JP3611100B2 - 安定化電源回路および安定化電源用デバイス - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安定化電源回路および安定化電源用デバイスに係り、特に過電流保護機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の安定化電源回路について図１１を参照しながら説明する。同図はドロッパ方式の安定化電源回路５１の回路ブロック図である。この安定化電源回路５１では出力制御素子としてのＰＮＰ型のパワートランジスタＴＲ１（以下、トランジスタＴＲ１と称する）で入力電圧Ｖｉｎを電圧降下して出力電圧Ｖｏを得る。通常動作時は、エラーアンプ５３が、抵抗Ｒ１・Ｒ２によって検出された出力電圧Ｖｏの分圧と、定電圧回路５４で発生させた基準電圧とを比較している。エラーアンプ５３はその誤差に応じて、トランジスタＴＲ５のベース電流を調整することにより、トランジスタＴＲ２を介してトランジスタＴＲ１のベース電流を調整し、出力電圧Ｖｏを定電圧化している。トランジスタＴＲ１のコレクタに過電流が流れると出力電圧Ｖｏは低下するが、通常は過電流検出回路５２で過電流を検出してトランジスタＴＲ１のベース電位を直接変化させて電流を抑える。
【０００３】
しかし、負荷Ｒ３が短絡した状態では出力電圧ＶｏはＧＮＤレベルとなり、抵抗Ｒ１・Ｒ２の分圧点の電位もＧＮＤレベルとなる。従って、短絡保護回路５６においてトランジスタＴＲ３はベース電位が低下してＯＮ状態となり、抵抗Ｒ４に電流が流れるためトランジスタＴＲ４はベース電位が上昇してＯＮ状態となる。この結果、定電流回路５５からトランジスタＴＲ５のベースに流れ込んでいた電流の一部はトランジスタＴＲ４のコレクタ電流として分岐するので、トランジスタＴＲ５のベース電流は減少し、またトランジスタＴＲ２のベースに流れ込んでいた電流の一部がトランジスタＴＲ３のエミッタ、同ベース、ダイオードＤ１、および抵抗Ｒ２を介して流れる。従って、トランジスタＴＲ２のベース電流が大きく減少し、この結果トランジスタＴＲ１のベース電流が大きく減少してトランジスタＴＲ１の出力電流Ｉｏが制限される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように出力短絡が完全ではなく、中途半端な短絡である場合にトランジスタＴＲ１での損失が非常に大きくなるという問題がある。一般的な安定化電源回路の出力電圧Ｖｏと出力電流Ｉｏとの関係を表す過電流制限特性を図１２に示す。完全短絡は、出力を完全に短絡するためにインピーダンスの小さい抵抗で出力端子間を短絡させた状態であり、同図のＡ点に相当する。このＡ点ではトランジスタＴＲ１において（Ｖｉｎ−Ｖｏ）×Ｉｏの損失が発生するが、出力電流Ｉｏは絞られていて小さいので損失は小さい。中途半端な短絡は、完全短絡よりもインピーダンスの大きい抵抗で出力端子間を短絡させた状態であり、同図のＢ点に相当する。このＢ点では出力電流Ｉｏが絞られていないので（Ｖｉｎ−Ｖｏ）×Ｉｏの損失は大きなものとなる。この状態が長く続くとデバイスが破壊されたり、プリント基板が発熱したりする不具合が発生する。従って、中途半端な短絡の場合を含む過電流検出時に出力制御素子での損失を抑えることが重要であるが、全ての過電流に対処すると、出力電圧Ｖｏを立ち上げる起動時に流れる過電流についてもこれを抑制することになってしまい、起動が困難になる。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、起動時以外の過電流検出時に出力制御素子での損失をなくすことのできる安定化電源回路、および安定化電源用デバイスを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、出力制御素子に流れる過電流を検出する過電流検出回路を有する安定化電源回路において、上記過電流と判断する基準の電流値は、フの字カーブで示される過電流制限特性の、電圧安定化領域から中途半端な短絡に対応するカーブ部分の領域に入る前の状態における電流値として設定され、上記基準の電流値を超える上記過電流を上記過電流検出回路によって検出することにより、上記過電流制限特性の中途半端な短絡から完全短絡までの短絡状態をも検出し、上記過電流検出回路により上記過電流が検出されると上記出力制御素子の出力を遮断する遮断回路と、起動開始時から起動終了時までは上記過電流が流れても上記遮断回路の遮断動作を阻止する遮断動作阻止回路とを有することを特徴としている。
【０００７】
上記の発明によれば、過電流検出回路によって出力制御素子に過電流が流れることが検出されると、遮断回路が動作して出力制御素子の出力を遮断する。これにより、過電流が短絡によるものである場合に、完全短絡であるか中途半端な短絡であるかに関わらず出力制御素子に電流を流さないので、出力制御素子における損失をなくすことができる。ただし、起動に伴う過電流に対しても出力制御素子の出力を遮断すると出力電圧が立ち上がらなくなるので、起動開始時から起動終了時までは遮断動作阻止回路によって遮断回路の遮断動作を阻止するようにする。
【０００８】
この結果、起動時以外の過電流検出時に出力制御素子での損失をなくすことのできる安定化電源回路を提供することができる。
【０００９】
さらに本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、起動とともに充電が開始され充電電圧を上記遮断動作阻止回路に入力するコンデンサを有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記充電電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止することを特徴としている。
【００１０】
上記の発明によれば、起動とともに充電が開始されるコンデンサを設け、その充電電圧が遮断動作阻止回路に入力されるようにする。遮断動作阻止回路は起動時にコンデンサの充電電圧が起動終了と見なされる値に達するまで、すなわち出力制御素子の出力電圧が立ち上がるまで遮断回路の遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００１１】
さらに本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、上記出力制御素子の出力電圧を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する出力電圧検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記出力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止することを特徴としている。
【００１２】
上記の発明によれば、出力制御素子の出力電圧を検出する出力電圧検出回路を設け、その検出結果が遮断動作阻止回路に入力されるようにする。遮断動作阻止回路は起動時に出力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで、すなわち出力電圧が立ち上がるまで遮断回路の遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００１３】
さらに本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、上記出力制御素子の入力電圧を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する入力電圧検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記入力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止することを特徴としている。
【００１４】
