JPH03123916A - 電流供給配置 - Google Patents

電流供給配置

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JPH03123916A
JPH03123916A JP2260645A JP26064590A JPH03123916A JP H03123916 A JPH03123916 A JP H03123916A JP 2260645 A JP2260645 A JP 2260645A JP 26064590 A JP26064590 A JP 26064590A JP H03123916 A JPH03123916 A JP H03123916A
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JP
Japan
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voltage
control
current
transistor
resistor
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Pending
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JP2260645A
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English (en)
Inventor
Thomas Riedger
トマス　リードガー
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/569—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
    • G05F1/573—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection with overcurrent detector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は制御トランジスタにより駆動され、そのスイッ
チング通路か制御されていない入力直流電圧の端子およ
び制御供給電圧の端子間にその都度位置する電力トラン
ジスタと、電流測定抵抗と、前記制御抵抗を第１電極を
経て駆動し、供給電圧から取出すべき電圧と第１基準電
圧とを比較する第１制御増幅器と、前記電流測定抵抗に
取出すべき測定電圧とを比較する第２制画増幅器とを具
える電流供給配置に関するものである。
（従来の技術） 電子回路の作動には直流電圧を必要とし、この際、幹線
電源電圧の変動、負荷電流の変動および温度変動による
も、所望の電圧値を所定の許容範囲内に保持し得るよう
にする。これらの理由のため、幹線電圧から例えば整流
により得た直流電圧は電子回路の作動電圧としては直接
好適ではなく、後段の電圧制限および電流制限手段によ
り安定化および平滑化する必要かある。
（発明か解決しようとする課題） 上述した種類の電流供給配置は、米国特許第４、３４６
．３４２号明細書から既知である。この場合には電圧制
御手段は第１制御増幅器により構成し、これによりその
反転入力端子に供給され、出力側の分圧器の日出タップ
に得られる電圧と、非反転入力端子に供給される基準電
圧とを比較する。第１制御増幅器の出力端子を制御増幅
器のベースに接続する。電流制御手段は第２制御増幅器
により構成し、これにより電流測定抵抗で取出すべき測
定電圧と第２基準電圧とを比較する。第２制御増幅器の
出力端をダイオードを経て制御トランジスタのベースに
も接続し、制御トランジスタのエミッタを抵抗を経て基
