JP4315958B2 - Power supply - Google Patents

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Description

本発明は、シリーズレギュレータや定電圧電源等の電源装置及びこの電源装置を構成する半導体集積回路装置に関する。   The present invention relates to a power supply device such as a series regulator or a constant voltage power supply, and a semiconductor integrated circuit device constituting the power supply device.

図6に、従来使用されている電源装置の内部構成を示す回路図を示す。この従来の電源装置は、スイッチ1,2と、スイッチ2を介して電源電圧VCCが印加される定電流源3,4,5及び抵抗R1と、pnp型トランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr6,TR8と、npn型トランジスタTr4,Tr5,Tr7と、出力端子6と、出力端子6の出力電圧を分圧するための抵抗R2,R3とから構成される。 FIG. 6 is a circuit diagram showing the internal configuration of a power supply device conventionally used. This conventional power supply device includes switches 1 and 2, constant current sources 3, 4, 5 and a resistor R 1 to which a power supply voltage V CC is applied via a switch 2, and pnp transistors Tr 1, Tr 2, Tr 3, Tr 6, It comprises TR8, npn transistors Tr4, Tr5, Tr7, an output terminal 6, and resistors R2, R3 for dividing the output voltage of the output terminal 6.

トランジスタTr1は、ベースにスイッチ1が接続され、エミッタが定電流源3に接続されるとともに、コレクタが接地されている。トランジスタTr2,Tr3は、エミッタが定電流源4に接続され、それぞれのベースにトランジスタTr1,Tr6のエミッタが接続されるとともに、それぞれのコレクタにトランジスタTr4,Tr5のコレクタが接続される。トランジスタTr4,Tr5は、それぞれのエミッタが接地されるとともにベースが相互に接続される。又、トランジスタTr4は、そのコレクタがベースと接続され、トランジスタTr5は、コレクタがトランジスタTr7のベースに接続される。   In the transistor Tr1, the switch 1 is connected to the base, the emitter is connected to the constant current source 3, and the collector is grounded. Transistors Tr2 and Tr3 have their emitters connected to constant current source 4, the emitters of transistors Tr1 and Tr6 connected to their respective bases, and the collectors of transistors Tr4 and Tr5 connected to their respective collectors. Transistors Tr4 and Tr5 have their emitters grounded and their bases connected to each other. The collector of the transistor Tr4 is connected to the base, and the collector of the transistor Tr5 is connected to the base of the transistor Tr7.

トランジスタTr6は、エミッタが定電流源5と接続され、ベースが抵抗R2,R3の接続ノードと接続されるとともにコレクタが接地される。トランジスタTr7はコレクタが抵抗R1に接続されるとともにエミッタが接地される。トランジスタTr8は、エミッタにスイッチ2を介して電源電圧VCCが印加され、ベースが抵抗R1と接続されるとともにコレクタが出力端子6と接続される。抵抗R2は、出力端子6と接続され、又、抵抗R3は接地される。又、スイッチ1の接点aを接続したときトランジスタTr1のベースが接地され、スイッチ1の接点bを接続したときトランジスタTr1のベースに電圧VBGが印加される。更に、出力端子6に他端が接地された位相補償容量となるコンデンサCoを接続する。 The transistor Tr6 has an emitter connected to the constant current source 5, a base connected to the connection node of the resistors R2 and R3, and a collector grounded. The transistor Tr7 has a collector connected to the resistor R1 and an emitter grounded. In the transistor Tr8, the power supply voltage V CC is applied to the emitter via the switch 2, the base is connected to the resistor R1, and the collector is connected to the output terminal 6. The resistor R2 is connected to the output terminal 6, and the resistor R3 is grounded. When the contact a of the switch 1 is connected, the base of the transistor Tr1 is grounded. When the contact b of the switch 1 is connected, the voltage VBG is applied to the base of the transistor Tr1. Further, a capacitor Co serving as a phase compensation capacitor with the other end grounded is connected to the output terminal 6.

このような電源装置において、定電流源3,4,5及びトランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4,Tr5,Tr6によって、トランジスタTr1のベースが正相入力、トランジスタTr6のベースが逆相入力、トランジスタTr3,Tr5のコレクタ同士が接続された接続ノードが出力となる比較器11が形成される。即ち、比較器11の正相入力にスイッチ1を介して電圧VBGが印加されるとともに、逆相入力に出力端子6の出力電圧を抵抗R2,R3で分圧した電圧が帰還された負帰還回路となっている。 In such a power supply device, the constant current sources 3, 4, 5 and the transistors Tr 1, Tr 2, Tr 3, Tr 4, Tr 5, Tr 6 make the base of the transistor Tr 1 the positive phase input, the base of the transistor Tr 6 the reverse phase input, and the transistor Tr 3. , Tr5, the comparator 11 is formed in which the connection node where the collectors of the transistors Tr5 are connected is the output. In other words, negative voltage feedback in which the voltage VBG is applied to the positive phase input of the comparator 11 via the switch 1 and the voltage obtained by dividing the output voltage of the output terminal 6 by the resistors R2 and R3 is fed back to the negative phase input. It is a circuit.

この電源装置において、スイッチ2が接続され、定電流源3,4,5、抵抗R1及びトランジスタTr8のエミッタに電源電圧VCCが印加される。このとき同時に、スイッチ1が接点bに接続されて、トランジスタTr1のベースに入力電圧VBGが印加される。このように、トランジスタTr1のベース電位をVBGとすることにより、トランジスタTr1が非導通の状態となり、トランジスタTr2のベースからトランジスタTr1のエミッタへ電流が流れにくくなると、トランジスタTr3のエミッタ電流がトランジスタTr2のエミッタ電流よりも大きくなる。又、トランジスタTr4,Tr5がカレントミラー回路を形成しているので、トランジスタTr4,Tr5のコレクタ電流が、トランジスタTr2のエミッタ電流に等しい大きさとなる。 In this power supply device, the switch 2 is connected, and the power supply voltage V CC is applied to the constant current sources 3, 4, 5, the resistor R 1 and the emitter of the transistor Tr 8. At the same time, the switch 1 is connected to the contact b, and the input voltage V BG is applied to the base of the transistor Tr1. In this way, by setting the base potential of the transistor Tr1 to V BG , the transistor Tr1 becomes non-conductive, and when the current does not easily flow from the base of the transistor Tr2 to the emitter of the transistor Tr1, the emitter current of the transistor Tr3 is changed to the transistor Tr2. Larger than the emitter current. Since the transistors Tr4 and Tr5 form a current mirror circuit, the collector currents of the transistors Tr4 and Tr5 are equal to the emitter current of the transistor Tr2.

そのため、比較器11からトランジスタTr7のベースへ電流が流れ、このベース電流を増幅したコレクタ電流がトランジスタTr7を流れるため、抵抗R1によってトランジスタTr8のベース電圧が降下される。よって、トランジスタTr8にエミッタ電流が流れ、出力端子6より出力電圧Voが出力される。
特開平10−293617号公報 特開平9−154275号公報 特開平6−163803号公報 特開平2−113314号公報 特開平6−110567号公報
Therefore, a current flows from the comparator 11 to the base of the transistor Tr7, and a collector current obtained by amplifying the base current flows through the transistor Tr7. Therefore, the base voltage of the transistor Tr8 is lowered by the resistor R1. Therefore, an emitter current flows through the transistor Tr8, and the output voltage Vo is output from the output terminal 6.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-293617 JP-A-9-154275 JP-A-6-163803 Japanese Patent Laid-Open No. 2-113314 JP-A-6-110567

このようにして、図6のような電源装置の出力端子6より、出力電圧Voが出力されるが、出力電圧Voが数m秒経て立ち上がるために、コンデンサCoに1A以上もの起動時充電電流(以下、「突入電流」と称する)が流れる。この突入電流は、電源装置の出力トランジスタの電流能力限界まで流れるため、従来の電源装置のように、急激に出力電圧が立ちがる場合、大きな突入電流に伴う発熱によって、電源装置の特性劣化したり、場合によっては破壊してしまう恐れもあった。又、例えば、VCC入力源がDC/DCの場合には、突入電流により電源電圧VCCが降下してしまうため、電源装置と並列で用いている回路全てが起動不良となる恐れがある。 In this way, the output voltage Vo is output from the output terminal 6 of the power supply device as shown in FIG. 6, but since the output voltage Vo rises after several milliseconds, a charging current (1 A or more at start-up) (capacitor 1) is supplied to the capacitor Co. Hereinafter, this will be referred to as “inrush current”. Since this inrush current flows up to the current capability limit of the output transistor of the power supply device, when the output voltage suddenly rises like the conventional power supply device, the characteristics of the power supply device deteriorate due to the heat generated by the large inrush current. Or in some cases it could be destroyed. Further, for example, when the V CC input source is DC / DC, the power supply voltage V CC drops due to the inrush current, so that there is a possibility that all the circuits used in parallel with the power supply device may become defective in starting.