上記の発明によれば、出力制御素子の入力電圧を検出する入力電圧検出回路を設け、その検出結果が遮断動作阻止回路に入力されるようにする。遮断動作阻止回路は起動時に入力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで、すなわち入力電圧が立ち上がるまで遮断回路の遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００１５】
さらに本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、上記出力制御素子の出力電流を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する出力電流検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記出力電流が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止することを特徴としている。
【００１６】
上記の発明によれば、出力制御素子の出力電流を検出する出力電流検出回路を設け、その検出結果が遮断動作阻止回路に入力されるようにする。遮断動作阻止回路は起動時に出力電流が起動終了と見なされる値に達するまで、すなわち出力電流が立ち上がるまで遮断回路の遮断動作を阻止する。この出力電流の立ち上がりを起動に伴う一時的な過電流と区別するには、出力電流を電圧に変換して積分するなどすればよい。この場合、積分値が所定の値に達するまで遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００１７】
さらに本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、上記遮断動作阻止回路は、起動終了時から一定時間経過するまで上記遮断動作を阻止することを特徴としている。
【００１８】
上記の発明によれば、起動終了時から一定時間経過するまで遮断回路の遮断動作を阻止するので、確実に起動した状態で遮断動作を行わせることができる。
【００１９】
さらに本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、上記出力制御素子の出力を遮断したことを示す信号を出力する遮断信号出力回路を有することを特徴としている。
【００２０】
上記の発明によれば、出力制御素子の出力を遮断したことを示す信号が遮断信号出力回路から出力されるので、この信号を用いて過電流保護が働いたことの表示や警報を発することができる。
【００２１】
また、本発明の安定化電源用デバイスは、前記発明のいずれかに記載の安定化電源回路を集積化して１パッケージに封止したことを特徴としている。
【００２２】
上記の発明によれば、前述した安定化電源回路のいずれも集積化されて１パッケージに封止されるので、プリント基板への実装が容易になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の安定化電源回路および安定化電源用デバイスを具現する実施の一形態について図１ないし図１０を用いて説明すれば以下の通りである。
【００２４】
図１に、本実施の形態に係る安定化電源回路１の概念的な構成を示す。安定化電源回路１は、トランジスタＴＲ１、遮断回路２、遮断動作阻止回路３、ベース電流制御部４、エラーアンプ５、定電圧回路６、定電流回路７、過電流検出回路８、および抵抗Ｒ１・Ｒ２を有し、出力端子に負荷Ｒ３が接続される。
【００２５】
出力制御素子としてのトランジスタＴＲ１はＰＮＰ型のパワートランジスタであり、エミッタに印加される入力電圧Ｖｉｎを降下させて出力電圧Ｖｏを得る。抵抗Ｒ１・Ｒ２は出力ラインとＧＮＤラインとの間に設けられた分圧抵抗であり、出力電圧Ｖｏを検出する出力電圧検出回路を構成している。エラーアンプ５は抵抗Ｒ１・Ｒ２による出力電圧Ｖｏの分圧の検出結果と、定電圧回路６で発生させた基準電圧とを比較する。定電圧回路６は入力ラインから電力供給を受けている。
【００２６】
ベース電流制御部４はエラーアンプ５からの比較結果を受け、定電流回路７からの電流を用いてトランジスタＴＲ１のベース電流を増減し、出力電圧Ｖｏを一定に保つ。定電流回路７は入力ラインから電力供給を受けている。過電流検出回路８はトランジスタＴＲ１に過電流が流れるとこれを検出し、検出結果を遮断動作阻止回路３に出力する。起動時以外には遮断動作阻止回路３は過電流検出回路８から受けた過電流の検出結果をそのまま遮断回路２に出力する。遮断回路２は過電流の検出結果に基づいてトラジスタＴＲ１のベース電位を上昇させてトランジスタＴＲ１の出力を遮断する。起動時には、トランジスタＴＲ１に一次的に過電流が流れる場合があるが、この過電流を過電流検出回路８が検出して遮断回路２を動作させると出力電圧Ｖｏが立ち上がらなくなるので、起動開始時から起動終了時までは遮断動作阻止回路３が遮断回路２の遮断動作を阻止するようになっている。
【００２７】
このように、起動時以外は、過電流が短絡によるものである場合に、完全短絡であるか中途半端な短絡であるかに関わらずトランジスタＴＲ１に電流を流さないので、トランジスタＴＲ１における損失をなくすことができる。この結果、起動時以外の過電流検出時に出力制御素子での損失をなくすことのできる安定化電源回路を提供することができる。
【００２８】
次に、上記の遮断動作阻止回路３およびその周辺の構成について以下の実施例で説明する。
【００２９】
〔実施例１〕
図２は、安定化電源回路１の第１の実施例として図示した安定化電源回路１ａの回路構成である。遮断動作阻止回路３はイニシャルリセット回路１１およびＲＳフリップフロップ回路１２からなる。イニシャルリセット回路１１は入力端子を２つ有し、入力端子ａ１は入力ラインに接続され、入力端子ａ２はＣｏｕｔ端子に接続されている。Ｃｏｕｔ端子とＧＮＤラインとの間にはコンデンサＣ１が接続されている。イニシャルリセット回路１１は起動とともにこのコンデンサＣ１への充電を開始し、起動終了と見なせる充電電圧に達するまで、すなわちトランジスタＴＲ１の出力電圧Ｖｏが立ち上がるまでは出力端子ａ３からＲＳフリップフロップ回路１２のリセット端子Ｒにリセット信号（”１”）を出力する。
【００３０】
これにより、ＲＳフリップフロップ回路１２は過電流検出回路８が過電流を検出してセット信号（”１”）を出力してもこれを受け付けず、遮断回路２に遮断動作を阻止する信号を出力する。コンデンサＣ１の充電電圧が起動終了と見なせる値に達すると、その充電電圧を基にイニシャルリセット回路１１はＲＳフリップフロップ回路１２にリセット信号の出力を停止する（”０”を出力する）。これにより、その後は過電流検出回路８が過電流を検出してＲＳフリップフロップ回路１２のセット端子Ｓにセット信号（”１”）を出力すると、ＲＳフリップフロップ回路１２が遮断回路２に遮断動作を行わせる信号を出力する。このように、本実施例の安定化電源回路１ａによれば、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００３１】
次にイニシャルリセット回路１１およびＲＳフリップフロップ回路１２について詳述する。
【００３２】
図３にイニシャルリセット回路１１の構成を示す。同図において、入力端子ａ１と入力端子ａ２との間には定電流源Ｉ１が設けられ、入力端子ａ２にＮＰＮ型のトランジスタＴＲ１１のベースが接続されている。トランジスタＴＲ１１のコレクタは抵抗Ｒ１１を介して入力端子ａ１に接続され、エミッタは定電流源Ｉ２を介してＧＮＤラインに接続されている。また、トランジスタＴＲ１１のエミッタにはＮＰＮ型のトランジスタＴＲ１２のエミッタが接続されている。トランジスタＴＲ１２のベースは、入力端子ａ１と入力端子ａ２との間に直列に接続された抵抗Ｒ１２・Ｒ１３の接続点に接続されている。トラジスタＴＲ１２のコレクタはＰＮＰ型のトランジスタＴＲ１３のコレクタに接続されている。
【００３３】
トランジスタＴＲ１３のベースは自身のコレクタに接続されるとともにＰＮＰ型のトランジスタＴＲ１４のベースに接続されている。トランジスタＴＲ１３・ＴＲ１４のエミッタはともに入力端子ａ１に接続されている。すなわちトランジスタＴＲ１３・ＴＲ１４はカレントミラーを構成している。トランジスタＴＲ１４のコレクタは抵抗Ｒ１４を介してＧＮＤラインに接続されている。また、トランジスタＴＲ１４のコレクタと抵抗Ｒ１４との接続点はＮＰＮ型のトランジスタＴＲ１５のベースに接続されている。トランジスタＴＲ１５のコレクタは出力端子ａ３に接続され、エミッタはＧＮＤラインに接続されている。
