JP4882938B2 - 電源回路 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1の実施形態について図1〜図4を参照しながら説明する。
図1に示す電源回路11は、車載用のマイクロコンピュータに電源電圧を供給するものである。電源回路11は、シリーズレギュレータ形式であり、出力トランジスタ12、基準電圧生成回路13、電圧検出回路14、オペアンプ15、コンパレータ16、定電圧出力回路17および電圧切換回路18を備えている。
Vs=Vc−VF (Vc>Voutの場合) …(1)
Vs=Vout−VF (Vc<Voutの場合) …(2)
まず、電源入力端子19に接続された負荷等の状況により、電源遮断時に電源電圧VBATが急激に低下する場合の電源回路11の動作について説明する。なお、出力電圧Voutは、電源出力端子23に接続されたコンデンサC11の作用により電源遮断時に緩やかに低下するものとする。図2は、このような条件のときの電源回路11の各部の電圧波形を示しており、(a)は電源電圧VBAT、(b)は定電圧Vc、(c)は出力電圧Vout、(d)は切換電圧Vs、(e)は基準電圧Vref、(f)は電圧信号Saである。
Vout≒VBAT−VF …(3)
Vc≒VBAT …(4)
Vs≒VBAT−VF …(5)
基準電圧生成回路13は、定電圧Vcに基づく切換電圧Vsの供給を受けて動作を続けることになり、リセット信号(Lレベルの電圧信号Sa)が出力された後も1.2Vの基準電圧Vrefを出力する。
出力電圧Voutが判定しきい値電圧以上である定電圧制御動作の状態には、電圧切換回路18から出力電圧Voutに基づく切換電圧Vsが出力される。基準電圧生成回路13は、この安定した出力電圧Voutに基づく切換電圧Vsの供給を受けて動作する。このため、基準電圧Vrefは、電源入力端子19における電源電圧VBATが変動したとしても、その影響を受けることなく変動が極めて小さい安定したものとなり、ひいては電源回路11全体の動作も安定する。
以下、本発明の第2の実施形態について図5および図6を参照しながら説明する。
図5は、第1の実施形態における図1相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図5に示す電源回路31は、図1に示す電源回路11に対し、トランジスタT31および抵抗R31、R32を備えている点と、コンパレータ16の反転入力端子に与えられる電圧とが異なっている。
以下、本発明の第3の実施形態について図7および図8を参照しながら説明する。
図7は、第1の実施形態における図1相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図7に示す電源回路41は、図1に示す電源回路11に対し、電圧検出回路14に替えて電圧検出回路42を備えている点と、CMOSからなる周知構成のアナログスイッチ43、44およびインバータ回路45、46を備えている点と、オペアンプ15の反転入力端子およびコンパレータ16の非反転入力端子に与えられる電圧とが異なっている。
以下、本発明の第4の実施形態について図9を参照しながら説明する。
図9は、第1の実施形態における図1相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図9に示す電源回路51は、図1に示す電源回路11に対し、定電圧出力回路17に替えて定電圧出力回路52を備えている点が異なっている。
また、ツェナーダイオード54に、温度係数の小さいもの用いたり、または、ダイオードD51の温度係数(−2mV/℃)を打ち消すような温度係数のものを用いたりすれば、定電圧Vcの温度特性を良好に保つことができる。
以下、本発明の第5の実施形態について図10を参照しながら説明する。
図10は、第1の実施形態における図1相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図10に示す電源回路61は、図1に示す電源回路11に対し、定電圧出力回路17に替えて定電圧出力回路62を備えている点が異なっている。
以下、本発明の第6の実施形態について図11を参照しながら説明する。
図11は、第1の実施形態における図1相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図11に示す電源回路71は、図1に示す電源回路11に対し、出力トランジスタ12に替えて出力トランジスタ72を備えている点と、オペアンプ15の各入力端子に与えられる電圧とが異なっている。
以下、本発明の第7の実施形態について図12を参照しながら説明する。
図12は、第1の実施形態における図1相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図12に示す電源回路81は、図1に示す電源回路11に対し、出力トランジスタ12に替えて出力トランジスタ82を備えている点が異なっている。
以下、本発明の第8の実施形態について図13を参照しながら説明する。
図13は、第1の実施形態における図1相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図13に示す電源回路91は、図1に示す電源回路11に対し、出力トランジスタ12に替えて出力トランジスタ92を備えている点と、オペアンプ15の各入力端子に与えられる電圧とが異なっている。