上記のような問題を鑑みて、本発明は、起動時の突入電流を軽減させるために、起動時に入力される電圧を徐々に上昇させることによって、出力電圧を徐々に上昇させるソフトスタート機能を設けた電源装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a soft start function for gradually increasing the output voltage by gradually increasing the voltage input at the start-up in order to reduce the inrush current at the start-up. An object of the present invention is to provide a power supply apparatus.

上記の目的を達成するために、本発明の電源装置は、出力回路からの出力電圧を分圧して得た検出電圧を比較器で基準電圧と比較し、該比較器の比較出力によって前記出力回路から出力される検出電圧が前記基準電圧と等しくなるように制御する電源装置において、起動時に徐々に増加する電圧を出力するとともに、その出力電圧が前記基準電圧を超える所定の電圧に至るまで前記基準電圧を前記比較器に印加しないように動作するソフトスタート回路を設け、前記比較器が、第1電圧が印加された第1電流源、第2電流源、及び第3電流源と、エミッタに前記第1電流源が接続され、ベースに前記基準電圧が印加された第1トランジスタと、ベースに前記第1トランジスタのエミッタが接続されるとともに、エミッタに前記第2電流源が接続された第2トランジスタと、エミッタに前記第2電流源が接続された第3トランジスタと、エミッタに前記第3電流源と前記第3トランジスタのベースとが接続され、ベースに前記出力回路からの出力電圧を分圧した前記検出電圧が与えられる第4トランジスタと、を有し、前記第3トランジスタのコレクタ側から前記比較出力を前記出力回路に出力し、前記ソフトスタート回路が、前記第1電流源と、前記第1トランジスタのエミッタと前記第2トランジスタのベースとの接続ノードに一端が接続されるとともに、他端に前記第2電圧が印加されたコンデンサと、から構成されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a power supply apparatus according to the present invention compares a detection voltage obtained by dividing an output voltage from an output circuit with a reference voltage by a comparator, and uses the comparison output of the comparator to output the output circuit. In the power supply device that controls the detection voltage output from the reference voltage to be equal to the reference voltage, a voltage that gradually increases at start-up is output, and the reference voltage until the output voltage reaches a predetermined voltage that exceeds the reference voltage. A soft start circuit that operates so as not to apply a voltage to the comparator; the comparator includes a first current source, a second current source, and a third current source to which a first voltage is applied; A first current source is connected, the first transistor having the reference voltage applied to the base, the emitter of the first transistor connected to the base, and the second current source connected to the emitter. And the third transistor having the emitter connected to the second current source, the emitter connected to the third current source and the base of the third transistor, and the output from the output circuit to the base. A fourth transistor to which the detection voltage obtained by dividing the voltage is applied, and outputs the comparison output from the collector side of the third transistor to the output circuit, and the soft start circuit includes the first current source. And a capacitor having one end connected to a connection node between the emitter of the first transistor and the base of the second transistor and the second voltage applied to the other end. .

このような電源装置によると、電源装置の起動時にソフトスタート回路から出力される電圧が所定の電圧に至るまで徐々に増加するとともに、このソフトスタート回路からの出力電圧が所定の電圧に至るまで、比較器に入力される基準電圧が印加されない。よって、比較器に入力される電圧の変化が緩やかなものとなり、起動時の出力回路の出力電圧の過渡応答を抑制することができる。   According to such a power supply device, the voltage output from the soft start circuit at the time of starting the power supply device gradually increases until reaching a predetermined voltage, and until the output voltage from this soft start circuit reaches a predetermined voltage, The reference voltage input to the comparator is not applied. Therefore, the change in the voltage input to the comparator becomes gradual, and the transient response of the output voltage of the output circuit at startup can be suppressed.

そして、前記第1電流源から流れる電流を前記コンデンサに充電して、前記第1トランジスタのエミッタ電圧を徐々に増加した後、前記基準電圧及び前記第1トランジスタのベース・エミッタ間電圧によって前記第1トランジスタのエミッタ 電圧を制限することができる。 Then, the current flowing from the front Symbol first current source to charge the capacitor, after gradually increasing the emitter voltage of the first transistor, wherein by the reference voltage and the base-emitter voltage of the first transistor second The emitter voltage of one transistor can be limited.

又、出力回路からの出力電圧を分圧して得た検出電圧を比較器で基準電圧と比較し、該比較器の比較出力によって前記出力回路から出力される検出電圧が前記基準電圧と等しくなるように制御する電源装置において、起動時に徐々に増加する電圧を出力するとともに、その出力電圧が前記基準電圧を超える所定の電圧に至るまで前記基準電圧を前記比較器に印加しないように動作するソフトスタート回路を設け、前記比較器が、第1電圧が印加された第1電流源、第2電流源、及び第3電流源と、エミッタに前記第1電流源が接続され、ベースに前記基準電圧が印加された第1トランジスタと、ベースに前記第1トランジスタのエミッタが接続されるとともに、エミッタに前記第2電流源が接続された第2トランジスタと、エミッタに前記第2電流源が接続された第3トランジスタと、エミッタに前記第3電流源と前記第3トランジスタのベースとが接続され、ベースに前記出力回路からの出力電圧を分圧した前記検出電圧が与えられる第4トランジスタと、を有し、前記第3トランジスタのコレクタ側から前記比較出力を前記出力回路に出力し、前記ソフトスタート回路を、第1電圧が印加された第4電流源と、一端が該第4電流源に接続されるとともに、他端に前記第2電圧が印加されたコンデンサと、エミッタに前記第1トランジスタのエミッタが接続され、ベースに前記コンデンサと前記第4電流源との接続ノードが接続されるとともにコレクタに前記第2電圧が印加された第5トランジスタと、前記第1トランジスタのベースと前記第5トランジスタのベースとの間に接続されて、前記第5トランジスタのベースの電圧を所定の電圧を超えないように制限するためのクランプ回路と、から構成し、前記第4電流源から流れる電流を前記コンデンサに充電して、前記第5トランジスタのベース電圧を徐々に増加して前記第1トランジスタのエミッタ電圧を徐々に増加した後、前記基準電圧及び前記クランプ回路によって前記第5トランジスタのベース電圧を制限することによって、前記第1トランジスタのエミッタ電圧を制限ができる。 Further, the detection voltage obtained by dividing the output voltage from the output circuit is compared with a reference voltage by a comparator, and the detection voltage output from the output circuit by the comparison output of the comparator becomes equal to the reference voltage. In the power supply device to be controlled, a soft start that outputs a voltage that gradually increases at start-up and that does not apply the reference voltage to the comparator until the output voltage reaches a predetermined voltage that exceeds the reference voltage A circuit is provided, wherein the comparator is connected to a first current source, a second current source, and a third current source to which a first voltage is applied, and an emitter connected to the first current source; The first transistor applied, the emitter of the first transistor connected to the base, the second transistor having the emitter connected to the second current source, and the emitter connected to the first transistor A third transistor to which a current source is connected, a third current source and a base of the third transistor are connected to an emitter, and the detection voltage obtained by dividing the output voltage from the output circuit is applied to the base. 4 transistors, and outputs the comparison output from the collector side of the third transistor to the output circuit. The soft start circuit includes a fourth current source to which a first voltage is applied and one end of the third transistor. A capacitor to which the second voltage is applied at the other end, an emitter of the first transistor is connected to an emitter, and a connection node between the capacitor and the fourth current source is connected to a base. A fifth transistor connected to the collector and applied with the second voltage, and connected between a base of the first transistor and a base of the fifth transistor; And a clamp circuit for limiting the base voltage of the fifth transistor so as not to exceed a predetermined voltage, and charging the capacitor with the current flowing from the fourth current source, After gradually increasing the base voltage of the fifth transistor to gradually increase the emitter voltage of the first transistor, the base voltage of the fifth transistor is limited by the reference voltage and the clamp circuit. The emitter voltage can be limited.