【００３４】
上記の構成のイニシャルリセット回路１１において、入力電圧Ｖｉｎが投入されると定電流源Ｉ１からコンデンサＣ１へ充電電流が流れる。この充電電圧が起動終了と見なせる値に達すると、トランジスタＴＲ１１がＯＮ状態となる。これにより定電流源Ｉ２を通して抵抗Ｒ１１に電流が流れ、トランジスタＴＲ１１のエミッタが“Ｌｏｗ”レベルになる。するとトランジスタＴＲ１２のベース・エミッタ間電圧が閾値を越えるのでトランジスタＴＲ１２がＯＮ状態となり、カレントミラーに電流が流れる。このときトランジスタＴＲ１５のベース電位が“Ｈｉｇｈ”レベルになるのでトランジスタＴＲ１５がＯＮ状態となって出力端子ａ３は“Ｌｏｗ”レベルとなる。すなわち、起動が終了してリセット信号が解除された状態となる。
【００３５】
次に、図４にＲＳフリップフロップ１２の構成を示す。同図において、入力ラインとＧＮＤラインとの間に、ＮＰＮ型のトランジスタＴＲ２１・２２が設けられ、それぞれコレクタが定電流源Ｉ３、定電流源Ｉ４を介して入力ラインに接続され、エミッタがＧＮＤラインに接続されている。トランジスタＴＲ２１のベースとＧＮＤラインとの間にはコンデンサＣ２が接続され、トランジスタＴＲ２１のベースとトランジスタＴＲ２２のコレクタとの間には抵抗Ｒ２１が接続されている。トランジスタＴＲ２２のベースとトランジスタＴＲ２１のコレクタとは互いに接続されている。トランジスタＴＲ２１のコレクタはセット端子Ｓ、トランジスタＴＲ２２のコレクタはリセット端子Ｒである。前述のイニシャルリセット回路１１の動作により、リセット端子Ｒに“Ｈｉｇｈ”レベルの信号が入力されている間はコンデンサＣ２の充電電圧によりトランジスタＴＲ２１がＯＮ状態となり、セット端子Ｓは“Ｌｏｗ”レベルになる。リセット信号が解除されるとコンデンサＣ２が抵抗Ｒ２１を通して放電するので、セット端子Ｓが“Ｈｉｇｈ”レベルの信号を受け付け可能になる。
【００３６】
〔実施例２〕
図５は、安定化電源回路１の第２の実施例として図示した安定化電源回路１ｂの回路構成である。実施例１と同様に、遮断動作阻止回路３としてイニシャルリセット回路１１およびＲＳフリップフロップ回路１２を用いるが、イニシャルリセット回路１１の入力端子ａ２には、抵抗Ｒ１・Ｒ２による出力電圧Ｖｏの検出結果を入力する。これにより、出力電圧Ｖｏが所定値よりも低い間は起動時と見なし、ＲＳフリップフロップ回路１２にリセット信号を出力して遮断回路２の遮断動作を阻止する。このように本実施例の安定化電源回路１ｂによれば、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００３７】
〔実施例３〕
図６は、安定化電源回路１の第３の実施例として図示した安定化電源回路１ｃの回路構成である。実施例１と同様に、遮断動作阻止回路３としてイニシャルリセット回路１１およびＲＳフリップフロップ回路１２を用いるが、入力電圧Ｖｉｎを検出する入力電圧検出回路１３を新たに設け、イニシャルリセット回路１１の入力端子ａ２には、入力電圧検出回路１３による入力電圧Ｖｉｎの検出結果を入力する。これにより、入力電圧Ｖｉｎが所定値よりも低い間は起動時と見なし、ＲＳフリップフロップ回路１２にリセット信号を出力して遮断回路２の遮断動作を阻止する。このように本実施例の安定化電源回路１ｃによれば、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００３８】
〔実施例４〕
図７は、安定化電源回路１の第４の実施例として図示した安定化電源回路１ｄの回路構成である。実施例１と同様に、遮断動作阻止回路３としてイニシャルリセット回路１１およびＲＳフリップフロップ回路１２を用いるが、過電流検出回路８を出力電流検出回路として出力ライン上に設けて出力電流Ｉｏを検出し、イニシャルリセット回路１１の入力端子ａ２には、過電流検出回路８による出力電流Ｉｏの検出結果を入力する。イニシャルリセット回路１１は起動時に出力電流が起動終了と見なされる値に達するまで、すなわち出力電流Ｉｏが立ち上がるまでリセット信号を出力し、ＲＳフリップフロップ回路１２が遮断回路２の遮断動作を阻止する。ここで、出力電流Ｉｏの立ち上がりを起動に伴う一時的な過電流と区別するには、出力電流Ｉｏを電圧に変換して積分するなどすればよい。この場合、積分値が所定の値に達するまで遮断動作を阻止する。このように、本実施例の安定化電源回路１ｄによれば、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００３９】
〔実施例５〕
図８は、安定化電源回路１の第５の実施例として図示した安定化電源回路１ｅの回路構成である。本実施例では、遮断動作阻止回路３として、実施例１のイニシャルリセット回路１１およびＲＳフリップフロップ回路１２と、新たに設けたタイミング回路１４とを用いる。タイミング回路１４は、コンデンサＣ１が図３のトランジスタＴＲ１１がＯＮ状態となる電圧まで充電されてイニシャルリセット回路１１から出力されたリセット信号の解除を、一定時間保持した後にＲＳフリップフロップ回路１２に出力するものである。すなわち、安定化電源回路１ｅの起動終了時から一定時間経過するまで遮断回路２の遮断動作を阻止する。このように本実施例の安定化電源回路１ｅによれば、確実に起動した状態で遮断回路２に遮断動作を行わせることができる。
【００４０】
〔実施例６〕
図９は、安定化電源回路１の第６の実施例として図示した安定化電源回路１ｆの回路構成である。本実施例の安定化電源回路１ｆは実施例５の安定化電源回路１ｅに遮断信号出力回路１５を追加したものである。遮断信号出力回路１５は、安定化電源回路１ｆの起動が終了した後に過電流検出回路８によって過電流が検出されると、ＲＳフリップフロップ回路１２から遮断回路２に遮断動作を指示したことを示す信号を受けて、トランジスタＴＲ１の出力を遮断したことを示す信号を出力する。この信号はユーザがどのように用いてもよく、例えば過電流保護が働いたことの表示や警報を発するのに用いることができる。このように本実施例の安定化電源回路１ｆによれば、出力制御素子の出力の遮断を示す信号を外部に取り出すことができる。
【００４１】
なお、以上に述べた安定化電源回路１・１ａ・１ｂ・…・１ｆのそれぞれを集積化し、図１０に示すように１パッケージに封止した安定化電源用デバイス１６として提供することができる。同図の安定化電源用デバイス１６は図２の安定化電源回路１ａの一点鎖線内を集積化したものを樹脂１６ｂで封止してパッケージ化したものである。リード端子１６ａ…としては入力電圧Ｖｉｎの入力端子、出力電圧Ｖｏの出力端子、ＧＮＤ端子、およびコンデンサＣ１が接続されるＣｏｕｔ端子が設けられているが、これに限らず、図９の安定化電源回路１ｆの場合には遮断信号出力回路１５の出力端子が設けられていてもよい。樹脂１６ｂの一面側には放熱板１６ｃが設けられている。この放熱板をビス孔１６ｄを用いてヒートシンクなどに取り付けることができる。このような安定化電源用デバイス１６によって安定化電源回路１・１ａ・１ｂ・…・１ｆのプリント基板への実装が容易になる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の安定化電源回路は、以上のように、上記過電流と判断する基準の電流値は、フの字カーブで示される過電流制限特性の、電圧安定化領域から中途半端な短絡に対応するカーブ部分の領域に入る前の状態における電流値として設定され、上記基準の電流値を超える上記過電流を上記過電流検出回路によって検出することにより、上記過電流制限特性の中途半端な短絡から完全短絡までの短絡状態をも検出し、上記過電流検出回路により上記過電流が検出されると上記出力制御素子の出力を遮断する遮断回路と、起動開始時から起動終了時までは上記過電流が流れても上記遮断回路の遮断動作を阻止する遮断動作阻止回路とを有する構成である。
【００４３】
