝達アドミッタ
ンス、R0＝抵抗７と負荷11との並列抵抗値、RX＝バイパ
スコンデンサの抵抗成分8Aの値、E1＝基準電源１の電圧
である。
［発明が解決しようとする課題］ 第８図では、負荷が出力端子10と接地間に接続されて
おり、第12図に示すように負荷11に流れる電流I1は同じ
方向に変動する。負荷電流I1をTR3のコレクタ電流I2で
供給することにより、出力端子10の電圧V1は、第12図に
示すように、過渡状態で帰還ループの周波数特性に対応
したグリッチが生じるだけで、他の部分ではE1V一定に
保たれる。
おり、第12図に示すように負荷11に流れる電流I1は同じ
方向に変動する。負荷電流I1をTR3のコレクタ電流I2で
供給することにより、出力端子10の電圧V1は、第12図に
示すように、過渡状態で帰還ループの周波数特性に対応
したグリッチが生じるだけで、他の部分ではE1V一定に
保たれる。
第12図では、負荷11に流れる電流＞＞抵抗７に流れる
電流としている。
電流としている。
しかし、第９図の負荷条件では、次のような問題が生
ずる。
ずる。
第９図の22は電圧E1Vの電源、21はパルス信号源であ
り、その他の部分は第８図と同じものである。
り、その他の部分は第８図と同じものである。
第９図の各部の電圧・電流波形を第13図により説明す
る。第９図の負荷条件で、パルス信号源21から波高値±
EAVのパルスを発生させた場合、V2は第13図のようにな
り、このとき電流I1は波高値±IAAの交流電流となる。
このため、電流が出力端子10より流入する区間t1→t2、
t3→t4ではTR3のコレクタ電流I2が遮断されてしまい、
演算増幅器２とTR3による帰還ループの制御ができなく
なり、出力端子10の電圧V1波形は電流I1により第13図の
V1のように変動する。
る。第９図の負荷条件で、パルス信号源21から波高値±
EAVのパルスを発生させた場合、V2は第13図のようにな
り、このとき電流I1は波高値±IAAの交流電流となる。
このため、電流が出力端子10より流入する区間t1→t2、
t3→t4ではTR3のコレクタ電流I2が遮断されてしまい、
演算増幅器２とTR3による帰還ループの制御ができなく
なり、出力端子10の電圧V1波形は電流I1により第13図の
V1のように変動する。
この問題を解決する手段として、抵抗７に流れる電流
I3を|I3|＞|IA|となるように抵抗７の抵抗値を設定する
という方法が考えられる。
I3を|I3|＞|IA|となるように抵抗７の抵抗値を設定する
という方法が考えられる。
しかし、この方法では電流I3により、TR3と抵抗７の
発熱量が増えるという問題がある。
発熱量が増えるという問題がある。
この発明は、第９図・第13図のIA＞＞I3とし、交流電
源が流入するような負荷に対して安定に動作し、直流か
ら数MHzまで出力インピーダンスにピークをもたない定
電圧回路の提供を目的とする。
源が流入するような負荷に対して安定に動作し、直流か
ら数MHzまで出力インピーダンスにピークをもたない定
電圧回路の提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］ この目的を達成するため、この発明では、基準電源１
が反転入力端子に接続され、出力端子10が非反転入力端
子に接続される演算増幅器２と、演算増幅器２の出力を
入力とする第１のTR3と、出力端子10と接地間に接続さ
れ、抵抗成分8Aと容量成分8Bをもつコンデンサ８とを有
し、第１のTR3の出力を出力端子10に接続し、演算増幅
器２と第１のTR3で帰還ループを形成する定電圧回路に
おいて、第１のTR3に対しコンプリメンタリプッシュプ
ル出力回路を構成する第２のTR23と、第１のTR3と第２
のTR23のベース間に接続される電源25とを備え、f2をコ
ンデンサ８の抵抗成分8Aと容量成分8Bで生じる時定数の
周波数とし、f3を演算増幅器２の内部で生ずる極のうち
時定数が最大の周波数としたとき、帰還ループの周波数
特性をf3≧f2に設定する。
が反転入力端子に接続され、出力端子10が非反転入力端
子に接続される演算増幅器２と、演算増幅器２の出力を
入力とする第１のTR3と、出力端子10と接地間に接続さ
れ、抵抗成分8Aと容量成分8Bをもつコンデンサ８とを有
し、第１のTR3の出力を出力端子10に接続し、演算増幅
器２と第１のTR3で帰還ループを形成する定電圧回路に
おいて、第１のTR3に対しコンプリメンタリプッシュプ
ル出力回路を構成する第２のTR23と、第１のTR3と第２
のTR23のベース間に接続される電源25とを備え、f2をコ
ンデンサ８の抵抗成分8Aと容量成分8Bで生じる時定数の