上述の電源装置において、前記比較器が、コレクタとベースに前記第2トランジスタのコレクタが接続されるとともに、エミッタに前記第2電圧が印加された第6トランジスタと、前記3トランジスタのコレクタにコレクタが接続され、前記第6トランジスタのベースにベースが接続されるとともにエミッタに前記第2電圧が印加された第7トランジスタと、を有し、又、前記電源装置の動作を停止する際に、前記コンデンサを放電して初期化するための放電回路を設けたものとしても構わない。   In the power supply device described above, the comparator includes a collector of the second transistor connected to a collector and a base, a sixth transistor having the emitter applied with the second voltage, and a collector connected to the collector of the three transistor. A seventh transistor having a base connected to the base of the sixth transistor and the second voltage applied to an emitter of the sixth transistor, and when the operation of the power supply device is stopped, the capacitor It is possible to provide a discharge circuit for discharging and initializing.

更に、前記電源装置が、1チップの半導体集積回路装置であるものとしても構わない。   Furthermore, the power supply device may be a one-chip semiconductor integrated circuit device.

そして、起動時の出力電流が通常の出力電流の10倍以内になるように充電時間が設定されているものとしても構わない。   The charging time may be set so that the output current at the time of startup is within 10 times the normal output current.

又、前記電源装置が、前記コンデンサが外部に設けられるとともに、前記コンデンサ以外の回路が1チップの半導体集積回路装置であるものとしても構わない。   The power supply device may be configured such that the capacitor is provided outside and the circuit other than the capacitor is a one-chip semiconductor integrated circuit device.

更に、前記ソフトスタート回路において、前記コンデンサを放電して初期化するとき、その放電時間を短縮するためのクランプ回路が設けられる。   Further, in the soft start circuit, when the capacitor is discharged and initialized, a clamp circuit is provided for shortening the discharge time.

本発明の電源装置によると、比較器に入力される電圧が徐々に増加されるとともに、この電圧が所定の電圧を超えるまで基準電圧を遮断するソフトスタート回路が設けられるので、比較器からの比較出力が急激に変化することがなく、比較器の出力側に容量性の負荷を接続した際に、この負荷に流れる起動時充電電流を軽減して比較出力の低下を抑制することができる。又、コンデンサを1チップの半導体集積回路装置の外部に接続されるように設けるため、このコンデンサの容量を変更することによって、起動時充電電流の大きさを設定することができる。   According to the power supply device of the present invention, the voltage input to the comparator is gradually increased, and a soft start circuit that cuts off the reference voltage until this voltage exceeds a predetermined voltage is provided. The output does not change rapidly, and when a capacitive load is connected to the output side of the comparator, the start-up charging current flowing through this load can be reduced to suppress a decrease in the comparison output. Further, since the capacitor is provided so as to be connected to the outside of the one-chip semiconductor integrated circuit device, the magnitude of the charging current at startup can be set by changing the capacitance of the capacitor.

<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態の電源装置の内部構造を示す回路図である。尚、図1の電源装置において、図6の電源装置と同一の素子及び部分は同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing the internal structure of the power supply device of this embodiment. In the power supply apparatus of FIG. 1, the same elements and portions as those of the power supply apparatus of FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図1の電源装置は、pnp型トランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr6,Tr8と、npn型トランジスタTr4,Tr5,Tr7と、抵抗R1,R2,R3と、スイッチ1,2と、定電流源3,4,5と、出力端子6とから構成される電源装置に、スイッチ2を介して電源電圧VCCが印加される定電流源7と、pnp型トランジスタTr9と、コンデンサCsと、放電回路8と、スイッチ9と、クランプ回路10とが新たに設けられた電源装置である。 The power supply device of FIG. 1 includes pnp transistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr6, Tr8, npn transistors Tr4, Tr5, Tr7, resistors R1, R2, R3, switches 1, 2, constant current sources 3, 4, 5 and an output terminal 6, a constant current source 7 to which a power supply voltage V CC is applied via a switch 2, a pnp transistor Tr 9, a capacitor Cs, and a discharge circuit 8 The switch 9 and the clamp circuit 10 are newly provided power supply devices.

トランジスタTr9は、エミッタがトランジスタTr1のエミッタに接続され、ベースがコンデンサCsと接続されるとともにコレクタが接地される。コンデンサCsは、一端が接地されるとともに他端がスイッチ9と接続される。スイッチ9は、接点cが定電流源7に接続され、接点dが放電回路8と接続される。クランプ回路10は、トランジスタTr9のベースとトランジスタTr1のベースとの間に接続される。又、図6の電源装置と同様に、出力端子6には他端が接地された位相補償容量となるコンデンサCoが接続される。   The transistor Tr9 has an emitter connected to the emitter of the transistor Tr1, a base connected to the capacitor Cs, and a collector grounded. The capacitor Cs has one end grounded and the other end connected to the switch 9. The switch 9 has a contact c connected to the constant current source 7 and a contact d connected to the discharge circuit 8. The clamp circuit 10 is connected between the base of the transistor Tr9 and the base of the transistor Tr1. Similarly to the power supply device of FIG. 6, the output terminal 6 is connected to a capacitor Co serving as a phase compensation capacitor with the other end grounded.

尚、図6の電源装置と同様に、トランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4,Tr5,Tr6と、定電流源3,4,5とによって比較器11が構成される。又、定電流源7と、放電回路8と、スイッチ9と、クランプ回路10と、トランジスタTr9と、コンデンサCsとによって、ソフトスタート回路12が構成される。   Similar to the power supply device of FIG. 6, the comparator 11 is constituted by the transistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr4, Tr5, Tr6 and the constant current sources 3, 4, 5. The constant current source 7, the discharge circuit 8, the switch 9, the clamp circuit 10, the transistor Tr9, and the capacitor Cs constitute a soft start circuit 12.

このような構成の電源装置の動作について説明する。今、この電源装置は、すでに、スイッチ9の接点dが接続されて、コンデンサCsが放電されて初期状態にあるものとする。スイッチ9を接点cに、スイッチ1を接点bに、それぞれ、切り換えるとともにスイッチ2を接続させる。図2に示すON(電源装置をONにした状態)とは、このようにスイッチ1,2,9を接続したときのことをいい、図2に示すOFF(電源装置をOFFにした状態)とは、スイッチ1,2,9を逆の状態にしたときのことをいう。又、図2(a)において、破線は電源電圧の状態を表し、実線は出力電圧Voの状態を表す。更に、図2(b)において、破線はトランジスタTr1のベース電圧を表し、実線はトランジスタTr9のベース電圧を表す。   The operation of the power supply device having such a configuration will be described. Now, it is assumed that this power supply device is already in an initial state with the contact d of the switch 9 connected and the capacitor Cs discharged. Switch 9 is switched to contact c, switch 1 is switched to contact b, and switch 2 is connected. The ON (state in which the power supply device is turned on) shown in FIG. 2 means that the switches 1, 2 and 9 are connected as described above, and OFF (state in which the power supply device is turned off) shown in FIG. Means when the switches 1, 2 and 9 are reversed. In FIG. 2A, the broken line represents the state of the power supply voltage, and the solid line represents the state of the output voltage Vo. Further, in FIG. 2B, the broken line represents the base voltage of the transistor Tr1, and the solid line represents the base voltage of the transistor Tr9.

このようにして、定電流源3,4,5,7、抵抗R1及びトランジスタTr8のエミッタに電源電圧VCCが印加されるとともに、トランジスタTr1のベースに電圧VBGが印加される。又、スイッチ9の接点cが接続されているので、定電流源7より電流がコンデンサCsに流れて、コンデンサCsが充電される。このように、各スイッチを切り換えて初期状態からONの状態に切り換えた瞬間は、図2(b)のように、トランジスタTr9のベース電圧が0であるので、トランジスタTr9が導通状態となり、トランジスタTr2のベース電圧はVBE(電圧VBEはトランジスタTr9のベース・エミッタ間電圧)となる。 In this way, the power source voltage V CC is applied to the constant current sources 3, 4, 5, 7, the resistor R1, and the emitter of the transistor Tr8, and the voltage V BG is applied to the base of the transistor Tr1. Further, since the contact c of the switch 9 is connected, a current flows from the constant current source 7 to the capacitor Cs, and the capacitor Cs is charged. Thus, at the moment when each switch is switched to switch from the initial state to the ON state, as shown in FIG. 2B, the base voltage of the transistor Tr9 is 0, so that the transistor Tr9 becomes conductive and the transistor Tr2 Is the base voltage V BE (the voltage V BE is the base-emitter voltage of the transistor Tr9).

