JPH03243166A - スイッチングレギュレータ回路 - Google Patents

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】 〔概　要〕 負電圧の直流電源から所定の負電圧を発生するスイッチ
ングレギュレータ回路に関し、市販の制御用ＩＣを用い
て負電圧から所定の負電圧を発生するスイッチングレギ
ュレータを実現することを目的とし、 与えられる断続制御信号に応じて入力電圧を断続し、所
定の出力電圧を発生する電圧変換手段と、出力電圧に応
じた帰還電圧と所定の基準電圧との差を一定値以下とす
る制御を行う断続制御信号を出力する制御手段とを備え
たスイッチングレギュレータ回路において、電圧変換手
段の入力電源および制御手段の駆動ＸＳを負電源とし、
出力電圧を電流に変換し、入力電流と絶対値の等しい電
流を出力するとともに、その出力が抵抗器を介して負電
源に接続されたミラー回路を備えて構成され、抵抗器に
より生した電圧を帰還電圧とする。

〔産業上の利用分野］ 本発明は、負電圧の直流電源から所定の負電圧を発生す
るスイッチングレギュレータ回路に関する。

〔従来の技術］ 現在、各種の電源を得る方法として、効率の良いスイッ
チングレギュレータ回路が一般的に採用され、その制御
用回路を実現する制御用ＩＣが多く市販されている。

第３図は、従来のスイッチングレギュレータ回路の構成
例を示す図である。

図において、入力電源線は直列接続されたチョークコイ
ル３１、順方向接続のダイオード３２およびコンデンサ
３３を介して接地線に接続される。

コンデンサ３３に並列に取り出される出力端子間には、
分圧器として動作する抵抗器（抵抗値Ｒ１）３４、抵抗
器（抵抗値Ｒ２）３５が直列に挿入され、その接続点に
制御用ＩＣ３６の入力端子が接続される。また、制御用
ＩＣ３６は入力電源線から与えられる正の入力端子ＶＣ
Ｃによって駆動され、その出力はチョークコイル３１と
ダイオード３２の接続点に接続される。なお、符号３７
は、出力端子に接続される負荷抵抗器である。

また、制御用ＩＣ３６の内部では、上述の入力端子が初
段に設けられた誤差増幅器３８の一方の入力に接続され
、その他方の入力には入力電圧ＶＣＣにより所定電圧（
＝ｖｒ、ｆ）を発生する基準電圧源３９が接続される。

誤差増幅器３８の出力はコンパレータ４０の反転入力端
子に接続され、その非反転入力端子には所定の三角波を
発生する発振器４１の出力が接続される。コンパレータ
４０の出力は、最終段に設けられたオープンコレクタの
ＮＰＮ型トランジスタ４２のベースに接続される。

ＮＰＮ型トランジスタ４２がオンの状態では、チョーク
コイル３１に電流が流れ、ＮＰＮ型トランジスタ４２が
オフになると、この電流は急激な変化に応答できないた
めにダイオード３２を介してコンデンサ３３に供給され
る。コンデンサ３３には、このようなＮＰＮ型トランジ
スタ４２のオン・オフ動作の繰り返しにより電荷が蓄積
され、所定の出力電圧に近い電圧が得られる。この電圧
は、抵抗器３４．３５により分圧され、帰還電圧として
制御用ＩＣ３６に入力される。制御用ＩＣ３６内では、
誤差増幅器３８が帰還電圧と基準電圧Ｖ　ｒａｆとの差
に応した電圧を出力し、コンパレータ４０がこの電圧お
よび発振器４１の出力に応じて帰還電圧の変動を補正す
る断続制御信号をＮＰＮ型トランジスタ４２のベースに
与える。

したがって、出力電圧■、は、 Ｖｒｌ　−Ｒ２／　（Ｒ１＋Ｒ２）　＝ｖ、、ｒの式が
成立するように安定化される。

このように制御用ＩＣ３６の内部では、基準電圧Ｖ、、
１がその回路アース側（負側）を基準として発生され、
正電圧により駆動される場合には、上述のように出力電
圧を抵抗により分圧して帰還することが可能である。

しかし、市販されている制御用ＩＣは、正電圧から所定
の正電圧を発生するものおよび正電圧から所定の負電圧
を発生するものがその大半であり、負電圧から負電圧を
発生するものは無かった。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、交換機その他では、主電源より与えられる負
電圧から所定の負電圧を発生することが要求される。し
かし、このようなレギュレータ回路に上述の制御用ＩＣ
を使用した場合には、その内部で発生される基準電圧の
基準が負の入力電圧が印加される端子であるために、制
御用ＩＣでは帰還される出力電圧の変動分がその変動値
を補正する方向と逆方向に認識される。したがって、従
来と同様に出力電圧を帰還することはできない。

また、トランスその他を使用したアイソレーション電源
により所望の負電圧を得ることも可能であるが、アイソ
レーションをとることは必ずしも要求されず、また機械
的寸法および価格の点で適用できない場合があった。

本発明は、市販の制御用ＩＣを用いて負電圧から所定の
負電圧を発生するスイッチングレギュレータを実現する
スイッチングレギュレータ回路を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の原理ブロック図である。