周波数とし、f3を演算増幅器２の内部で生ずる極のうち
時定数が最大の周波数としたとき、帰還ループの周波数
特性をf3≧f2に設定する。
次に、この発明による定電圧回路の構成を第１図によ
り説明する。
り説明する。
第１図の23はTR、24は抵抗、25は電源であり、その他
は第２図と同じものである。
は第２図と同じものである。
第１図では、TR3に対しTR23をコンプリメンタリプッ
シュプル出力回路になるように接続し、TR3とTR23のベ
ース間に電源25を接続する。
シュプル出力回路になるように接続し、TR3とTR23のベ
ース間に電源25を接続する。
電源25はTR23にバイアス電圧を与え、TR23は抵抗24で
バイアス電流が供給され、TR3と一組になりプッシュプ
ル動作をする。
バイアス電流が供給され、TR3と一組になりプッシュプ
ル動作をする。
第１図では、f2をコンデンサ８の抵抗成分8Aと容量成
分8Bで生じる時定数の周波数とし、f3を演算増幅器２の
内部で生ずる極のうち時定数が最大の周波数としたと
き、演算増幅器２とTR3・TR23で構成する帰還ループの
周波数特性をf3≧f2に設定する。
分8Bで生じる時定数の周波数とし、f3を演算増幅器２の
内部で生ずる極のうち時定数が最大の周波数としたと
き、演算増幅器２とTR3・TR23で構成する帰還ループの
周波数特性をf3≧f2に設定する。
［作用］ 第１図では、TR3と抵抗５で伝達アドミッタンスYAを
もつ電圧電流変換回路を構成し、TR23と抵抗24で伝達ア
ドミッタンスYBをもつ電圧電流変換回路を構成してい
る。これによりTR3・23と抵抗５・24は伝達アドミッタ
ンス（Y4＋YB）をもつ電圧電流変換回路を構成し、出力
端子10に接続される。
もつ電圧電流変換回路を構成し、TR23と抵抗24で伝達ア
ドミッタンスYBをもつ電圧電流変換回路を構成してい
る。これによりTR3・23と抵抗５・24は伝達アドミッタ
ンス（Y4＋YB）をもつ電圧電流変換回路を構成し、出力
端子10に接続される。
コンデンサ８は帰還回路の開ループゲインを設定す
る。このときの開ループ周波数特性と出力端子10のイン
ピーダンス特性を第２図と第３図により説明する。
る。このときの開ループ周波数特性と出力端子10のイン
ピーダンス特性を第２図と第３図により説明する。
第２図は第１図の帰還ループの周波数特性を示し、極
21はTR8・９の合成出力インピーダンスとコンデンサ８
による時定数、変曲点22はコンデンサ８の容量成分8Bと
抵抗成分8Aによる時定数、極23は演算増幅器２の最大の
時定数、極24は演算増幅器２の２番目の時定数である。
21はTR8・９の合成出力インピーダンスとコンデンサ８
による時定数、変曲点22はコンデンサ８の容量成分8Bと
抵抗成分8Aによる時定数、極23は演算増幅器２の最大の
時定数、極24は演算増幅器２の２番目の時定数である。
第２図の極と変曲点により、帰還ループ内で−6dB/OC
Tより急峻に減衰するところがなくなる。このときの出
力端子10からみた内部インピーダンスは、第３図のよう
になり、直流から周波数f4までなめらかに変化する。
Tより急峻に減衰するところがなくなる。このときの出
力端子10からみた内部インピーダンスは、第３図のよう
になり、直流から周波数f4までなめらかに変化する。
ここに、Ａ＝演算増幅器の直流電圧増幅率、YA＋YB＝
TR3・23、抵抗５・24で構成される電圧電流変換回路の
合成伝達アドミッタンス、RZ＝TR3・23のコレクタ端子
のもつ出力インピーダンスの並列値、RX＝コンデンサ８
の抵抗成分8Aの値である。
TR3・23、抵抗５・24で構成される電圧電流変換回路の
合成伝達アドミッタンス、RZ＝TR3・23のコレクタ端子
のもつ出力インピーダンスの並列値、RX＝コンデンサ８
の抵抗成分8Aの値である。
出力端子10から交流I1が流入した場合、第４図に示す
ようにI1の波高値を±IAAとすると、電流が流入する区
間t1→t2、t3→t4では、TR3のコレクタ電流I2は０とな
るが、TR23のコレクタ電流I3がI1と等しくなる。これに
より演算増幅器２、TR23及び電源25による帰還ループが
保持され、出力端子10の電圧V1をE1Vに保つ。
ようにI1の波高値を±IAAとすると、電流が流入する区
間t1→t2、t3→t4では、TR3のコレクタ電流I2は０とな
るが、TR23のコレクタ電流I3がI1と等しくなる。これに
より演算増幅器２、TR23及び電源25による帰還ループが
保持され、出力端子10の電圧V1をE1Vに保つ。
次に、出力端子10から電流が流出する区間t2→t3で
は、TR23のコレクタ電流I3は０となるが、TR3のコレク
