JP7230249B2 - リニア電源回路 - Google Patents
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Description
図1は、高速応答が可能なリニア電源回路として本発明者が開発したリニア電源回路の構成を示す図である。図1に示すリニア電源回路は、入力端T1と、出力端T2と、出力トランジスタ1と、ドライバ2と、基準電圧生成部3と、抵抗4及び5と、を備える。
図3は、第1実施形態に係るリニア電源回路の構成を示す図である。図3に示すリニア電源回路は、図1に示すリニア電源回路の第1の問題点を解決するために本発明者が開発したリニア電源回路の一例である。図3において図1と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
図6は、図3に示すリニア電源回路で用いられる電流増幅器24の一構成例を示す図である。電流増幅器24は、電流ソース型カレントミラー回路CM_1、CM_2、CM_4、・・・、及びCM_n-1(ただしCM_n-1は図6において不図示)と、電流シンク型カレントミラー回路CM_3、・・・、及びCM_nと、を備える。電流ソース型カレントミラー回路CM_1及び定電流I1を流す定電流源CS1と電流シンク型カレントミラー回路CM_nとの間において電流増幅器24の入力から出力に向かって、電流ソース型カレントミラー回路と電流シンク型カレントミラー回路とが交互に配置される。各カレントミラー回路で発生するポールをできるだけ低帯域に寄らないようにするために、各カレントミラー回路のミラー比(入力側トランジスタのサイズに対する出力側トランジスタのサイズ)は5以下であることが好ましく、より好ましくは3以下である。但し、各カレントミラー回路のミラー比を小さくするほど、電流増幅器24の回路面積は大きくなってしまうので、周波数特性の改善と小型化とのトレードオフを考慮して各カレントミラー回路のミラー比を決定すればよい。
図8は、第2実施形態に係るリニア電源回路の構成を示す図である。図8に示すリニア電源回路は、図1に示すリニア電源回路の第2の問題点を解決するために本発明者が開発したリニア電源回路の一例である。図8において図1と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
図9Aは、図8に示すリニア電源回路の一構成例を示す図である。図9Aにおいて図8と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
Ix+Iy≦I1 ・・・(1)
Ib≦I1/C (Cは定数)
図11は、車両Xの外観図である。本構成例の車両Xは、不図示のバッテリから出力される電圧の供給を受けて動作する種々の電子機器X11~X18を搭載している。なお、本図における電子機器X11~X18の搭載位置は、図示の便宜上、実際とは異なる場合がある。
上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
2 ドライバ
8 生成部
9 フィードバック部
21、21’ 差動増幅器
22、22’ 容量
23 PMOSFET(変換器の一例)
23’ NMOSFET(変換器の他の例)
24 電流増幅器
X 車両
Claims (10)
- 入力電圧が印加される入力端と出力電圧が印加される出力端との間に設けられた出力トランジスタと、
前記出力電圧の分圧と基準電圧との差に基づいて前記出力トランジスタを駆動するドライバと、
を備え、
前記ドライバは、前記分圧と前記基準電圧との差に応じた電圧を出力する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力が一端に印加されグランド電位が他端に印加される容量と、前記差動増幅器の出力に基づく電圧を電流に変換して出力する変換器と、前記変換器の出力を電流増幅する電流増幅器と、を備え、
前記差動増幅器及び前記変換器の電源電圧が前記出力電圧より低い電圧であって前記出力電圧に依存する電圧であり、
前記電流増幅器は、電流シンク型カレントミラー回路と電流ソース型カレントミラー回路とをそれぞれ複数備え、
複数の前記電流シンク型カレントミラー回路と複数の前記電流ソース型カレントミラー回路とが交互に多段に接続され、
前記電流シンク型カレントミラー回路それぞれのミラー比が5以下であり、
前記電流ソース型カレントミラー回路それぞれのミラー比が5以下である、
リニア電源回路。 - 前記分圧は前記差動増幅器及び前記変換器の電源電圧より低い、請求項1に記載のリニア電源回路。
- 前記差動増幅器及び前記変換器の耐圧は、前記出力電圧より低い、請求項1又は請求項2に記載のリニア電源回路。
- 前記電流増幅器の電源電圧が定電圧である、請求項1~3のいずれか一項に記載のリニア電源回路。
- 前記出力電圧から前記差動増幅器及び前記変換器の電源電圧を生成する生成部をさらに備え、
前記生成部は、ハイインピーダンス入力の素子を備える、請求項1~4のいずれか一項に記載のリニア電源回路。 - 前記素子の耐圧は前記出力電圧以上であり、前記生成部の前記素子を除く部分の耐圧は前記出力電圧より低い、請求項5に記載のリニア電源回路。
- 前記出力端から出力される出力電流に関する情報を前記電流増幅器にフィードバックするフィードバック部を備え、
前記ドライバは、前記出力電圧の分圧と基準電圧との差、及び、前記情報に基づいて前記出力トランジスタを駆動し、
前記フィードバック部は、前記差動増幅器の出力から前記出力端までの第1経路の第1所定位置に前記情報をフィードバックし、前記電流増幅器の入力から前記出力端までの第2経路の第2所定位置から前記情報を取得し、
前記第2所定位置は前記第1所定位置よりも前記出力端側に位置し、
いずれかの前記電流シンク型カレントミラー回路の入力側が前記第1所定位置であり、
前記フィードバック部は、前記情報に応じた電流を前記第1所定位置から引き抜き、
前記フィードバック部によって前記第1所定位置から引き抜かれる電流と、入力側が前記第1所定位置である前記電流シンク型カレントミラー回路によって前記第1所定位置から引き抜かれる電流との合成電流の最大値は、前記変換器の出力に依存しない、請求項1~6のいずれか一項に記載のリニア電源回路。 - 前記差動増幅器及び前記変換器の耐圧は、前記電流増幅器の耐圧より低い、請求項4に記載のリニア電源回路。
- 前記差動増幅器のゲインは、前記電流増幅器のゲインより小さい、請求項1~8のいずれか一項に記載のリニア電源回路。
- 請求項1~9のいずれか一項に記載のリニア電源回路を備える、車両。
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