準電圧部に接続する。これかため、制御トランジスタの
ベースは電圧制御用の第１＄ｉＩＩ御増幅器と電流制限
用の第２制御増幅器とによって駆動する。更に、これら
２つの制御増幅器の基準電圧は２つの個別の基準電圧か
ら得る。
本発明の目的は少数の回路素子のみを必要とし、充分な
ダイナミック制御範囲を有する上述した種類の電流供給
配置を提供せんとするにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は制御トランジスタにより駆動され、そのスイッ
チング通路か制御されていない入力直流電圧の端子およ
び制御供給電圧の端子間にその都度位置する電カドラン
スジューサと、電流測定抵抗と、前記制御抵抗を第１電
極を経て駆動し、供給電圧から取出すべき電圧と第１基
準電圧とを比較する第１制御増幅器と、前記電流測定抵
抗に取出すべき測定電圧とを比較する第２制御増幅器と
を具える電流供給配置において、前記第２制御増幅器の
出力端子を前記制御トランジスタの第２電極に接続し、
この制御トランジスタはアクティブ電圧調整中エミッタ
配置で作動させ、アクティブ電流制限中ベース配置中で
作動させるようにしたことを特徴とする。
上記第１電極は特に制御トランジスタのベースとし、第
２電極は制御トランジスタのエミッタとし、この制御ト
ランジスタはアクティブ電圧調整中エミッタ配置で作動
させ、アクティブ電流制眼中ベース配置中で作動させる
ようにする。これかため、常規作動中第１制御増幅器は
電圧制御に対しアクティブとなる。電流測定抵抗の測定
電圧か第２基準電圧により決まる制限値以上となり、そ
の出力電圧か増大すると、制御トランジスタはベース配
置で作動し、制御トランジスタの負荷電流は、測定電圧
か増大する分たけ減少する。これかため、２つの制御増
幅器を制御トランジスタにより組合わせることによって
簡単に電圧制御または電流制限がアクティブとなり、少
数の回路素子を用いて電流供給配置のダイナミック制御
範囲を充分な範囲とすることかできる。
本発明の好適な例では、前記第２制限増幅器の出力側と
前記制限トランジスタのエミッタとの間に抵抗を配列し
得るようにする。この抵抗によって電流フィードバック
を得、従って特に制御トランジスタの増幅率の温度およ
び電流依存性並びにスペーシメン当たりの変動による依
存性を低減させることかできる。
本発明の１例では、前記第２制限増幅器の反転入力端子
を抵抗を経て制限供給電圧の端子に接続し得るようにす
る。これかため、出力電流に依存して制御された供給電
圧のフィードバック特性曲線を得ることかできる。
本発明の他の例では、前記第１および第２基準電圧は単
一基準電圧源から得るようにする。この単一基準電圧源
は、例えば、ツェナーダイオードまたはバンドギャップ
基準素子の形態とすることかできる。例えば、第１基準
電圧は基準電圧源から直接得られ、第２基準電圧は例え
ば基準電圧源から分圧器により得ることかできる。２つ
の基準電圧は単一の基準電圧源から得られ、その結果回
路素子を更に節約することかできる。
本発明の更に他の例では、前記制限トランジスタのエミ
ッタ・ベース通路に逆並列に整流ダイオードを配置し得
るようにする。このダイオードによって制御トランジス
タのベース・エミッタ通路の電圧を制限し、従って、ブ
レークダウンか生じるのを防止する。このブレークダウ
ンは電圧制御か電流制限への経過時、即ち、制御トラン
ジスタの作動状態のエミッタ配置からベース配置への経
過時に発生する。
本発明の１例では、前記第１制限増幅器は直列接続の抵
抗およびコンデンサを経て負帰還し得るようにする。こ
れかため、第１制御増幅器の周波数応答補正を行うこと
かできる。
本発明の他の例では、前記第２制限増幅器は直列接続の