それゆえ、過電流が短絡によるものである場合に、完全短絡であるか中途半端な短絡であるかに関わらず出力制御素子に電流を流さないので、出力制御素子における損失をなくすことができる。ただし、起動開始時から起動終了時までは遮断動作阻止回路によって遮断回路の遮断動作を阻止し、起動に伴う過電流に対しては出力制御素子の出力を遮断しないようにする。
【００４４】
この結果、起動時以外の過電流検出時に出力制御素子での損失をなくすことのできる安定化電源回路を提供することができるという効果を奏する。
【００４５】
さらに本発明の安定化電源回路は、以上のように、起動とともに充電が開始され充電電圧を上記遮断動作阻止回路に入力するコンデンサを有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記充電電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止する構成である。
【００４６】
それゆえ、遮断動作阻止回路は起動時にコンデンサの充電電圧が起動終了と見なされる値に達するまで遮断回路の遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができるという効果を奏する。
【００４７】
さらに本発明の安定化電源回路は、以上のように、上記出力制御素子の出力電圧を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する出力電圧検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記出力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止する構成である。
【００４８】
それゆえ、遮断動作阻止回路は起動時に出力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで遮断回路の遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができるという効果を奏する。
【００４９】
さらに本発明の安定化電源回路は、以上のように、上記出力制御素子の入力電圧を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する入力電圧検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記入力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止する構成である。
【００５０】
それゆえ、遮断動作阻止回路は起動時に入力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで遮断回路の遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができるという効果を奏する。
【００５１】
さらに本発明の安定化電源回路は、以上のように、上記出力制御素子の出力電流を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する出力電流検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記出力電流が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止する構成である。
【００５２】
それゆえ、遮断動作阻止回路は起動時に出力電流が起動終了と見なされる値に達するまで、すなわち出力電流が立ち上がるまで遮断回路の遮断動作を阻止する。この出力電流の立ち上がりを起動に伴う一時的な過電流と区別するには、出力電流を電圧に変換して積分するなどすればよい。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができるという効果を奏する。
【００５３】
さらに本発明の安定化電源回路は、以上のように、上記遮断動作阻止回路は、起動終了時から一定時間経過するまで上記遮断動作を阻止する構成である。
【００５４】
それゆえ、確実に起動した状態で遮断回路に遮断動作を行わせることができるという効果を奏する。
【００５５】
さらに本発明の安定化電源回路は、以上のように、上記出力制御素子の出力を遮断したことを示す信号を出力する遮断信号出力回路を有する構成である。
【００５６】
それゆえ、出力制御素子の出力を遮断したことを示す信号を用いて過電流保護が働いたことの表示や警報を発することができるという効果を奏する。
【００５７】
また、本発明の安定化電源用デバイスは、前記発明のいずれかに記載の安定化電源回路を集積化して１パッケージに封止した構成である。
【００５８】
それゆえ、安定化電源回路のプリント基板への実装が容易になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態における安定化電源回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】図１の安定化電源回路に対する第１の実施例の構成を示す回路ブロック図である。
【図３】図２の安定化電源回路の一部の構成を示す回路図である。
【図４】図２の安定化電源回路の他の一部の構成を示す回路図である。
【図５】図１の安定化電源回路に対する第２の実施例の構成を示す回路ブロック図である。
【図６】図１の安定化電源回路に対する第３の実施例の構成を示す回路ブロック図である。
【図７】図１の安定化電源回路に対する第４の実施例の構成を示す回路ブロック図である。
【図８】図１の安定化電源回路に対する第５の実施例の構成を示す回路ブロック図である。
【図９】図１の安定化電源回路に対する第６の実施例の構成を示す回路ブロック図である。
【図１０】本発明の実施の一形態における安定化電源用デバイスの構成を示す平面図である。
【図１１】従来の安定化電源回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】一般的な安定化電源回路の過電流制限特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 安定化電源回路
１ａ〜１ｆ 安定化電源回路
２ 遮断回路
３ 遮断動作阻止回路
８ 過電流検出回路（出力電流検出回路）
１１ イニシャルリセット回路（遮断動作阻止回路）
１２ ＲＳフリップフロップ回路（遮断動作阻止回路）
１３ 入力電圧検出回路
１４ タイミング回路（遮断動作阻止回路）
１５ 遮断信号出力回路
１６ 安定化電源用デバイス
Ｃ１ コンデンサ
Ｒ１・Ｒ２ 抵抗（出力電圧検出回路）
Ｒ３ 負荷
ＴＲ１ トランジスタ（出力制御素子）
Ｖｉｎ 入力電圧
Ｖｏ 出力電圧
【発明の属する技術分野】
本発明は、安定化電源回路および安定化電源用デバイスに係り、特に過電流保護機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の安定化電源回路について図１１を参照しながら説明する。同図はドロッパ方式の安定化電源回路５１の回路ブロック図である。この安定化電源回路５１では出力制御素子としてのＰＮＰ型のパワートランジスタＴＲ１（以下、トランジスタＴＲ１と称する）で入力電圧Ｖｉｎを電圧降下して出力電圧Ｖｏを得る。通常動作時は、エラーアンプ５３が、抵抗Ｒ１・Ｒ２によって検出された出力電圧Ｖｏの分圧と、定電圧回路５４で発生させた基準電圧とを比較している。エラーアンプ５３はその誤差に応じて、トランジスタＴＲ５のベース電流を調整することにより、トランジスタＴＲ２を介してトランジスタＴＲ１のベース電流を調整し、出力電圧Ｖｏを定電圧化している。トランジスタＴＲ１のコレクタに過電流が流れると出力電圧Ｖｏは低下するが、通常は過電流検出回路５２で過電流を検出してトランジスタＴＲ１のベース電位を直接変化させて電流を抑える。
【０００３】