タ電流I2がI1と等しくなる。これにより演算増幅器２と
TR3で構成される帰還ループが保持され、出力端子10の
電圧V1をE1Vに保つ。
は、TR23のコレクタ電流I3は０となるが、TR3のコレク
タ電流I2がI1と等しくなる。これにより演算増幅器２と
TR3で構成される帰還ループが保持され、出力端子10の
電圧V1をE1Vに保つ。
出力端子10に交流電流が流入しても、端子電圧V1は第
４図に示すように、電流I1の向きが変化するときに帰還
ループの周波数特性に対応したグリッチが生じるだけ
で、他の部分ではE1Vに保たれる。また、このときTR3・
23に流すバイアス電流は、I1＝０のときTR3・23を活性
状態に保つための大きさでよく、第９図で説明したよう
な負荷11に流れる電流に依存することはなく、出力端子
10から交流電流が流入するような使用目的に対して安定
に動作する定電圧電源が得られる。
４図に示すように、電流I1の向きが変化するときに帰還
ループの周波数特性に対応したグリッチが生じるだけ
で、他の部分ではE1Vに保たれる。また、このときTR3・
23に流すバイアス電流は、I1＝０のときTR3・23を活性
状態に保つための大きさでよく、第９図で説明したよう
な負荷11に流れる電流に依存することはなく、出力端子
10から交流電流が流入するような使用目的に対して安定
に動作する定電圧電源が得られる。
［実施例］ 次に、第１図の実施例回路を第５図により説明する。
第５図では、基準電源１は＋5V、抵抗５・24は５Ω、TR
3はPNP型、TR23はNPN型、抵抗31は500Ω、電源４は＋10
V、電源25として使用するツェナーダイオード34はツェ
ナー電圧8.1V、コンデンサ８は静電容量1000μＦで内部
抵抗100mΩである。
第５図では、基準電源１は＋5V、抵抗５・24は５Ω、TR
3はPNP型、TR23はNPN型、抵抗31は500Ω、電源４は＋10
V、電源25として使用するツェナーダイオード34はツェ
ナー電圧8.1V、コンデンサ８は静電容量1000μＦで内部
抵抗100mΩである。
第５図の回路によれば、第６図に示すような帰還ルー
プの周波数特性と、第７図に示すような出力端子10のイ
ンピーダンス特性をもつ定電圧回路を実現することがで
きる。
プの周波数特性と、第７図に示すような出力端子10のイ
ンピーダンス特性をもつ定電圧回路を実現することがで
きる。
次に、第５図の直流バイアス電圧について説明する。
出力電圧V1が基準電源１の電圧5Vと等しくなった状態
で、電圧V5・V3とはそれぞれ0.25Vの等しい電圧とな
る。このとき、TR3・23のバイアス電流は50mAの等しい
電流が流れる。
で、電圧V5・V3とはそれぞれ0.25Vの等しい電圧とな
る。このとき、TR3・23のバイアス電流は50mAの等しい
電流が流れる。
V2は0.95V、抵抗31とツェナーダイオード34にはバイ
アス電流1.9mAが流れる。
アス電流1.9mAが流れる。
内部で発生する最大の時定数の極の周波数が10kHz、
２番目の時定数の極の周波数が50MHz以上、直流増幅率
が12500倍のものを演算増幅器２として使用すれば、第
６図に示すような帰還ループ利得を実現することがで
き、このときの出力端子10のインピーダンス特性は第７
図になる。
２番目の時定数の極の周波数が50MHz以上、直流増幅率
が12500倍のものを演算増幅器２として使用すれば、第
６図に示すような帰還ループ利得を実現することがで
き、このときの出力端子10のインピーダンス特性は第７
図になる。
第５図の＋Vccは＋15V、−Vccは−15Vである。
［発明の効果］ この発明によれば、交流電流が流入するような負荷に
対して安定に動作し、直流から数MHzまで出力インピー
ダンスにピークをもたない定電圧電源を作成することが
できる。
対して安定に動作し、直流から数MHzまで出力インピー
ダンスにピークをもたない定電圧電源を作成することが
できる。
第１図はこの発明による定電圧回路の構成図、第２図は
第１図の帰還ループの周波数特性を示す図、第３図は第
１図の出力インピーダンスを示す図、第４図は第１図の
出力電圧・電流特性を示す図、第５図は第１図の実施例
の回路図、第６図は第５図の帰還ループの周波数特性
図、第７図は第５図の出力端子10のインピーダンスを示
す図、第８図は従来技術による定電圧回路の構成図、第
９図は第８図にパルス信号源21と電源22を接続した回路
図、第10図は第８図の帰還ループの周波数特性を示す
図、第11図は第８図の出力端子10から見た内部インピー
ダンスを示す図、第12図は第８図の出力端子10の電圧特
性を示す図、第13図は第９図の各部の電圧・電流波形図