抵抗およびコンデンサを経て負帰還し得るようにする。
これがため、第２制御増幅器の周波数応答補正を第１制
御増幅器の周波数応答補正とは無関係に行うことができ
る。
（実施例） 図面につき本発明の詳細な説明する。
図面に示す本発明電流供給配置の１例では、電圧制御お
よび電流制限手段を、負荷未制御直流電圧ＵＥ　（入力
電圧）を供給する電流供給配列ｌと、出力電流Ｉが通り
被制御供給電圧ＬＩＡが発生する負荷抵抗ＲＬとの間に
配列する。第１直列支路ハＶｌにはベース・エミッタ通
路が抵抗Ｒ４を経て接続されたｐｎｐ電力トランジスタ
Ｔｌを具える。この電力ｌ・ランジスタＴ１は制御トラ
ンジスタＴ２により駆動する。この目的のため、制御ト
ランジスタＴ２のコレクタを電力トランジスタＴ１のベ
ースに接続する。
負荷抵抗ＲＬにはコンデンサＣ３並びに直列接続の第１
抵抗Ｒ１および第２抵抗Ｒ２を並列に配列する。
抵抗Ｒ１，Ｒ２の中央日出タップを第１制御増幅器ＯＰ
Ｉの反転入力端子に接続する。基準電圧源Ｕｒｅｆを第
１制御増幅器ＯＰＩの非反転入力端子および出力電圧ｔ
ＪＡの負基準電位部ｔＪＡ−間に配列する。第１制御増
幅器ＯＰＩの非反転入力端子に接続された基準電圧源Ｕ
ｒｅｆの端子を抵抗Ｒ６を経て第２制御増幅器ＯＰ２の
反転入力端子に接続する。更に、第２制御増幅器ＯＰ２
の反転入力端子を抵抗Ｒ７を経て出力電圧［ＪＡの正電
圧端子ＵＡ＋に接続する。第２直列支路ＺＷ２は未制御
入力電圧ＬＩＥの負端子ＵＥ−および被制御出力電圧Ｕ
Ａの負端子ＣＩＡ−間に電流測定抵抗Ｒ１０を含め、こ
の抵抗に測定電圧ＵＭを発生させるようにする。出力電
圧１．ｌＡの負端子ｔＪＡ−に接続された電流測定抵抗
Ｒ１０の接続部を第２制御増幅器ＯＰ２の非反転入力端
子に接続し、未制御直流電圧ＬＩＥの負端子ＵＥ−に接
続された電流測定抵抗Ｒ１０の接続部を抵抗Ｒ８を経て
第２制御増幅器ＯＰ２の反転入力端子に接続する。直列
接続の抵抗Ｒ３およびコンデンサＣＩを第１制御増幅器
ＯＰＩの反転入力端子および制御トランジスタＴ２のベ
ースに接続された第１制御増幅器ＯＰＩの出力端子間に
配列する。直列接続の抵抗Ｒ９およびコンデンサＣ２を
第２制御増幅器ＯＰ２の反転入力端子および第２制御増
幅器ＯＰ２の出力端子間に配列する。第２制御増幅器Ｏ
Ｐ２の出力端子を抵抗Ｒ５を経て制御トランジスタＴ２
のエミッタに接続する。整流ダイオードＤ１を制御トラ
ンジスタＴ２のベース・エミッタ通路に逆並列に配列す
る。
２つの制御増幅器ＯＰＩおよびＯＦ２により構成する共
通電圧源は正電圧接続部■ＣＣおよび負電圧接続部ＶＥ
Ｂを有する。この目的のために必要な電圧は直流電圧部
ＵＥに直接取出す。この目的のため、正電圧接続部■Ｃ
Ｃを正電圧端子ＵＥ＋に接続し、負電圧接続部ＶＥＥを
未制御直列電圧ＵＥの負端子ＬＩＥ−に接続する。未制
御入力直流電圧か制御増幅器ＯＰＩおよびＯＦ２の最大
可能な供給電圧以上となる用途では、これら供給電圧も
簡単な安定化回路を経て得ることかできる。
常規作動中、第１制御増幅器ＯＰＩは電圧制御に対しア
クティブとなる。この作動状態では、第２制御増幅器Ｏ
Ｐ２を経る出力電流Ｉの制限は行えない。第２制限ＯＰ
２の出力は電位ＶＥＥにある。これかため、制御トラン
ジスタＴ２のエミッタに接続された抵抗Ｒ５の接続部も
電位ＶＥＨにあり、制御トランジスタＴ２は電流負帰還
エミッタ配置で作動する。
制御トランジスタＴ２のコレクタ電流、従って電力トラ
ンジスタＴＩのベース電流も抵抗Ｒ５を経る電流帰還の
ため制御トランジスタＴ２のベース電圧に比例する。出
力電流Ｉ、従って、電力トランジスタＴＩのベース電流
に比例する。この出力電流Ｉは、負荷抵抗ＲＬの供給電
圧ｔＪＡか一定に保持されるように負荷抵抗ＲＬの瞬時
値に依存して制御される。第１制御増幅器ＯＰＩの出力