しかし、負荷Ｒ３が短絡した状態では出力電圧ＶｏはＧＮＤレベルとなり、抵抗Ｒ１・Ｒ２の分圧点の電位もＧＮＤレベルとなる。従って、短絡保護回路５６においてトランジスタＴＲ３はベース電位が低下してＯＮ状態となり、抵抗Ｒ４に電流が流れるためトランジスタＴＲ４はベース電位が上昇してＯＮ状態となる。この結果、定電流回路５５からトランジスタＴＲ５のベースに流れ込んでいた電流の一部はトランジスタＴＲ４のコレクタ電流として分岐するので、トランジスタＴＲ５のベース電流は減少し、またトランジスタＴＲ２のベースに流れ込んでいた電流の一部がトランジスタＴＲ３のエミッタ、同ベース、ダイオードＤ１、および抵抗Ｒ２を介して流れる。従って、トランジスタＴＲ２のベース電流が大きく減少し、この結果トランジスタＴＲ１のベース電流が大きく減少してトランジスタＴＲ１の出力電流Ｉｏが制限される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように出力短絡が完全ではなく、中途半端な短絡である場合にトランジスタＴＲ１での損失が非常に大きくなるという問題がある。一般的な安定化電源回路の出力電圧Ｖｏと出力電流Ｉｏとの関係を表す過電流制限特性を図１２に示す。完全短絡は、出力を完全に短絡するためにインピーダンスの小さい抵抗で出力端子間を短絡させた状態であり、同図のＡ点に相当する。このＡ点ではトランジスタＴＲ１において（Ｖｉｎ−Ｖｏ）×Ｉｏの損失が発生するが、出力電流Ｉｏは絞られていて小さいので損失は小さい。中途半端な短絡は、完全短絡よりもインピーダンスの大きい抵抗で出力端子間を短絡させた状態であり、同図のＢ点に相当する。このＢ点では出力電流Ｉｏが絞られていないので（Ｖｉｎ−Ｖｏ）×Ｉｏの損失は大きなものとなる。この状態が長く続くとデバイスが破壊されたり、プリント基板が発熱したりする不具合が発生する。従って、中途半端な短絡の場合を含む過電流検出時に出力制御素子での損失を抑えることが重要であるが、全ての過電流に対処すると、出力電圧Ｖｏを立ち上げる起動時に流れる過電流についてもこれを抑制することになってしまい、起動が困難になる。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、起動時以外の過電流検出時に出力制御素子での損失をなくすことのできる安定化電源回路、および安定化電源用デバイスを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、出力制御素子に流れる過電流を検出する過電流検出回路を有する安定化電源回路において、上記過電流と判断する基準の電流値は、フの字カーブで示される過電流制限特性の、電圧安定化領域から中途半端な短絡に対応するカーブ部分の領域に入る前の状態における電流値として設定され、上記基準の電流値を超える上記過電流を上記過電流検出回路によって検出することにより、上記過電流制限特性の中途半端な短絡から完全短絡までの短絡状態をも検出し、上記過電流検出回路により上記過電流が検出されると上記出力制御素子の出力を遮断する遮断回路と、起動開始時から起動終了時までは上記過電流が流れても上記遮断回路の遮断動作を阻止する遮断動作阻止回路とを有することを特徴としている。
【０００７】
上記の発明によれば、過電流検出回路によって出力制御素子に過電流が流れることが検出されると、遮断回路が動作して出力制御素子の出力を遮断する。これにより、過電流が短絡によるものである場合に、完全短絡であるか中途半端な短絡であるかに関わらず出力制御素子に電流を流さないので、出力制御素子における損失をなくすことができる。ただし、起動に伴う過電流に対しても出力制御素子の出力を遮断すると出力電圧が立ち上がらなくなるので、起動開始時から起動終了時までは遮断動作阻止回路によって遮断回路の遮断動作を阻止するようにする。
【０００８】
この結果、起動時以外の過電流検出時に出力制御素子での損失をなくすことのできる安定化電源回路を提供することができる。
【０００９】
さらに本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、起動とともに充電が開始され充電電圧を上記遮断動作阻止回路に入力するコンデンサを有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記充電電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止することを特徴としている。
【００１０】
上記の発明によれば、起動とともに充電が開始されるコンデンサを設け、その充電電圧が遮断動作阻止回路に入力されるようにする。遮断動作阻止回路は起動時にコンデンサの充電電圧が起動終了と見なされる値に達するまで、すなわち出力制御素子の出力電圧が立ち上がるまで遮断回路の遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００１１】
さらに本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、上記出力制御素子の出力電圧を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する出力電圧検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記出力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止することを特徴としている。
【００１２】
上記の発明によれば、出力制御素子の出力電圧を検出する出力電圧検出回路を設け、その検出結果が遮断動作阻止回路に入力されるようにする。遮断動作阻止回路は起動時に出力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで、すなわち出力電圧が立ち上がるまで遮断回路の遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００１３】
さらに本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、上記出力制御素子の入力電圧を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する入力電圧検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記入力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止することを特徴としている。
【００１４】
上記の発明によれば、出力制御素子の入力電圧を検出する入力電圧検出回路を設け、その検出結果が遮断動作阻止回路に入力されるようにする。遮断動作阻止回路は起動時に入力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで、すなわち入力電圧が立ち上がるまで遮断回路の遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００１５】
さらに本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、上記出力制御素子の出力電流を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する出力電流検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記出力電流が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止することを特徴としている。
【００１６】
上記の発明によれば、出力制御素子の出力電流を検出する出力電流検出回路を設け、その検出結果が遮断動作阻止回路に入力されるようにする。遮断動作阻止回路は起動時に出力電流が起動終了と見なされる値に達するまで、すなわち出力電流が立ち上がるまで遮断回路の遮断動作を阻止する。この出力電流の立ち上がりを起動に伴う一時的な過電流と区別するには、出力電流を電圧に変換して積分するなどすればよい。この場合、積分値が所定の値に達するまで遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００１７】
さらに本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、上記遮断動作阻止回路は、起動終了時から一定時間経過するまで上記遮断動作を阻止することを特徴としている。