又、図2(a)のように、出力端子6から出力される電圧は0のときは、トランジスタTr1,Tr6のベースに入力される電圧が等しい状態である。その後、コンデンサCsが充電されると、トランジスタTr9のベース電圧が徐々に高くなるとともに、トランジスタTr9のエミッタ電圧も高くなる。よって、トランジスタTr2のベース電圧がトランジスタTr3のベース電圧よりも高くなり、トランジスタTr2に流れるエミッタ電流がトランジスタTr3に流れるエミッタ電流より小さくなる。   As shown in FIG. 2A, when the voltage output from the output terminal 6 is 0, the voltages input to the bases of the transistors Tr1 and Tr6 are equal. Thereafter, when the capacitor Cs is charged, the base voltage of the transistor Tr9 gradually increases and the emitter voltage of the transistor Tr9 also increases. Therefore, the base voltage of the transistor Tr2 becomes higher than the base voltage of the transistor Tr3, and the emitter current flowing through the transistor Tr2 becomes smaller than the emitter current flowing through the transistor Tr3.

トランジスタTr4,Tr5に流れるコレクタ電流は、トランジスタTr2に流れるエミッタ電流とその電流値の等しい電流であるから、トランジスタTr7に比較器11からの出力電流が流れる。トランジスタTr7は、この出力電流を増幅したコレクタ電流を流すことによって、抵抗R1でトランジスタTr8のベース電圧を降下させる。そして、トランジスタTr8に抵抗R1による電圧降下に応じたエミッタ電流が流れ、このエミッタ電流が抵抗R2,R3に流れることによって、出力電圧Voが発生する。   Since the collector current flowing through the transistors Tr4 and Tr5 is the same current value as the emitter current flowing through the transistor Tr2, the output current from the comparator 11 flows through the transistor Tr7. The transistor Tr7 lowers the base voltage of the transistor Tr8 by the resistor R1 by flowing a collector current obtained by amplifying the output current. An emitter current corresponding to the voltage drop due to the resistor R1 flows through the transistor Tr8, and this emitter current flows through the resistors R2 and R3, thereby generating an output voltage Vo.

このとき、図2(b)のようにトランジスタTr9のベース電圧が徐々に高くなることによってトランジスタTr2のベース電圧が徐々に高くなるので、トランジスタTr7に流れるベース電流も徐々に増加していく。よって、図2(a)のように、出力電圧VoもトランジスタTr9のベース電圧に応じて徐々に高くなる。トランジスタTr9のベース電圧がこのように高くなり電圧VBGを超えると、トランジスタTr9よりもトランジスタTr1に多くのエミッタ電流が流れ始め、トランジスタTr2のベース電圧がトランジスタTr1によって決定される。 At this time, as the base voltage of the transistor Tr9 gradually increases as shown in FIG. 2B, the base voltage of the transistor Tr2 gradually increases, so that the base current flowing through the transistor Tr7 also gradually increases. Therefore, as shown in FIG. 2A, the output voltage Vo also gradually increases according to the base voltage of the transistor Tr9. When the base voltage of the transistor Tr9 is more than higher becomes the voltage V BG Thus, beginning many emitter current flows through the transistor Tr1 than transistor Tr9, the base voltage of the transistor Tr2 is determined by the transistor Tr1.

このように、トランジスタTr1によって、トランジスタTr2のベース電圧が決定されるため、トランジスタTr2のベース電圧が一定となる。よって、トランジスタTr7に流れる出力電流が一定となり、図2(a)のように出力電圧Voが一定となる。又、コンデンサCsには定電流源7より電流が流れ続けようとするが、クランプ回路10によってトランジスタTr9のベース電圧が所定値以上にならないように制限されているので、コンデンサCsの充電動作が停止してトランジスタTr9のベース電圧も図2(b)のように所定値で一定になる。   Thus, since the base voltage of the transistor Tr2 is determined by the transistor Tr1, the base voltage of the transistor Tr2 becomes constant. Therefore, the output current flowing through the transistor Tr7 is constant, and the output voltage Vo is constant as shown in FIG. In addition, the capacitor Cs tries to continue to flow current from the constant current source 7, but the clamp circuit 10 restricts the base voltage of the transistor Tr9 from exceeding a predetermined value, so that the charging operation of the capacitor Cs is stopped. As a result, the base voltage of the transistor Tr9 also becomes constant at a predetermined value as shown in FIG.

このクランプ回路10は、エミッタがトランジスタTr9のベースに接続され、ベースがトランジスタTr1のベースに接続されるとともにコレクタが接地されたpnp型トランジスタを用いることによって実現できる。即ち、クランプ回路10に用いられるトランジスタのベース・エミッタ間電圧をVBEとすると、トランジスタTr9のベース電圧がVBG+VBEとなったとき、定電流源7からコンデンサCsに流れようとする電流がクランプ回路10のトランジスタに流れる。よって、コンデンサCsの充電動作が停止し、トランジスタTr9のベース電圧がVBG+VBEで保持される。 The clamp circuit 10 can be realized by using a pnp transistor having an emitter connected to the base of the transistor Tr9, a base connected to the base of the transistor Tr1, and a collector grounded. That is, assuming that the base-emitter voltage of the transistor used in the clamp circuit 10 is V BE , when the base voltage of the transistor Tr9 becomes V BG + V BE , the current that is going to flow from the constant current source 7 to the capacitor Cs. It flows to the transistor of the clamp circuit 10. Therefore, the charging operation of the capacitor Cs is stopped, and the base voltage of the transistor Tr9 is held at V BG + V BE .

このように電源装置をONにすると、図2(a)のように、出力電圧Voは、トランジスタTr9のベース電圧とともに徐々に増加し、トランジスタTr9のベース電圧が電圧VBGを超えた後は一定となる。この出力電圧Voが一定となるまでの時間τは、次式を用いることで求まる。尚、CsはコンデンサCsの容量値、iはコンデンサCsに充電される充電電流である。
τ=Cs×VBG/i
With this power supply to ON, as shown in FIG. 2 (a), the output voltage Vo is gradually increased with the base voltage of the transistor Tr9, after the base voltage of the transistor Tr9 exceeds voltage V BG constant It becomes. The time τ until the output voltage Vo becomes constant can be obtained by using the following equation. Cs is a capacitance value of the capacitor Cs, and i is a charging current charged in the capacitor Cs.
τ = Cs × V BG / i

よって、上記の式を用いて求めた時間τを用いて、次式よりコンデンサCoに流れる充電電流Iを求めることができる。尚、CoはコンデンサCoの容量値、Vmaxは出力電圧Voが一定となったときの値である。
I=Co×Vmax/τ
Therefore, the charging current I flowing through the capacitor Co can be obtained from the following equation using the time τ obtained using the above equation. Co is a capacitance value of the capacitor Co, and Vmax is a value when the output voltage Vo is constant.
I = Co × Vmax / τ

上式より、充電電流Iは、時間τが長くなれば小さくなるので、充電電流Iを通常の出力電流と同程度乃至10倍以内に納めるには、時間τを100m秒程度乃至数10m秒程度にすればよい。又、この時間τは、コンデンサCsの容量を大きくするか、又は、定電流源7から流れる充電電流iを小さくすることによって、長くすることができる。このようにして、出力電圧が立ち上がる時間を長くすることによって、起動時の充電電流を通常の出力電流と同程度乃至10倍以内に小さくすることができる。以下、このような値に設定された起動時の充電電流を「起動時充電電流」と称する。よって、この起動時充電電流Iは、図2(c)のように、出力電圧Voが上昇しているときに流れる。   From the above equation, the charging current I becomes smaller as the time τ becomes longer. Therefore, in order to keep the charging current I within the same level or 10 times as the normal output current, the time τ is about 100 msec to several tens msec. You can do it. Further, this time τ can be lengthened by increasing the capacity of the capacitor Cs or decreasing the charging current i flowing from the constant current source 7. In this way, by increasing the rise time of the output voltage, the charging current at the time of startup can be reduced to the same level or within 10 times the normal output current. Hereinafter, the charging current at start-up set to such a value is referred to as “start-up charging current”. Therefore, the starting charging current I flows when the output voltage Vo is rising as shown in FIG.

そして、出力電圧Voが一定になった後、スイッチ1を接点aに、スイッチ9を接点dにそれぞれ接続するとともに、スイッチ2の接続を解いて、電源装置をOFFの状態にする。このとき、放電回路9によって、コンデンサCsが放電されて、図2(b)のように、トランジスタTr9のベース電圧が0となる。又、コンデンサCoが抵抗R2,R3を介して放電され、図2(a)のように出力電圧Voが低くなる。   Then, after the output voltage Vo becomes constant, the switch 1 is connected to the contact a and the switch 9 is connected to the contact d, and the switch 2 is disconnected, and the power supply device is turned off. At this time, the capacitor Cs is discharged by the discharge circuit 9, and the base voltage of the transistor Tr9 becomes zero as shown in FIG. Further, the capacitor Co is discharged through the resistors R2 and R3, and the output voltage Vo is lowered as shown in FIG.