電圧、従って、制御トランジスタＴ２のベース電圧を適
宜調整して第１制御増幅器ＯＰＩの反転入力端子に供給
され、分圧器Ｒ１、Ｒ２を経て分圧により得た電圧か非
反転入力端子に供給された基準電圧Ｌｌｒｅｆに等しく
なるようにする。
エミッタ抵抗Ｒ５を経る制御トランジスタＴ２の電流帰
還は、充分に安定であり、エミッタ抵抗Ｒ５の抵抗値に
よってほぼ決まり、制御トランジスタＴ２の非直線性伝
送特性曲線には殆ど依存しない。これがため、制御トラ
ンジスタＴ２の増幅率の温度および電流依存性並びにス
ペーシメン当たりの変化による依存性も減少させること
ができる。
電流測定抵抗Ｒ１０の電圧降下ｔＪＭか抵抗Ｒ６、Ｒ７
、Ｒ８および基準電圧ｔＪｒｅｆにより決まる制限値以
上になると、第２制御増幅器ＯＰ２の出力電圧は増大す
る。この作動条件では第２制御増幅器ＯＰ２は電流制限
に対してアクティブとなる。これがため、制御トランジ
スタＴ２のコレクタ電流が減少し、従って、電力トラン
ジスタＴＩのベース電流の減少する。
電圧調整器として作動する第１制御増幅器ＯＰＩによっ
てその出力電圧を更に増大することにより電力トランジ
スタが正の変調リミット■ＣＣに最終的に到達するまで
電力トランジスタＴＩのベース電流を保持し得るように
する。制御トランジスタＴ２のベースは固定電位ｖＣＣ
となり、従って、制御トランジスタＴ２はベース配置で
作動するようになる。
制御トランジスタＴ２のコレクタ電流、従って、出力電
流■は、第２制御増幅器ＯＰ２の出力電圧か増大する程
度まで減少する。図面に示す例では、出力電流■に依存
する供給電圧ＵＡの折返し特性曲線は出力電圧ＤＡの正
端子ＵＡ＋と第２制御増幅器ＯＰ２の反転入力端子との
間に接続された抵抗Ｒ７によって得ることができる。電
圧調整器として作動する第１制御増幅器ＯＰＩおよび電
流制限器として作動する第２制御増幅器ＯＰ２の２つの
出力信号を組合わせることは、１つの素子によってのみ
、即ち、制御トランジスタＴ２によってのみ行うことが
でき、この制御トランジスタは電圧調整または電流制限
のいずれかがアクティブとなることに依存してエミッタ
配置またはベース配置で作動する。制御トランジスタＴ
２の増幅率を再作動状態において最大限に一定に保持す
ることは抵抗Ｒ５による電流帰還によって行う。有利な
例では、第１および第２制御増幅器ＯＰＩおよびＯＦ２
に対し１つの素子に集積比された２重演算増幅器を用い
、その共通モード入力電圧範囲に電位値ＶＥＥを含める
ようにする。
２重演算増幅器を用いる場合には素子数を減少するたけ
でなく、スペースおよびコストも低減することかできる
。
電圧調整から電流制限への移行時、即ち、制御トランジ
スタＴ２の作動状態のエミッタ配置からベース配置への
移行時には、制御トランジスタＴ２のベース・エミッタ
通路の電圧の極性を反転することかできる。この場合に
はこのベース・エミッタ通路に逆並列に配列されたダイ
オードＤｉによって電圧を制限し、従ってベース・エミ
ッタ通路がブレークダウンするのを防止することかてき
る。直列接続のコンデンサＣ１ｌ及び抵抗Ｒ３と、直列
接続のコンデンサＣ２及び抵抗Ｒ９とによって制御増幅
器ＯＰｌ及びＯＦ２の負帰還回路網を構成し、これによ
り周波数応答の補正を行い得るようにする。これら回路
素子は各制御増幅器ＯＰ１およびＯＦ２とは無関係に寸
法を決めることかできる。基準電圧Ｕｒｅｆは例えばツ
ェナーダイオードまたはバンドキャップ基票素子によっ
て発生させることかできる。単一基準電圧Ｌｌｒｅｆか
ら第１および第２制御増幅器の規格値を得ることかでき
る。電圧調整手段および電流制限手段を有する電流供給
配置は入力電圧ＬＩＥおよび供給電圧ＩＪＡ間の差か極
めて僅かである場合（低ドロップアウト電圧）でも信頼