【００１８】
上記の発明によれば、起動終了時から一定時間経過するまで遮断回路の遮断動作を阻止するので、確実に起動した状態で遮断動作を行わせることができる。
【００１９】
さらに本発明の安定化電源回路は、上記課題を解決するために、上記出力制御素子の出力を遮断したことを示す信号を出力する遮断信号出力回路を有することを特徴としている。
【００２０】
上記の発明によれば、出力制御素子の出力を遮断したことを示す信号が遮断信号出力回路から出力されるので、この信号を用いて過電流保護が働いたことの表示や警報を発することができる。
【００２１】
また、本発明の安定化電源用デバイスは、前記発明のいずれかに記載の安定化電源回路を集積化して１パッケージに封止したことを特徴としている。
【００２２】
上記の発明によれば、前述した安定化電源回路のいずれも集積化されて１パッケージに封止されるので、プリント基板への実装が容易になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の安定化電源回路および安定化電源用デバイスを具現する実施の一形態について図１ないし図１０を用いて説明すれば以下の通りである。
【００２４】
図１に、本実施の形態に係る安定化電源回路１の概念的な構成を示す。安定化電源回路１は、トランジスタＴＲ１、遮断回路２、遮断動作阻止回路３、ベース電流制御部４、エラーアンプ５、定電圧回路６、定電流回路７、過電流検出回路８、および抵抗Ｒ１・Ｒ２を有し、出力端子に負荷Ｒ３が接続される。
【００２５】
出力制御素子としてのトランジスタＴＲ１はＰＮＰ型のパワートランジスタであり、エミッタに印加される入力電圧Ｖｉｎを降下させて出力電圧Ｖｏを得る。抵抗Ｒ１・Ｒ２は出力ラインとＧＮＤラインとの間に設けられた分圧抵抗であり、出力電圧Ｖｏを検出する出力電圧検出回路を構成している。エラーアンプ５は抵抗Ｒ１・Ｒ２による出力電圧Ｖｏの分圧の検出結果と、定電圧回路６で発生させた基準電圧とを比較する。定電圧回路６は入力ラインから電力供給を受けている。
【００２６】
ベース電流制御部４はエラーアンプ５からの比較結果を受け、定電流回路７からの電流を用いてトランジスタＴＲ１のベース電流を増減し、出力電圧Ｖｏを一定に保つ。定電流回路７は入力ラインから電力供給を受けている。過電流検出回路８はトランジスタＴＲ１に過電流が流れるとこれを検出し、検出結果を遮断動作阻止回路３に出力する。起動時以外には遮断動作阻止回路３は過電流検出回路８から受けた過電流の検出結果をそのまま遮断回路２に出力する。遮断回路２は過電流の検出結果に基づいてトラジスタＴＲ１のベース電位を上昇させてトランジスタＴＲ１の出力を遮断する。起動時には、トランジスタＴＲ１に一次的に過電流が流れる場合があるが、この過電流を過電流検出回路８が検出して遮断回路２を動作させると出力電圧Ｖｏが立ち上がらなくなるので、起動開始時から起動終了時までは遮断動作阻止回路３が遮断回路２の遮断動作を阻止するようになっている。
【００２７】
このように、起動時以外は、過電流が短絡によるものである場合に、完全短絡であるか中途半端な短絡であるかに関わらずトランジスタＴＲ１に電流を流さないので、トランジスタＴＲ１における損失をなくすことができる。この結果、起動時以外の過電流検出時に出力制御素子での損失をなくすことのできる安定化電源回路を提供することができる。
【００２８】
次に、上記の遮断動作阻止回路３およびその周辺の構成について以下の実施例で説明する。
【００２９】
〔実施例１〕
図２は、安定化電源回路１の第１の実施例として図示した安定化電源回路１ａの回路構成である。遮断動作阻止回路３はイニシャルリセット回路１１およびＲＳフリップフロップ回路１２からなる。イニシャルリセット回路１１は入力端子を２つ有し、入力端子ａ１は入力ラインに接続され、入力端子ａ２はＣｏｕｔ端子に接続されている。Ｃｏｕｔ端子とＧＮＤラインとの間にはコンデンサＣ１が接続されている。イニシャルリセット回路１１は起動とともにこのコンデンサＣ１への充電を開始し、起動終了と見なせる充電電圧に達するまで、すなわちトランジスタＴＲ１の出力電圧Ｖｏが立ち上がるまでは出力端子ａ３からＲＳフリップフロップ回路１２のリセット端子Ｒにリセット信号（”１”）を出力する。
【００３０】
これにより、ＲＳフリップフロップ回路１２は過電流検出回路８が過電流を検出してセット信号（”１”）を出力してもこれを受け付けず、遮断回路２に遮断動作を阻止する信号を出力する。コンデンサＣ１の充電電圧が起動終了と見なせる値に達すると、その充電電圧を基にイニシャルリセット回路１１はＲＳフリップフロップ回路１２にリセット信号の出力を停止する（”０”を出力する）。これにより、その後は過電流検出回路８が過電流を検出してＲＳフリップフロップ回路１２のセット端子Ｓにセット信号（”１”）を出力すると、ＲＳフリップフロップ回路１２が遮断回路２に遮断動作を行わせる信号を出力する。このように、本実施例の安定化電源回路１ａによれば、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００３１】
次にイニシャルリセット回路１１およびＲＳフリップフロップ回路１２について詳述する。
【００３２】
図３にイニシャルリセット回路１１の構成を示す。同図において、入力端子ａ１と入力端子ａ２との間には定電流源Ｉ１が設けられ、入力端子ａ２にＮＰＮ型のトランジスタＴＲ１１のベースが接続されている。トランジスタＴＲ１１のコレクタは抵抗Ｒ１１を介して入力端子ａ１に接続され、エミッタは定電流源Ｉ２を介してＧＮＤラインに接続されている。また、トランジスタＴＲ１１のエミッタにはＮＰＮ型のトランジスタＴＲ１２のエミッタが接続されている。トランジスタＴＲ１２のベースは、入力端子ａ１と入力端子ａ２との間に直列に接続された抵抗Ｒ１２・Ｒ１３の接続点に接続されている。トラジスタＴＲ１２のコレクタはＰＮＰ型のトランジスタＴＲ１３のコレクタに接続されている。
【００３３】
トランジスタＴＲ１３のベースは自身のコレクタに接続されるとともにＰＮＰ型のトランジスタＴＲ１４のベースに接続されている。トランジスタＴＲ１３・ＴＲ１４のエミッタはともに入力端子ａ１に接続されている。すなわちトランジスタＴＲ１３・ＴＲ１４はカレントミラーを構成している。トランジスタＴＲ１４のコレクタは抵抗Ｒ１４を介してＧＮＤラインに接続されている。また、トランジスタＴＲ１４のコレクタと抵抗Ｒ１４との接続点はＮＰＮ型のトランジスタＴＲ１５のベースに接続されている。トランジスタＴＲ１５のコレクタは出力端子ａ３に接続され、エミッタはＧＮＤラインに接続されている。
【００３４】
上記の構成のイニシャルリセット回路１１において、入力電圧Ｖｉｎが投入されると定電流源Ｉ１からコンデンサＣ１へ充電電流が流れる。この充電電圧が起動終了と見なせる値に達すると、トランジスタＴＲ１１がＯＮ状態となる。これにより定電流源Ｉ２を通して抵抗Ｒ１１に電流が流れ、トランジスタＴＲ１１のエミッタが“Ｌｏｗ”レベルになる。するとトランジスタＴＲ１２のベース・エミッタ間電圧が閾値を越えるのでトランジスタＴＲ１２がＯＮ状態となり、カレントミラーに電流が流れる。このときトランジスタＴＲ１５のベース電位が“Ｈｉｇｈ”レベルになるのでトランジスタＴＲ１５がＯＮ状態となって出力端子ａ３は“Ｌｏｗ”レベルとなる。すなわち、起動が終了してリセット信号が解除された状態となる。
【００３５】
次に、図４にＲＳフリップフロップ１２の構成を示す。同図において、入力ラインとＧＮＤラインとの間に、ＮＰＮ型のトランジスタＴＲ２１・２２が設けられ、それぞれコレクタが定電流源Ｉ３、定電流源Ｉ４を介して入力ラインに接続され、エミッタがＧＮＤラインに接続されている。トランジスタＴＲ２１のベースとＧＮＤラインとの間にはコンデンサＣ２が接続され、トランジスタＴＲ２１のベースとトランジスタＴＲ２２のコレクタとの間には抵抗Ｒ２１が接続されている。トランジスタＴＲ２２のベースとトランジスタＴＲ２１のコレクタとは互いに接続されている。トランジスタＴＲ２１のコレクタはセット端子Ｓ、トランジスタＴＲ２２のコレクタはリセット端子Ｒである。前述のイニシャルリセット回路１１の動作により、リセット端子Ｒに“Ｈｉｇｈ”レベルの信号が入力されている間はコンデンサＣ２の充電電圧によりトランジスタＴＲ２１がＯＮ状態となり、セット端子Ｓは“Ｌｏｗ”レベルになる。リセット信号が解除されるとコンデンサＣ２が抵抗Ｒ２１を通して放電するので、セット端子Ｓが“Ｈｉｇｈ”レベルの信号を受け付け可能になる。