その後、再び、スイッチ1,2,9をそれぞれ切り換えて電源装置をONの状態にしたとき、トランジスタTr9は、前述した動作と同様の動作を行って、図2(b)のように、徐々にそのベース電圧が高くなって、VBG+VBEを超えたとき、一定となる。又、このとき、出力電圧Voは、図2(a)のように、0に至っていないものとすると、トランジスタTr3のベース電圧がトランジスタTr2のベース電圧よりも高くなるため、トランジスタTr7にベース電流が流れない。よって、コンデンサCoが抵抗R2,R3を介して放電され、出力電圧Voが低下し続ける。その後、トランジスタTr2のベース電圧がトランジスタTr3のベース電圧よりも高くなったとき、再び、図2(a)のように、前述した動作と同様の動作を行って出力電圧Voが上昇を始める。そして、トランジスタTr9のベース電圧がVBGを超えたとき、出力電圧Voが一定となる。 After that, when the switches 1, 2 and 9 are switched again to turn on the power supply device, the transistor Tr9 performs the same operation as described above, and gradually, as shown in FIG. When the base voltage increases and exceeds V BG + V BE , it becomes constant. At this time, if the output voltage Vo does not reach 0 as shown in FIG. 2A, the base voltage of the transistor Tr3 becomes higher than the base voltage of the transistor Tr2. Not flowing. Therefore, the capacitor Co is discharged through the resistors R2 and R3, and the output voltage Vo continues to decrease. Thereafter, when the base voltage of the transistor Tr2 becomes higher than the base voltage of the transistor Tr3, the output voltage Vo starts to rise again by performing the same operation as described above, as shown in FIG. When the base voltage of the transistor Tr9 exceeds V BG, the output voltage Vo becomes constant.

尚、クランプ回路10としてpnp型トランジスタを用いた例を示したが、この素子による回路に限定されるものでなく、他の素子を用いた同様の動作を行う回路を用いても良い。又、放電回路8は、スイッチ9の接点dに一端が接続された抵抗の他端を接地することによって実現できるが、このような回路に限定されるものではない。又、このような電源装置を1チップの半導体集積回路装置としても良い。このように1チップの半導体集積回路装置としたとき、コンデンサCsを外付けとすることでその容量を可変にすることができ、起動時充電電流の大きさの設定を変更することができる。   Although an example in which a pnp transistor is used as the clamp circuit 10 is shown, the present invention is not limited to a circuit using this element, and a circuit that performs the same operation using another element may be used. Further, the discharge circuit 8 can be realized by grounding the other end of the resistor whose one end is connected to the contact d of the switch 9, but is not limited to such a circuit. Such a power supply device may be a one-chip semiconductor integrated circuit device. Thus, when it is set as the semiconductor integrated circuit device of 1 chip | tip, the capacity | capacitance can be made variable by attaching the capacitor | condenser Cs externally, and the setting of the magnitude | size of a starting charging current can be changed.

<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。図3は、本実施形態の電源装置の内部構造を示す回路図である。尚、図3の電源装置において、図6の電源装置と同一の素子及び部分は同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a circuit diagram showing the internal structure of the power supply device of this embodiment. In the power supply device of FIG. 3, the same elements and portions as those of the power supply device of FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図3の電源装置は、pnp型トランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr6,Tr8と、npn型トランジスタTr4,Tr5,Tr7と、抵抗R1,R2,R3と、スイッチ1,2と、定電流源3,4,5と、出力端子6とから構成される電源装置に、コンデンサCsと、放電回路13と、スイッチ14とが新たに設けられた電源装置である。   The power supply device of FIG. 3 includes pnp transistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr6, Tr8, npn transistors Tr4, Tr5, Tr7, resistors R1, R2, R3, switches 1, 2, constant current sources 3, 4 is a power supply device in which a capacitor Cs, a discharge circuit 13 and a switch 14 are newly provided in the power supply device including the output terminals 6 and 5.

コンデンサCsは、一端が接地されるとともに他端がトランジスタTr1のエミッタとトランジスタTr2のベースとの接続ノードに接続される。スイッチ14は、トランジスタTr1のエミッタとトランジスタTr2のベースとの接続ノードに接続されるとともに、接点eが定電流源3に接続され、接点fが放電回路13と接続される。又、図6の電源装置と同様に、出力端子6には他端が接地された位相補償容量となるコンデンサCoが接続される。   The capacitor Cs has one end grounded and the other end connected to a connection node between the emitter of the transistor Tr1 and the base of the transistor Tr2. The switch 14 is connected to a connection node between the emitter of the transistor Tr1 and the base of the transistor Tr2, the contact e is connected to the constant current source 3, and the contact f is connected to the discharge circuit 13. Similarly to the power supply device of FIG. 6, the output terminal 6 is connected to a capacitor Co serving as a phase compensation capacitor with the other end grounded.

尚、図6の電源装置と同様に、トランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4,Tr5,Tr6と、定電流源3,4,5とによって比較器11が構成される。又、定電流源3と、放電回路13と、スイッチ14と、コンデンサCsとによって、ソフトスタート回路15が構成される。   Similar to the power supply device of FIG. 6, the comparator 11 is composed of the transistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr4, Tr5, Tr6 and the constant current sources 3, 4, 5. The constant current source 3, the discharge circuit 13, the switch 14, and the capacitor Cs constitute a soft start circuit 15.

このような構成の電源装置の動作について説明する。今、この電源装置は、すでに、スイッチ14の接点fが接続されて、コンデンサCsが放電されて初期状態にあるものとする。スイッチ14を接点eに、スイッチ1を接点bに、それぞれ、切り換えるとともにスイッチ2を接続させる。図4に示すON(電源装置をONにした状態)とは、このようにスイッチ1,2,14を接続したときのことをいい、図4に示すOFF(電源装置をOFFにした状態)とは、スイッチ1,2,14を逆の状態にしたときのことをいう。又、図4(a)において、破線は電源電圧の状態を表し、実線は出力電圧Voの状態を表す。更に、図4(b)において、破線はトランジスタTr1のベース電圧を表し、実線はトランジスタTr2のベース電圧を表す。   The operation of the power supply device having such a configuration will be described. Now, it is assumed that this power supply device is already in an initial state with the contact f of the switch 14 connected and the capacitor Cs discharged. Switch 14 is switched to contact e, switch 1 is switched to contact b, and switch 2 is connected. The ON state shown in FIG. 4 (when the power supply device is turned on) refers to the state where the switches 1, 2 and 14 are connected as described above, and the OFF state (state where the power supply device is turned off) shown in FIG. Means when the switches 1, 2 and 14 are in the opposite states. In FIG. 4A, the broken line represents the state of the power supply voltage, and the solid line represents the state of the output voltage Vo. Further, in FIG. 4B, the broken line represents the base voltage of the transistor Tr1, and the solid line represents the base voltage of the transistor Tr2.

このようにして、定電流源3,4,5、抵抗R1及びトランジスタTr8のエミッタに電源電圧VCCが印加されるとともに、トランジスタTr1のベースに電圧VBGが印加される。又、スイッチ14の接点eが接続されているので、定電流源3より電流がコンデンサCsに流れて、コンデンサCsが充電される。このように、各スイッチ切り換えて初期状態からONの状態へ切り換えた瞬間は、図4(b)のように、トランジスタTr2のベース電圧が0であるので、トランジスタTr2のベースが接地された状態となる。 In this way, the power source voltage V CC is applied to the constant current sources 3, 4, 5, the resistor R 1 and the emitter of the transistor Tr 8, and the voltage V BG is applied to the base of the transistor Tr 1. Further, since the contact e of the switch 14 is connected, a current flows from the constant current source 3 to the capacitor Cs, and the capacitor Cs is charged. Thus, at the moment when each switch is switched to switch from the initial state to the ON state, as shown in FIG. 4B, the base voltage of the transistor Tr2 is 0, so that the base of the transistor Tr2 is grounded. Become.