性良く作動することができる。これかため、最小の入力
電圧によって高効率かつ高供給電圧を得ることかできる
。
図面には示さないか、図面に示す例と比較して電圧およ
び電流のすへてを逆極性とした電流供給配置を得ること
かできる。更に、すへてのトランジスタを逆導電型のも
のに変え、ダイオードＤ１の陰極および陽極を逆とする
ことができる。また第２制御増幅器ＯＰ２として共通モ
ード入力電圧範囲に電位■ＣＣの電圧を含む型のものを
用いることもてきる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明電圧制御および電流制限手段を具える電流
供給配置の構成を示す回路図である。 １　・・・　電流供給配置 ＴＩ、Ｔ２　　・・・　トランジスタ Ｒ１−Ｒ１０・・・　抵抗 Ｒし　・・・　負荷抵抗 ０１〜Ｃ３・・・　コンデンサ Ｄｉ　　・・・　ダイオード

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、制御トランジスタ（Ｔ２）により駆動され、そのス
    イッチング通路が未制御入力直流電圧（ＵＥ）の端子（
    ＵＥ＋）および制御供給電圧（ＵＡ）の端子（ＵＡ）間
    にその都度位置する電力トランジスタ（Ｔ１）と、電流
    測定抵抗（Ｒ１０）と、前記制御抵抗（Ｔ２）を第１電
    極を経て駆動し、供給電圧（ＵＡ）から取出すべき電圧
    と第１基準電圧（Ｕｒｅｆ）とを比較する第１制御増幅
    器（ＯＰ１）と、前記電流測定抵抗（Ｒ１０）に取出す
    べき測定電圧（ＵＭ）とを比較する第２制御増幅器（Ｏ
    Ｐ２）とを具える電流供給配置において、前記第２制御
    増幅器（ＯＰ２）の出力端子を前記制御トランジスタ（
    Ｔ２）の第２電極に接続し、この制御トランジスタ（Ｔ
    ２）はアクティブ電圧調整中エミッタ配置で作動させ、
    アクティブ電流制限中ベース配置中で作動させるように
    したことを特徴とする電流供給配置。 ２、前記第２制御増幅器（ＯＰ２）の出力側と前記制限
    トランジスタ（Ｔ２）のエミッタとの間に抵抗（Ｒ５）
    を配列するようにしたことを特徴とする請求項１に記載
    の電流供給配置。 ３、前記第２制御増幅器（ＯＰ２）の反転入力端子を抵
    抗（Ｒ７）を経て制御供給電圧（ＵＡ）の端子（ＵＡ＋
    ）に接続するようにしたことを特徴とする請求項１また
    は２に記載の電流供給配置。 ４、前記第１および第２基準電圧は単一基準電圧源（Ｕ
    ｒｅｆ）から得るようにしたことを特徴とする請求項１
    〜３の何れかの項に記載の電流供給配置。 ５、前記制御トランジスタ（Ｔ２）のエミッタ・ベース
    通路に逆並列に整流ダイオードを配置するようにしたこ
    とを特徴とする請求項１〜４の何れかの項に記載の電流
    供給配置。６、前記第１制御増幅器（ＯＰ１）は直列接
    続の抵抗（Ｒ３）およびコンデンサ（Ｃ１）を経て負帰
    還するようにしたことを特徴とする請求項１〜５の何れ
    かの項に記載の電流供給配置。 ７、前記第２制御増幅器（ＯＰ２）は直列接続の抵抗（
    Ｒ９）およびコンデンサ（Ｃ２）を経て負帰還するよう
    にしたことを特徴とする請求項１〜６の何れかの項に記
    載の電流供給配置。
JP2260645A 1989-09-30 1990-10-01 電流供給配置 Pending JPH03123916A (ja)

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DE3932776.0 1989-09-30

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