【００３６】
〔実施例２〕
図５は、安定化電源回路１の第２の実施例として図示した安定化電源回路１ｂの回路構成である。実施例１と同様に、遮断動作阻止回路３としてイニシャルリセット回路１１およびＲＳフリップフロップ回路１２を用いるが、イニシャルリセット回路１１の入力端子ａ２には、抵抗Ｒ１・Ｒ２による出力電圧Ｖｏの検出結果を入力する。これにより、出力電圧Ｖｏが所定値よりも低い間は起動時と見なし、ＲＳフリップフロップ回路１２にリセット信号を出力して遮断回路２の遮断動作を阻止する。このように本実施例の安定化電源回路１ｂによれば、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００３７】
〔実施例３〕
図６は、安定化電源回路１の第３の実施例として図示した安定化電源回路１ｃの回路構成である。実施例１と同様に、遮断動作阻止回路３としてイニシャルリセット回路１１およびＲＳフリップフロップ回路１２を用いるが、入力電圧Ｖｉｎを検出する入力電圧検出回路１３を新たに設け、イニシャルリセット回路１１の入力端子ａ２には、入力電圧検出回路１３による入力電圧Ｖｉｎの検出結果を入力する。これにより、入力電圧Ｖｉｎが所定値よりも低い間は起動時と見なし、ＲＳフリップフロップ回路１２にリセット信号を出力して遮断回路２の遮断動作を阻止する。このように本実施例の安定化電源回路１ｃによれば、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００３８】
〔実施例４〕
図７は、安定化電源回路１の第４の実施例として図示した安定化電源回路１ｄの回路構成である。実施例１と同様に、遮断動作阻止回路３としてイニシャルリセット回路１１およびＲＳフリップフロップ回路１２を用いるが、過電流検出回路８を出力電流検出回路として出力ライン上に設けて出力電流Ｉｏを検出し、イニシャルリセット回路１１の入力端子ａ２には、過電流検出回路８による出力電流Ｉｏの検出結果を入力する。イニシャルリセット回路１１は起動時に出力電流が起動終了と見なされる値に達するまで、すなわち出力電流Ｉｏが立ち上がるまでリセット信号を出力し、ＲＳフリップフロップ回路１２が遮断回路２の遮断動作を阻止する。ここで、出力電流Ｉｏの立ち上がりを起動に伴う一時的な過電流と区別するには、出力電流Ｉｏを電圧に変換して積分するなどすればよい。この場合、積分値が所定の値に達するまで遮断動作を阻止する。このように、本実施例の安定化電源回路１ｄによれば、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができる。
【００３９】
〔実施例５〕
図８は、安定化電源回路１の第５の実施例として図示した安定化電源回路１ｅの回路構成である。本実施例では、遮断動作阻止回路３として、実施例１のイニシャルリセット回路１１およびＲＳフリップフロップ回路１２と、新たに設けたタイミング回路１４とを用いる。タイミング回路１４は、コンデンサＣ１が図３のトランジスタＴＲ１１がＯＮ状態となる電圧まで充電されてイニシャルリセット回路１１から出力されたリセット信号の解除を、一定時間保持した後にＲＳフリップフロップ回路１２に出力するものである。すなわち、安定化電源回路１ｅの起動終了時から一定時間経過するまで遮断回路２の遮断動作を阻止する。このように本実施例の安定化電源回路１ｅによれば、確実に起動した状態で遮断回路２に遮断動作を行わせることができる。
【００４０】
〔実施例６〕
図９は、安定化電源回路１の第６の実施例として図示した安定化電源回路１ｆの回路構成である。本実施例の安定化電源回路１ｆは実施例５の安定化電源回路１ｅに遮断信号出力回路１５を追加したものである。遮断信号出力回路１５は、安定化電源回路１ｆの起動が終了した後に過電流検出回路８によって過電流が検出されると、ＲＳフリップフロップ回路１２から遮断回路２に遮断動作を指示したことを示す信号を受けて、トランジスタＴＲ１の出力を遮断したことを示す信号を出力する。この信号はユーザがどのように用いてもよく、例えば過電流保護が働いたことの表示や警報を発するのに用いることができる。このように本実施例の安定化電源回路１ｆによれば、出力制御素子の出力の遮断を示す信号を外部に取り出すことができる。
【００４１】
なお、以上に述べた安定化電源回路１・１ａ・１ｂ・…・１ｆのそれぞれを集積化し、図１０に示すように１パッケージに封止した安定化電源用デバイス１６として提供することができる。同図の安定化電源用デバイス１６は図２の安定化電源回路１ａの一点鎖線内を集積化したものを樹脂１６ｂで封止してパッケージ化したものである。リード端子１６ａ…としては入力電圧Ｖｉｎの入力端子、出力電圧Ｖｏの出力端子、ＧＮＤ端子、およびコンデンサＣ１が接続されるＣｏｕｔ端子が設けられているが、これに限らず、図９の安定化電源回路１ｆの場合には遮断信号出力回路１５の出力端子が設けられていてもよい。樹脂１６ｂの一面側には放熱板１６ｃが設けられている。この放熱板をビス孔１６ｄを用いてヒートシンクなどに取り付けることができる。このような安定化電源用デバイス１６によって安定化電源回路１・１ａ・１ｂ・…・１ｆのプリント基板への実装が容易になる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の安定化電源回路は、以上のように、上記過電流と判断する基準の電流値は、フの字カーブで示される過電流制限特性の、電圧安定化領域から中途半端な短絡に対応するカーブ部分の領域に入る前の状態における電流値として設定され、上記基準の電流値を超える上記過電流を上記過電流検出回路によって検出することにより、上記過電流制限特性の中途半端な短絡から完全短絡までの短絡状態をも検出し、上記過電流検出回路により上記過電流が検出されると上記出力制御素子の出力を遮断する遮断回路と、起動開始時から起動終了時までは上記過電流が流れても上記遮断回路の遮断動作を阻止する遮断動作阻止回路とを有する構成である。
【００４３】
それゆえ、過電流が短絡によるものである場合に、完全短絡であるか中途半端な短絡であるかに関わらず出力制御素子に電流を流さないので、出力制御素子における損失をなくすことができる。ただし、起動開始時から起動終了時までは遮断動作阻止回路によって遮断回路の遮断動作を阻止し、起動に伴う過電流に対しては出力制御素子の出力を遮断しないようにする。
【００４４】
この結果、起動時以外の過電流検出時に出力制御素子での損失をなくすことのできる安定化電源回路を提供することができるという効果を奏する。
【００４５】
さらに本発明の安定化電源回路は、以上のように、起動とともに充電が開始され充電電圧を上記遮断動作阻止回路に入力するコンデンサを有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記充電電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止する構成である。
【００４６】
それゆえ、遮断動作阻止回路は起動時にコンデンサの充電電圧が起動終了と見なされる値に達するまで遮断回路の遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができるという効果を奏する。
【００４７】
さらに本発明の安定化電源回路は、以上のように、上記出力制御素子の出力電圧を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する出力電圧検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記出力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止する構成である。
【００４８】