又、図4(a)のように、出力端子6から出力される電圧は0なので、トランジスタTr6が導通状態となり、トランジスタTr3のベースが接地された状態となる。よって、トランジスタTr2,Tr3に入力される電圧が等しい状態となる。その後、コンデンサCsが充電されると、トランジスタTr2のベース電圧が徐々に高くなるので、トランジスタTr2のベース電圧がトランジスタTr3のベース電圧よりも高くなり、トランジスタTr2に流れるエミッタ電流がトランジスタTr3に流れるエミッタ電流より小さくなる。   Further, as shown in FIG. 4A, since the voltage output from the output terminal 6 is 0, the transistor Tr6 becomes conductive and the base of the transistor Tr3 is grounded. Therefore, the voltages input to the transistors Tr2 and Tr3 are in the same state. Thereafter, when the capacitor Cs is charged, the base voltage of the transistor Tr2 gradually increases, so that the base voltage of the transistor Tr2 becomes higher than the base voltage of the transistor Tr3, and the emitter current flowing through the transistor Tr2 flows into the transistor Tr3. Smaller than current.

トランジスタTr4,Tr5に流れるコレクタ電流は、トランジスタTr2に流れるエミッタ電流とその電流値の等しい電流であり、トランジスタTr7に比較器11からの出力電流が流れる。トランジスタTr7は、この出力電流を増幅したコレクタ電流を流すことによって、抵抗R1でトランジスタTr8のベース電圧を降下させる。そして、トランジスタTr8に抵抗R1による電圧降下に応じたエミッタ電流が流れ、このエミッタ電流が抵抗R2,R3に流れることによって、出力電圧Voが発生する。   The collector current flowing through the transistors Tr4 and Tr5 is equal to the emitter current flowing through the transistor Tr2, and the output current from the comparator 11 flows through the transistor Tr7. The transistor Tr7 lowers the base voltage of the transistor Tr8 by the resistor R1 by flowing a collector current obtained by amplifying the output current. An emitter current corresponding to the voltage drop due to the resistor R1 flows through the transistor Tr8, and this emitter current flows through the resistors R2 and R3, thereby generating an output voltage Vo.

このとき、図4(b)のようにトランジスタTr2のベース電圧が徐々に高くなるので、トランジスタTr7に流れるベース電流も徐々に増加していく。よって、図4(a)のように、出力電圧VoもトランジスタTr2のベース電圧に応じて徐々に高くなる。このようにトランジスタTr2のベース電圧が高くなり、VBG+VBE(VBEはトランジスタTr1のベース・エミッタ間電圧)を超えると、トランジスタTr1が導通して、トランジスタTr1にエミッタ電流が流れ始めるので、図4(b)のように、トランジスタTr2のベース電圧がVBG+VBEで一定となる。 At this time, since the base voltage of the transistor Tr2 gradually increases as shown in FIG. 4B, the base current flowing through the transistor Tr7 also gradually increases. Therefore, as shown in FIG. 4A, the output voltage Vo also gradually increases according to the base voltage of the transistor Tr2. Thus, when the base voltage of the transistor Tr2 increases and exceeds V BG + V BE (V BE is the base-emitter voltage of the transistor Tr1), the transistor Tr1 becomes conductive, and the emitter current begins to flow through the transistor Tr1. As shown in FIG. 4B, the base voltage of the transistor Tr2 is constant at V BG + V BE .

このように、トランジスタTr2のベース電圧が一定となると、トランジスタTr7に流れる出力電流が一定となり、図4(a)のように出力電圧Voが一定となる。このように電源装置をONにすると、図4(a)のように、出力電圧Voは、トランジスタTr2のベース電圧とともに徐々に増加し、トランジスタTr2のベース電圧が電圧VBG+VBEを超えた後は一定となる。この出力電圧Voが一定となるまでの時間τは、次式を用いることで求まる。尚、CsはコンデンサCsの容量値、iはコンデンサCsに充電される充電電流である。
τ=Cs×(VBG+VBE)/i
Thus, when the base voltage of the transistor Tr2 becomes constant, the output current flowing through the transistor Tr7 becomes constant, and the output voltage Vo becomes constant as shown in FIG. When the power supply device is turned on in this way, the output voltage Vo gradually increases with the base voltage of the transistor Tr2 as shown in FIG. 4A, and after the base voltage of the transistor Tr2 exceeds the voltage V BG + V BE. Is constant. The time τ until the output voltage Vo becomes constant can be obtained by using the following equation. Cs is a capacitance value of the capacitor Cs, and i is a charging current charged in the capacitor Cs.
τ = Cs × (V BG + V BE ) / i

よって、上記の式を用いて求めた時間τを用いて、次式よりコンデンサCoに流れる起動時充電電流Iを求めることができる。尚、CoはコンデンサCoの容量値、Vmaxは出力電圧Voが一定となったときの値である。
I=Co×Vmax/τ
Therefore, the starting charging current I flowing in the capacitor Co can be obtained from the following equation using the time τ obtained using the above equation. Co is a capacitance value of the capacitor Co, and Vmax is a value when the output voltage Vo is constant.
I = Co × Vmax / τ

上式より、起動時充電電流Iは、時間τが長くなれば小さくなるので、起動時充電電流Iを通常の出力電流と同程度乃至10倍以内に納めるには、時間τを100m秒程度乃至数10m秒程度にすればよい。又、この時間τは、コンデンサCsの容量を大きくするか、又は、定電流源3から流れる充電電流iを小さくすることによって、長くすることができる。このようにして、出力電圧が立ち上がる時間を長くすることによって、起動時充電電流を通常の出力電流と同程度乃至10倍以内に小さくすることができる。よって、この起動時充電電流Iは、図4(c)のように、出力電圧Voが上昇しているときに流れる。   From the above equation, the start-up charging current I decreases as the time τ becomes longer. Therefore, in order to keep the start-up charging current I within the same range as that of the normal output current or within 10 times, the time τ is about 100 msec to What is necessary is just about several tens of milliseconds. Further, this time τ can be lengthened by increasing the capacitance of the capacitor Cs or decreasing the charging current i flowing from the constant current source 3. In this way, by increasing the time for the output voltage to rise, the startup charging current can be reduced to the same level as the normal output current or within 10 times. Therefore, the starting charging current I flows when the output voltage Vo is increasing as shown in FIG.

そして、出力電圧Voが一定になった後、スイッチ1を接点aに、スイッチ14を接点fにそれぞれ接続するとともに、スイッチ2の接続を解いて、電源装置をOFFの状態にする。このとき、放電回路13によって、コンデンサCsが放電されて、図4(b)のように、トランジスタTr2のベース電圧が0となる。又、コンデンサCoが抵抗R2,R3を介して放電され、図4(a)のように出力電圧Voが低くなる。   After the output voltage Vo becomes constant, the switch 1 is connected to the contact a and the switch 14 is connected to the contact f, and the switch 2 is disconnected to turn the power supply device OFF. At this time, the capacitor Cs is discharged by the discharge circuit 13, and the base voltage of the transistor Tr2 becomes 0 as shown in FIG. Further, the capacitor Co is discharged through the resistors R2 and R3, and the output voltage Vo is lowered as shown in FIG.

その後、再び、スイッチ1,2,14をそれぞれ切り換えて電源装置をONの状態にしたとき、トランジスタTr2は、前述した動作と同様の動作を行って、図4(b)のように、徐々にそのベース電圧が高くなって、VBG+VBEを超えたとき、一定となる。又、このとき、出力電圧Voは、図4(a)のように、0に至っていないものとすると、トランジスタTr3のベース電圧がトランジスタTr2のベース電圧よりも高くなるため、トランジスタTr7にベース電流が流れない。よって、コンデンサCoが抵抗R2,R3を介して放電され、出力電圧Voが低下し続ける。その後、トランジスタTr2のベース電圧がトランジスタTr3のベース電圧よりも高くなったとき、再び、図4(a)のように、前述した動作と同様の動作を行って出力電圧Voが上昇を始める。そして、トランジスタTr2のベース電圧がVBG+VBEを超えたとき、出力電圧Voが一定となる。 After that, when the switches 1, 2 and 14 are switched again to turn on the power supply device, the transistor Tr2 performs the same operation as described above, and gradually, as shown in FIG. When the base voltage increases and exceeds V BG + V BE , it becomes constant. At this time, if the output voltage Vo does not reach 0 as shown in FIG. 4A, the base voltage of the transistor Tr3 becomes higher than the base voltage of the transistor Tr2. Not flowing. Therefore, the capacitor Co is discharged through the resistors R2 and R3, and the output voltage Vo continues to decrease. Thereafter, when the base voltage of the transistor Tr2 becomes higher than the base voltage of the transistor Tr3, the output voltage Vo starts to rise again by performing the same operation as described above, as shown in FIG. When the base voltage of the transistor Tr2 exceeds V BG + V BE , the output voltage Vo becomes constant.