図において、電圧変換手段１１は、与えられる断続制御
信号に応じて入力端子を断続し、所定の出力電圧を発生
する。

制御手段１３は、出力電圧に応した帰還電圧と所定の基
準電圧との差を一定値以下とする制御を行う断続制御信
号を出力する。

電圧変換手段１１の入力電源および制御手段１３の駆動
電源を負電源とする。

ξラー回路１５は、出力電圧を電流に変換し、入力電流
と絶対値の等しい電流を出力するとともに、その出力が
抵抗器を介して負電源に接続される。

なお、抵抗器により生した電圧を帰還電圧とする。

〔作　用］ 本発明は、ミラー回路１５が出力電圧を電流に変換し、
その出力から負電源に接続される抵抗器にこの電流と絶
対値の等しい電流を出力するので、その抵抗器の両端に
は出力電圧に応した帰還電圧が発生する。制御手段１３
では、正電圧の電源で駆動された場合と同様に、その帰
還電圧と所定の基準電圧との差を一定値以下とする制御
を行う断続制御信号を出力し、電圧変換手段１１がこの
断続制御信号に応じて負の入力端子を断続し、負の出力
電圧を出力する。

したがって、小規模のミラー回路１５を付加することに
より、汎用の制御手段１３を用いて、負電圧から負電圧
を発生するスイッチングレギュレータ回路を実現できる
。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明の一実施例を示す図である。

図において、本発明の特徴とするところは、本実施例で
は、使用される制御用ＩＣ３６は従来と同しであるが、
負電圧ＶＩＩＩの入力電源で駆動されるために、その電
源端子とアース端子が逆転する。

また、出力電圧が負電圧であることに伴い、制御用ＩＣ
３６内のＮＰＮ型トランジスタ４２に代わって負電圧Ｖ
ｌｌのスイッチングを行うＰＮＰ型トランジスタ２１を
付加し、制御用ＩＣ３６の出力と接地線との間に挿入さ
れた直列接続の抵抗器２２．２３の接続点からトランジ
スタ２１のベースを駆動する。また、入力電源線は直列
接続されたチョークコイル３１およびＰＮＰ型トランジ
スタ２１を介して接地線に接続され、ＰＮＰ型トランジ
スタ２１のコレクタがダイオード３２およびコンデンサ
３３を介して接地線に接続される。

さらに、制御用ＩＣ３６の電源端子とアース端子が逆転
することに伴い、制御用ＩＣ３６に帰還電圧を与えるた
めの帰還電流は、ダイオード３２のアノード側から直列
接続された抵抗器（抵抗値Ｒ３）２４およびミラー回路
２５を介して供給される。

ミラー回路２５では、その入力端が直列接続されたＰＮ
Ｐ型トランジスタ２６および抵抗器（抵抗値Ｒ４）２７
を介して接地線に接続され、出力端が直列接続されたＰ
ＮＰ型トランジスタ２８および抵抗器２９を介して接地
線に接続される。さらに、ＰＮＰ型トランジスタ２６の
コレクタは、そのベースおよびＰＮＰ型トランジスタ２
８のヘースに接続される。

本実施例では、出力電圧に応じた電流が抵抗器２４を介
してミラー回路２５の入力側に流れ、ミラー回路２５の
出力側ではこの電流と絶対値の等しい電流が抵抗器３５
に供給されるので、抵抗器３５の両端には出力電圧に応
じた帰還電圧が得られる。したがって、制御用ＩＣ３６
では、基準電圧■０．に基づいて出力電圧の変動分の検
出が可能となり、従来と同様に出力電圧を安定化する制
御が行われる。

なお、負荷３７に与えられる出力電圧ｖｒｌは、（Ｖｒ
＋＋Ｖｌ、ｅ）　−Ｒ２／（Ｒ３＋Ｒ４）−Ｌｓｒの式
が成立する値となる。ここに、ＶｂｅはＰＮＰ型トラン
ジスタ２６のベース・エミッタ間の電圧である。

このように、本実施例によれば、市販の制御用ＩＣを使
用して、負電圧から所定の負電圧を発生するスイッチン
グレギュレータ回路を実現できる。

なお、本実施例では、スイッチング用素子としてＰＮＰ
型トランジスタを使用しているが、ＰチャネルＦＥＴそ
の他による代替えが可能である。

（発明の効果） 上述したように、本発明によれば、ミラー回路を付加し
た小規模の回路により、市販の制御用ＩＣを使用して、
負電圧から所定の負電圧を発生するスイッチングレギュ
レータ回路を実現できる。

したがって、負電圧から負電圧を発生するスイッチング
レギュレータ回路の低廉・小型化をはかることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１［［Ｄは本発明の原理ブロック図、第２図は本発明
の一実施例を示す図、 第３図は従来のスイッチングレギュレータ回路の構成例
を示す図である。 図において、 １１は電圧変換手段、 １３は制御手段、 １５．２５はミラー回路、 ２１．２６．２８はＰＮＰ型トランジスタ、２２．２３
．２４．２７．２９．３４．３５は抵抗器、 ３１はチョークコイル、 ３２はダイオード、 ３３はコンデンサ、 ３６は制御用ＩＣ。 ３７は負荷抵抗器、 ３８は誤差増幅器、 ３９は基準電圧源、 ４０はコンパレータ、 ４１は発振器、 ４２はＮＰＮ型トランジスタである。 入力電源 本発明の原理ブロック図 第　　１ 図 本発明の 夫施例をふず図 ４６ 従来のスイッチングレギュレータ回路の構成例を示９図
第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）与えられる断続制御信号に応じて入力電圧を断続
   し、所定の出力電圧を発生する電圧変換手段（１１）と
   、 前記出力電圧に応じた帰還電圧と所定の基準電圧との差
   を一定値以下とする制御を行う前記断続制御信号を出力
   する制御手段（１３）と を備えたスイッチングレギュレータ回路において、 前記電圧変換手段（１１）の入力電源および前記制御手
   段（１３）の駆動電源を負電源とし、前記出力電圧を電
   流に変換し、入力電流と絶対値の等しい電流を出力する
   とともに、その出力が抵抗器を介して前記負電源に接続
   されたミラー回路（１５）を備え、 前記抵抗器により生じた電圧を前記帰還電圧とすること
   を特徴とするスイッチングレギュレータ回路。