である。 １……基準電源、２……演算増幅器、３……TR（トラン
ジスタ）、４……電源、５……抵抗、６……コンデン
サ、８……コンデンサ、8A……コンデンサ８の抵抗成
分、8B……コンデンサ８の容量成分、23……TR、24……
抵抗、25……電源。
第１図の帰還ループの周波数特性を示す図、第３図は第
１図の出力インピーダンスを示す図、第４図は第１図の
出力電圧・電流特性を示す図、第５図は第１図の実施例
の回路図、第６図は第５図の帰還ループの周波数特性
図、第７図は第５図の出力端子10のインピーダンスを示
す図、第８図は従来技術による定電圧回路の構成図、第
９図は第８図にパルス信号源21と電源22を接続した回路
図、第10図は第８図の帰還ループの周波数特性を示す
図、第11図は第８図の出力端子10から見た内部インピー
ダンスを示す図、第12図は第８図の出力端子10の電圧特
性を示す図、第13図は第９図の各部の電圧・電流波形図
である。 １……基準電源、２……演算増幅器、３……TR（トラン
ジスタ）、４……電源、５……抵抗、６……コンデン
サ、８……コンデンサ、8A……コンデンサ８の抵抗成
分、8B……コンデンサ８の容量成分、23……TR、24……
抵抗、25……電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平２−9914（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−158517（ＪＰ，Ｕ) 特許2510481（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05F 1/56 G05F 1/618
Claims (1)
- 【請求項１】基準電源（１）が反転入力端子に接続さ
れ、出力端子（10）が非反転入力端子に接続される演算
増幅器（２）と、演算増幅器（２）の出力を入力とする
第１のTR（３）と、出力端子（10）と接地間に接続さ
れ、抵抗成分（8A）と容量成分（8B）をもつコンデンサ
（８）とを有し、第１のTR（３）の出力を出力端子（1
0）に接続し、演算増幅器（２）と第１のTR（３）で帰
還ループを形成する定電圧回路において、 第１のTR（３）に対しコンプリメンタリプッシュプル出
力回路を構成する第２のTR（23）と、 第１のTR（３）と第２のTR（23）のベース間に接続され
る電源（25）とを備え、 f2をコンデンサ（８）の抵抗成分（8A）と容量成分（8
B）で生じる時定数の周波数とし、f3を演算増幅器
（２）の内部で生ずる極のうち時定数が最大の周波数と
したとき、帰還ループの周波数特性をf3≧f2に設定する
ことを特徴とする定電圧回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12512890A JP2814293B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 定電圧回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12512890A JP2814293B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 定電圧回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0424709A JPH0424709A (ja) | 1992-01-28 |
| JP2814293B2 true JP2814293B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=14902547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12512890A Expired - Lifetime JP2814293B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 定電圧回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2814293B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-15 JP JP12512890A patent/JP2814293B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0424709A (ja) | 1992-01-28 |
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