以下、本発明の第9の実施形態について図14を参照しながら説明する。
図14は、第1の実施形態における図1相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図14に示す電源回路101は、図1に示す電源回路11に対し、出力トランジスタ12に替えて出力トランジスタ102を備えている点と、三角波生成回路103、PWMコンパレータ104、ダイオードD101、コイルL101およびコンデンサC101、C102を備えている点とが異なっている。
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
定電圧生成部25は、複数のダイオードの直列回路により構成されていればよく、ダイオードの数は2個〜6個でもよいし、8個以上でもよい。また、定電圧出力回路17は、Hレベルの電圧信号Saが与えられたとき、出力する定電圧Vcのレベルを出力電圧Voutより低いレベルに切り換えることができれば、トランジスタM11により2つ以上のダイオードをバイパスする構成にしてもよい。
動作電圧出力回路は、定電圧出力回路17、52、62により構成しなくてもよく、出力する電圧のレベルを、電圧信号Saのレベルに応じて基準電圧生成回路13を動作可能とする第1のレベルと出力電圧Voutより低い第2のレベルとに切り換える構成のものであればよい。
本発明は、車載用の電源回路に限らず、他の用途の電源回路にも適用可能である。
Claims (9)
- 電源入力端子と電源出力端子との間の電流経路に介在する出力トランジスタと、
前記電源出力端子における出力電圧に応じた第1の検出電圧を出力する第1の電圧検出回路と、
前記第1の検出電圧よりも高い検出レベルであって前記出力電圧に応じた第2の検出電圧を出力する第2の電圧検出回路と、
前記出力電圧の目標値に対応した基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
前記基準電圧と前記第1の検出電圧とに基づいて前記出力トランジスタの駆動を制御する出力制御回路と、
前記基準電圧と前記第2の検出電圧とに基づいて前記出力電圧が前記目標値よりも低く設定された判定しきい値電圧よりも低下したことを検出するとリセット信号を出力する出力低下検出回路と、
前記リセット信号が出力されている期間では前記電源入力端子から供給される電源電圧を用いて前記基準電圧生成回路を動作させるための第1のレベルの動作電圧を出力し、前記リセット信号が出力されていない期間では前記電源出力端子における出力電圧よりも低い第2のレベルの動作電圧を出力する動作電圧出力回路と、
前記動作電圧および前記出力電圧が入力され、これら各電圧のうち、いずれか高い方の電圧を出力する電圧切換回路とを備え、
前記基準電圧生成回路は、前記電圧切換回路から出力される電圧の供給を受けて動作することを特徴とする電源回路。 - 前記電圧切換回路は、
前記動作電圧および前記出力電圧がそれぞれアノードに与えられた2つのダイオードを備え、
前記2つのダイオードの各カソードは共通に接続され、前記各カソードから前記基準電圧生成回路に対し電圧を出力することを特徴とする請求項1記載の電源回路。 - 前記出力低下検出回路は、
前記基準電圧または前記基準電圧に応じた電圧と、前記第2の検出電圧または前記第2の検出電圧に応じた電圧とを比較するヒステリシス特性を有するコンパレータを備え、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記出力電圧が前記判定しきい値電圧よりも低下したことを検出することを特徴とする請求項1または2記載の電源回路。 - 前記動作電圧出力回路は、一定化した前記動作電圧を出力する定電圧出力回路により構成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の電源回路。
- 前記動作電圧出力回路は、
前記電源入力端子から電源電圧の供給を受けると所定電流を出力する電流源と、
この電流源に対し複数の定電圧発生素子が直列に接続されて構成されており、前記動作電圧を生成する定電圧生成部と、
前記リセット信号が出力されている期間では前記動作電圧を前記第1のレベルとし、前記リセット信号が出力されていない期間では前記動作電圧を前記第2のレベルとする電圧レベル切換部とを備えていることを特徴とする請求項4記載の電源回路。 - 前記電圧レベル切換部は、前記リセット信号が出力されていない期間、前記複数の定電圧発生素子のうち少なくとも1つの素子をバイパスするバイパス手段を備えていることを特徴とする請求項5記載の電源回路。
- 前記電圧レベル切換部は、前記リセット信号が出力されていない期間、前記電流源の動作を停止させる電流供給停止手段を備えていることを特徴とする請求項5または6記載の電源回路。
- 前記定電圧生成部は、複数のダイオードの直列回路により構成されていることを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載の電源回路。
- 前記定電圧生成部は、ダイオードおよびツェナーダイオードの直列回路により構成されていることを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載の電源回路。
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