放電回路13は、スイッチ14の接点fに一端が接続された抵抗の他端を接地することによって実現できるが、このような回路に限定されるものではない。又、このような電源装置を1チップの半導体集積回路装置としても良い。このように1チップの半導体集積回路装置としたとき、コンデンサCsを外付けとすることでその容量を可変にすることができ、起動時充電電流の大きさの設定を変更することができる。   The discharge circuit 13 can be realized by grounding the other end of the resistor having one end connected to the contact f of the switch 14, but is not limited to such a circuit. Such a power supply device may be a one-chip semiconductor integrated circuit device. Thus, when it is set as the semiconductor integrated circuit device of 1 chip | tip, the capacity | capacitance can be made variable by attaching the capacitor | condenser Cs externally, and the setting of the magnitude | size of a starting charging current can be changed.

尚、第1、第2の実施形態において、比較器を図1又は図3に示すような回路構成の比較器としたが、このような回路構成の比較器に限定されるものでなく、例えば、図5に示すような回路構成の比較器を用いても良い。図5に示す比較器の構成について、以下に説明する。尚、図5の比較器において、図1又は図3の比較器11を構成する各素子と同一の目的で使用される素子については、同一の記号を付してその詳細な説明は省略する。図5の比較器は、定電流源3,4,5と、pnp型トランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr6と、npn型トランジスタTr4,Tr5とから構成される比較器に、スイッチ2(図1又は図3参照)を介して電源電圧VCC(図1又は図3参照)がエミッタに印加されるpnp型トランジスタTr10,Tr11と、トランジスタTr4のベース及びコレクタがベースに接続されたnpn型トランジスタTr12と、トランジスタTr5のベース及びコレクタがベースに接続されたnpn型トランジスタTr13とが新たに設けられた比較器である。 In the first and second embodiments, the comparator has a circuit configuration as shown in FIG. 1 or FIG. 3, but is not limited to such a circuit configuration. A comparator having a circuit configuration as shown in FIG. 5 may be used. The configuration of the comparator shown in FIG. 5 will be described below. In the comparator of FIG. 5, elements used for the same purpose as the elements constituting the comparator 11 of FIG. 1 or FIG. 3 are given the same symbols, and detailed descriptions thereof are omitted. The comparator of FIG. 5 includes a switch 2 (see FIG. 1 or FIG. 1), which is composed of constant current sources 3, 4, 5, pnp transistors Tr 1, Tr 2, Tr 3, Tr 6, and npn transistors Tr 4, Tr 5. The pnp transistors Tr10 and Tr11 to which the power source voltage V CC (see FIG. 1 or 3) is applied via the emitter via FIG. 3), the npn transistor Tr12 having the base and collector of the transistor Tr4 connected to the base, and The npn transistor Tr13 having the base and collector of the transistor Tr5 connected to the base is a new comparator.

又、図5の比較器は、図1又は図3に示す比較器11のように、トランジスタTr4,Tr5のベース同士が接続されていない。更に、トランジスタTr12,Tr13のエミッタが接地され、トランジスタTr10,T13のコレクタ同士が接続されるとともに、トランジスタTr11,Tr12のコレクタ同士が接続される。又、トランジスタTr10のベースとコレクタがトランジスタTr11のベースに接続される。このように、トランジスタTr4とトランジスタTr12とが、トランジスタTr5とトランジスタTr13とが、トランジスタTr10とトランジスタTr11とが、それぞれ、カレントミラー回路を構成する。   Further, in the comparator of FIG. 5, unlike the comparator 11 shown in FIG. 1 or FIG. 3, the bases of the transistors Tr4 and Tr5 are not connected to each other. Furthermore, the emitters of the transistors Tr12 and Tr13 are grounded, the collectors of the transistors Tr10 and T13 are connected to each other, and the collectors of the transistors Tr11 and Tr12 are connected to each other. The base and collector of the transistor Tr10 are connected to the base of the transistor Tr11. As described above, the transistor Tr4 and the transistor Tr12, the transistor Tr5 and the transistor Tr13, and the transistor Tr10 and the transistor Tr11 respectively constitute a current mirror circuit.

尚、図5に示す比較器は、図1又は図3に示す比較器11と同様、トランジスタTr1のベースが正相入力、トランジスタTr6が逆相入力となる。又、出力はトランジスタTr11,Tr12のコレクタが接続された接続ノードであり、このトランジスタTr11,Tr12のコレクタが接続された接続ノードに、トランジスタTr7(図1又は図3参照)のベースが接続される。   In the comparator shown in FIG. 5, like the comparator 11 shown in FIG. 1 or FIG. 3, the base of the transistor Tr1 is a positive phase input and the transistor Tr6 is a negative phase input. The output is a connection node to which the collectors of the transistors Tr11 and Tr12 are connected. The base of the transistor Tr7 (see FIG. 1 or 3) is connected to the connection node to which the collectors of the transistors Tr11 and Tr12 are connected. .

このような比較器において、トランジスタTr1のベースに与える電圧がトランジスタTr6に与える電圧よりも高くなると、トランジスタTr3に流れるエミッタ電流がトランジスタTr2に流れるエミッタ電流よりも大きくなる。今、トランジスタTr2に流れるエミッタ電流がトランジスタTr4に流れるコレクタ電流と等しくなるので、トランジスタTr4とカレントミラー回路を構成するトランジスタTr12のコレクタ電流もトランジスタTr2に流れるエミッタ電流と等しくなる。又、トランジスタTr3に流れるエミッタ電流がトランジスタTr5に流れるコレクタ電流と等しくなるので、トランジスタTr5とカレントミラー回路を構成するトランジスタTr13のコレクタ電流もトランジスタTr3に流れるエミッタ電流と等しくなる。   In such a comparator, when the voltage applied to the base of the transistor Tr1 becomes higher than the voltage applied to the transistor Tr6, the emitter current flowing through the transistor Tr3 becomes larger than the emitter current flowing through the transistor Tr2. Now, since the emitter current flowing through the transistor Tr2 becomes equal to the collector current flowing through the transistor Tr4, the collector current of the transistor Tr12 that forms the current mirror circuit with the transistor Tr4 is also equal to the emitter current flowing through the transistor Tr2. Further, since the emitter current flowing through the transistor Tr3 is equal to the collector current flowing through the transistor Tr5, the collector current of the transistor Tr13 that forms the current mirror circuit with the transistor Tr5 is also equal to the emitter current flowing through the transistor Tr3.

更に、トランジスタTr10を流れるエミッタ電流がトランジスタTr13のコレクタ電流と等しいため、トランジスタTr10及びトランジスタTr10とカレントミラー回路を構成しているトランジスタTr11には、トランジスタTr3のエミッタ電流と等しいコレクタ電流が流れる。よって、トランジスタTr11を流れるエミッタ電流がトランジスタTr12を流れるコレクタ電流よりも大きくなるので、図5の比較器から電流が出力され、トランジスタTr7(図1又は図3参照)にベース電流が流れる。   Furthermore, since the emitter current flowing through the transistor Tr10 is equal to the collector current of the transistor Tr13, a collector current equal to the emitter current of the transistor Tr3 flows through the transistor Tr10 and the transistor Tr11 that forms a current mirror circuit with the transistor Tr10. Therefore, since the emitter current flowing through the transistor Tr11 is larger than the collector current flowing through the transistor Tr12, the current is output from the comparator of FIG. 5, and the base current flows through the transistor Tr7 (see FIG. 1 or FIG. 3).

は、第1の実施形態の電源装置の内部構造を示す回路図である。These are circuit diagrams which show the internal structure of the power supply device of 1st Embodiment. は、図1の電源装置の各部の電圧を示すタイムチャートである。These are time charts showing the voltages of the respective parts of the power supply device of FIG. は、第2の実施形態の電源装置の内部構造を示す回路図である。These are circuit diagrams which show the internal structure of the power supply device of 2nd Embodiment. は、図3の電源装置の各部の電圧を示すタイムチャートである。Fig. 4 is a time chart showing voltages of respective parts of the power supply device of Fig. 3. は、比較器の内部構造を示す回路図の一例である。These are an example of the circuit diagram which shows the internal structure of a comparator. は、従来の電源装置の内部構造を示す回路図である。These are the circuit diagrams which show the internal structure of the conventional power supply device.