それゆえ、遮断動作阻止回路は起動時に出力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで遮断回路の遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができるという効果を奏する。
【００４９】
さらに本発明の安定化電源回路は、以上のように、上記出力制御素子の入力電圧を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する入力電圧検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記入力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止する構成である。
【００５０】
それゆえ、遮断動作阻止回路は起動時に入力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで遮断回路の遮断動作を阻止する。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができるという効果を奏する。
【００５１】
さらに本発明の安定化電源回路は、以上のように、上記出力制御素子の出力電流を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する出力電流検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記出力電流が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止する構成である。
【００５２】
それゆえ、遮断動作阻止回路は起動時に出力電流が起動終了と見なされる値に達するまで、すなわち出力電流が立ち上がるまで遮断回路の遮断動作を阻止する。この出力電流の立ち上がりを起動に伴う一時的な過電流と区別するには、出力電流を電圧に変換して積分するなどすればよい。これにより、起動に伴う過電流に基づいて出力制御素子の出力を遮断しないようにすることができるという効果を奏する。
【００５３】
さらに本発明の安定化電源回路は、以上のように、上記遮断動作阻止回路は、起動終了時から一定時間経過するまで上記遮断動作を阻止する構成である。
【００５４】
それゆえ、確実に起動した状態で遮断回路に遮断動作を行わせることができるという効果を奏する。
【００５５】
さらに本発明の安定化電源回路は、以上のように、上記出力制御素子の出力を遮断したことを示す信号を出力する遮断信号出力回路を有する構成である。
【００５６】
それゆえ、出力制御素子の出力を遮断したことを示す信号を用いて過電流保護が働いたことの表示や警報を発することができるという効果を奏する。
【００５７】
また、本発明の安定化電源用デバイスは、前記発明のいずれかに記載の安定化電源回路を集積化して１パッケージに封止した構成である。
【００５８】
それゆえ、安定化電源回路のプリント基板への実装が容易になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態における安定化電源回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】図１の安定化電源回路に対する第１の実施例の構成を示す回路ブロック図である。
【図３】図２の安定化電源回路の一部の構成を示す回路図である。
【図４】図２の安定化電源回路の他の一部の構成を示す回路図である。
【図５】図１の安定化電源回路に対する第２の実施例の構成を示す回路ブロック図である。
【図６】図１の安定化電源回路に対する第３の実施例の構成を示す回路ブロック図である。
【図７】図１の安定化電源回路に対する第４の実施例の構成を示す回路ブロック図である。
【図８】図１の安定化電源回路に対する第５の実施例の構成を示す回路ブロック図である。
【図９】図１の安定化電源回路に対する第６の実施例の構成を示す回路ブロック図である。
【図１０】本発明の実施の一形態における安定化電源用デバイスの構成を示す平面図である。
【図１１】従来の安定化電源回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】一般的な安定化電源回路の過電流制限特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 安定化電源回路
１ａ〜１ｆ 安定化電源回路
２ 遮断回路
３ 遮断動作阻止回路
８ 過電流検出回路（出力電流検出回路）
１１ イニシャルリセット回路（遮断動作阻止回路）
１２ ＲＳフリップフロップ回路（遮断動作阻止回路）
１３ 入力電圧検出回路
１４ タイミング回路（遮断動作阻止回路）
１５ 遮断信号出力回路
１６ 安定化電源用デバイス
Ｃ１ コンデンサ
Ｒ１・Ｒ２ 抵抗（出力電圧検出回路）
Ｒ３ 負荷
ＴＲ１ トランジスタ（出力制御素子）
Ｖｉｎ 入力電圧
Ｖｏ 出力電圧
Claims (8)
- 出力制御素子に流れる過電流を検出する過電流検出回路を有する安定化電源回路において、
上記過電流と判断する基準の電流値は、フの字カーブで示される過電流制限特性の、電圧安定化領域から中途半端な短絡に対応するカーブ部分の領域に入る前の状態における電流値として設定され、
上記基準の電流値を超える上記過電流を上記過電流検出回路によって検出することにより、上記過電流制限特性の中途半端な短絡から完全短絡までの短絡状態をも検出し、
上記過電流検出回路により上記過電流が検出されると上記出力制御素子の出力を遮断する遮断回路と、起動開始時から起動終了時までは上記過電流が流れても上記遮断回路の遮断動作を阻止する遮断動作阻止回路とを有することを特徴とする安定化電源回路。 - 起動とともに充電が開始され充電電圧を上記遮断動作阻止回路に入力するコンデンサを有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記充電電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止することを特徴とする請求項１に記載の安定化電源回路。
- 上記出力制御素子の出力電圧を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する出力電圧検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記出力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止することを特徴とする請求項１に記載の安定化電源回路。
- 上記出力制御素子の入力電圧を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する入力電圧検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記入力電圧が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止することを特徴とする請求項１に記載の安定化電源回路。
- 上記出力制御素子の出力電流を検出して検出結果を上記遮断動作阻止回路に入力する出力電流検出回路を有し、上記遮断動作阻止回路は起動時に上記出力電流が起動終了と見なされる値に達するまで上記遮断動作を阻止することを特徴とする請求項１に記載の安定化電源回路。
- 上記遮断動作阻止回路は、起動終了時から一定時間経過するまで上記遮断動作を阻止することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の安定化電源回路。
- 上記出力制御素子の出力を遮断したことを示す信号を出力する遮断信号出力回路を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の安定化電源回路。
- 請求項１ないし７のいずれかに記載の安定化電源回路を集積化して１パッケージに封止したことを特徴とする安定化電源用デバイス。
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