JP4833652B2 - レギュレータ回路およびそれを搭載した自動車 - Google Patents
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Description
出力トランジスタの制御端子と入力端子の間の電圧差、すなわち、ゲートソース間電圧に下限値を設定することにより、出力トランジスタが完全にオフするのを防止することができる。この態様によれば、入力電圧が非常に速い速度で変化しても、アンダーシュートを抑制することができる。
入力電圧が変動し、出力電圧の目標値である基準電圧に近接し、あるいはそれより低くなると(以下、本明細書において、入力電圧低下状態という)、誤差増幅器は、出力トランジスタがフルオンするように、出力トランジスタの制御端子の電圧を低下させて、ゲートソース間電圧を増大させる。この態様では、出力トランジスタの制御端子の電圧に、下限値を設定することにより、出力トランジスタのゲートソース間電圧がある電圧でクランプされるため、入力電圧低下状態から、入力電圧が急激に上昇した場合において、出力電圧がオーバーシュートするのを抑制することができる。
差分電圧を、出力電流に応じて増大させることにより、重負荷となるに従って、出力トランジスタの制御端子の下限値は低くなる。その結果、負荷電流に応じて、出力トランジスタのオンの程度の上限を設定することができ、より好適に出力電圧のオーバーシュートを抑制することができる。
この場合、出力トランジスタに流れる出力電流に比例した電圧と、所定の電圧の和を、差分電圧として設定することができる。
はじめに、本発明の実施の形態に係るレギュレータ回路100の構成および動作の概略を、図1の回路図をもとに説明する。図1は、本実施の形態に係るレギュレータ回路100の構成を示すブロック図である。以降の図において、同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。以下の説明において、電圧信号、電流信号あるいは抵抗、容量などに付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値あるいは抵抗値、容量値を表すものとして用いることとする。
第1の実施の形態では、図1のクランプ回路30によって、出力トランジスタ12のゲートソース間電圧Vgsの下限値を設定する場合について説明する。はじめにその動作について説明し、次いでその具体的な構成例について説明する。
第2の実施の形態では、クランプ回路30によって、出力トランジスタ12のゲートソース間電圧Vgsの上限値を設定する場合について説明する。はじめにその動作について説明し、次いでその具体的な構成例について説明する。
Claims (13)
- 入力端子に印加された入力電圧を安定化し、出力端子から出力電圧を出力するレギュレータ回路であって、
前記入力端子と前記出力端子の間に設けられた出力トランジスタと、
前記出力電圧に応じた電圧が所定の基準電圧に近づくように、前記出力トランジスタの制御端子の電圧を調節する誤差増幅器と、
前記入力端子から接地端子に至る経路上に設けられ、一端の電位が固定された変動検出キャパシタと、
前記変動検出キャパシタに流れる電流に応じた電流を、前記出力トランジスタの制御端子に供給する電流帰還回路と、
前記出力トランジスタの制御端子の電圧を、前記出力電圧より差分電圧だけ低いクランプ電圧以上となるようにクランプするとともに、前記差分電圧を、前記出力トランジスタに流れる出力電流に応じて大きくするクランプ回路と、
を備えることを特徴とするレギュレータ回路。 - 前記クランプ回路は、
前記出力トランジスタに流れる出力電流に応じた検出電流を生成する電流検出回路と、
前記出力電圧より前記検出電流に比例した電圧だけ低いクランプ基準電圧を生成するクランプ基準電圧生成回路と、
前記クランプ基準電圧生成回路により生成されるクランプ基準電圧よりも、さらに所定の電圧だけ低い電圧を、前記クランプ電圧に設定し、前記出力トランジスタの制御端子の電圧をクランプするクランプ実行回路と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のレギュレータ回路。 - 前記クランプ基準電圧生成回路は、
一端が前記出力端子に接続され、前記電流検出回路により生成される検出電流の経路上に設けられた抵抗を含み、当該抵抗の他端に現れる電圧を、前記クランプ基準電圧として出力することを特徴とする請求項2に記載のレギュレータ回路。 - 前記クランプ実行回路は、
前記クランプ基準電圧生成回路の出力端子から、前記出力トランジスタの制御端子に至る経路上に、カソード端子が前記出力トランジスタの制御端子側となるように設けられたダイオードを含むことを特徴とする請求項2に記載のレギュレータ回路。 - 前記クランプ実行回路は、
ゲートに前記クランプ基準電圧が印加されたNチャンネル電界効果トランジスタと、
アノードが、前記Nチャンネル電界効果トランジスタのソースに接続され、カソードが前記出力トランジスタの制御端子に接続されたダイオードと、
を含むことを特徴とする請求項2に記載のレギュレータ回路。 - 前記出力トランジスタの制御端子と前記入力端子の電圧差が、所定のクランプ電圧以上となるように、前記出力トランジスタの制御端子の電圧をクランプする第2クランプ回路をさらに備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のレギュレータ回路。
- 前記第2クランプ回路は、前記変動検出キャパシタに電流が流れる期間、動作することを特徴とする請求項6に記載のレギュレータ回路。
- 前記出力トランジスタは、Pチャンネル電界効果トランジスタであって、前記クランプ電圧は、前記出力トランジスタのしきい値電圧より小さく設定されることを特徴とする請求項6または7に記載のレギュレータ回路。
- 前記第2クランプ回路は、前記電流帰還回路から前記出力トランジスタの制御端子への電流供給経路上に、カソードが前記出力トランジスタの制御端子側に、アノードが前記電流帰還回路側となるように配置されたダイオードを含むことを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載のレギュレータ回路。
- 前記第2クランプ回路は、前記電流帰還回路から前記出力トランジスタの制御端子への電流供給経路上に設けられた抵抗を含むことを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載のレギュレータ回路。
- 前記電流帰還回路は、前記入力端子から前記変動検出キャパシタの他端に至る経路上に設けられた第1トランジスタと、
前記第1トランジスタとカレントミラー回路を構成する第2トランジスタと、
を含み、前記第2トランジスタに流れる電流を、前記クランプ回路を介して前記出力トランジスタの制御端子に供給することを特徴とする請求項9または10に記載のレギュレータ回路。 - ひとつの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載のレギュレータ回路。
- バッテリと、
前記バッテリの電圧を安定化して負荷に供給する請求項1から12のいずれかに記載のレギュレータ回路と、
を備えることを特徴とする自動車。
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