符号の説明Explanation of symbols

1,2,9,14 スイッチ
3,4,5,7 定電流源
6 出力端子
8,13 放電回路
10 クランプ回路
11 比較器
12,15 ソフトスタート回路
Tr1〜Tr3,Tr6,Tr8,Tr9〜Tr11 pnp型トランジスタ
Tr4,Tr5,Tr7,Tr12,Tr13 npn型トランジスタ
R1〜R3 抵抗
Cs,Co コンデンサ
1, 2, 9, 14 Switch 3, 4, 5, 7 Constant current source 6 Output terminal 8, 13 Discharge circuit 10 Clamp circuit 11 Comparator 12, 15 Soft start circuit Tr1-Tr3, Tr6, Tr8, Tr9-Tr11 pnp Type transistor Tr4, Tr5, Tr7, Tr12, Tr13 npn type transistor R1-R3 resistance Cs, Co capacitor

Claims (7)

出力回路からの出力電圧を分圧して得た検出電圧を比較器で基準電圧と比較し、該比較器の比較出力によって前記出力回路から出力される検出電圧が前記基準電圧と等しくなるように制御する電源装置において、
起動時に徐々に増加する電圧を出力するとともに、その出力電圧が前記基準電圧を超える所定の電圧に至るまで前記基準電圧を前記比較器に印加しないように動作するソフトスタート回路を設け
前記比較器が、
第1電圧が印加された第1電流源、第2電流源、及び第3電流源と、
エミッタに前記第1電流源が接続され、ベースに前記基準電圧が印加された第1トランジスタと、
ベースに前記第1トランジスタのエミッタが接続されるとともに、エミッタに前記第2電流源が接続された第2トランジスタと、
エミッタに前記第2電流源が接続された第3トランジスタと、
エミッタに前記第3電流源と前記第3トランジスタのベースとが接続され、ベースに前記出力回路からの出力電圧を分圧した前記検出電圧が与えられる第4トランジスタと、
を有し、
前記第3トランジスタのコレクタ側から前記比較出力を前記出力回路に出力し、
前記ソフトスタート回路が、
前記第1電流源と、
前記第1トランジスタのエミッタと前記第2トランジスタのベースとの接続ノードに一端が接続されるとともに、他端に前記第2電圧が印加されたコンデンサと、
から構成されることを特徴とする電源装置。
The detection voltage obtained by dividing the output voltage from the output circuit is compared with a reference voltage by a comparator, and the detection voltage output from the output circuit is controlled to be equal to the reference voltage by the comparison output of the comparator. In the power supply to
A soft start circuit that operates so as not to apply the reference voltage to the comparator until the output voltage reaches a predetermined voltage that exceeds the reference voltage, while outputting a voltage that gradually increases at startup ,
The comparator is
A first current source, a second current source, and a third current source to which a first voltage is applied;
A first transistor having an emitter connected to the first current source and a base applied with the reference voltage;
A second transistor having a base connected to an emitter of the first transistor and an emitter connected to the second current source;
A third transistor having the emitter connected to the second current source;
A fourth transistor having an emitter connected to the third current source and a base of the third transistor, and a base to which the detection voltage obtained by dividing the output voltage from the output circuit is applied;
Have
Outputting the comparison output from the collector side of the third transistor to the output circuit;
The soft start circuit is
The first current source;
A capacitor having one end connected to a connection node between the emitter of the first transistor and the base of the second transistor and the second voltage applied to the other end;
Power and wherein the composed.
出力回路からの出力電圧を分圧して得た検出電圧を比較器で基準電圧と比較し、該比較器の比較出力によって前記出力回路から出力される検出電圧が前記基準電圧と等しくなるように制御する電源装置において、
起動時に徐々に増加する電圧を出力するとともに、その出力電圧が前記基準電圧を超える所定の電圧に至るまで前記基準電圧を前記比較器に印加しないように動作するソフトスタート回路を設け、
前記比較器が、
第1電圧が印加された第1電流源、第2電流源、及び第3電流源と、
エミッタに前記第1電流源が接続され、ベースに前記基準電圧が印加された第1トランジスタと、
ベースに前記第1トランジスタのエミッタが接続されるとともに、エミッタに前記第2電流源が接続された第2トランジスタと、
エミッタに前記第2電流源が接続された第3トランジスタと、
エミッタに前記第3電流源と前記第3トランジスタのベースとが接続され、ベースに前記出力回路からの出力電圧を分圧した前記検出電圧が与えられる第4トランジスタと、
を有し、
前記第3トランジスタのコレクタ側から前記比較出力を前記出力回路に出力し、
前記ソフトスタート回路が、
第1電圧が印加された第4電流源と、
一端が該第4電流源に接続されるとともに、他端に前記第2電圧が印加されたコンデンサと、
エミッタに前記第1トランジスタのエミッタが接続され、ベースに前記コンデンサと前記第4電流源との接続ノードが接続されるとともにコレクタに前記第2電圧が印加された第5トランジスタと、
前記第1トランジスタのベースと前記第5トランジスタのベースとの間に接続されて、前記第5トランジスタのベースの電圧を所定の電圧を超えないように制限するためのクランプ回路と、
から構成されることを特徴とする電源装置。
The detection voltage obtained by dividing the output voltage from the output circuit is compared with a reference voltage by a comparator, and the detection voltage output from the output circuit is controlled to be equal to the reference voltage by the comparison output of the comparator. In the power supply to
A soft start circuit that operates so as not to apply the reference voltage to the comparator until the output voltage reaches a predetermined voltage that exceeds the reference voltage, while outputting a voltage that gradually increases at startup,
The comparator is
A first current source, a second current source, and a third current source to which a first voltage is applied;
A first transistor having an emitter connected to the first current source and a base applied with the reference voltage;
A second transistor having a base connected to an emitter of the first transistor and an emitter connected to the second current source;
A third transistor having the emitter connected to the second current source;
A fourth transistor having an emitter connected to the third current source and a base of the third transistor, and a base to which the detection voltage obtained by dividing the output voltage from the output circuit is applied;
Have
Outputting the comparison output from the collector side of the third transistor to the output circuit ;
The soft start circuit is
A fourth current source to which the first voltage is applied;
A capacitor having one end connected to the fourth current source and the other voltage applied to the other end;
A fifth transistor having an emitter connected to the emitter of the first transistor, a base connected to a connection node between the capacitor and the fourth current source, and a collector applied with the second voltage;
A clamp circuit connected between the base of the first transistor and the base of the fifth transistor for limiting the voltage of the base of the fifth transistor so as not to exceed a predetermined voltage;
Power supplies you characterized in that it is composed of.
前記比較器が、
コレクタとベースに前記第2トランジスタのコレクタが接続されるとともに、エミッタに前記第2電圧が印加された第6トランジスタと、
前記3トランジスタのコレクタにコレクタが接続され、前記第6トランジスタのベースにベースが接続されるとともにエミッタに前記第2電圧が印加された第7トランジスタと、
を有し、
又、前記電源装置の動作を停止する際に、前記コンデンサを放電して初期化するための放電回路を設けたことを特徴とする請求項又は請求項に記載の電源装置。
The comparator is
A sixth transistor in which the collector of the second transistor is connected to a collector and a base, and the second voltage is applied to an emitter;
A seventh transistor having a collector connected to a collector of the three transistors, a base connected to a base of the sixth transistor, and the second voltage applied to an emitter;
Have
The power supply apparatus according to claim 1 or 2 , further comprising a discharge circuit for discharging and initializing the capacitor when the operation of the power supply apparatus is stopped.
前記ソフトスタート回路において、前記コンデンサを放電して初期化するとき、その放電時間を短縮するためのクランプ回路が設けられたことを特徴とする請求項〜請求項のいずれかに記載の電源装置。 In the soft start circuit, when initializing discharges the capacitor, the power supply according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the clamping circuit for shortening the discharge time is provided apparatus. 前記電源装置が、1チップの半導体集積回路装置であることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれかに記載の電源装置。 The power supply device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the power supply device is a one-chip semiconductor integrated circuit device. 起動時の出力電流が通常の出力電流の10倍以内になるように充電時間が設定されていることを特徴とする請求項に記載の電源装置。 6. The power supply device according to claim 5 , wherein the charging time is set so that the output current at the time of startup is within 10 times the normal output current. 前記電源装置が、前記コンデンサが外部に設けられるとともに、前記コンデンサ以外の回路が1チップの半導体集積回路装置であることを特徴とする請求項〜請求項のいずれかに記載の電源装置。 The power supply, together with the capacitor is provided outside power supply apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the circuitry other than the capacitor is a semiconductor integrated circuit device of one chip.
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