JPH04315207A - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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JPH04315207A
JPH04315207A JP3325929A JP32592991A JPH04315207A JP H04315207 A JPH04315207 A JP H04315207A JP 3325929 A JP3325929 A JP 3325929A JP 32592991 A JP32592991 A JP 32592991A JP H04315207 A JPH04315207 A JP H04315207A
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    • 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

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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は基準電圧を生じる基準端
子を有し、入力電源電圧を受ける第１及び第２入力電源
電圧端子間に結合された基準回路と、前記基準電圧に関
連する安定電圧を発生する安定化回路とを具える電源回
路であって、前記安定化回路は、前記基準端子に結合さ
れ基準電圧を受ける入力端子と、この入力端子に結合さ
れた共通端子と、この共通端子に結合され安定電圧を生
じる出力端子とを有しており、前記共通端子はコンデン
サにより第１入力電源電圧端子に結合されている電源回
路にに関するものである。
【０００２】このような電源回路は、特に、半導体回路
の部分部分、例えば増幅回路に安定電圧を供給する為に
集積半導体回路に用いられている。安定化電圧とは少な
くとも入力電源電圧に対して安定化された電圧を意味す
るものとする。
【０００３】
【従来の技術】このような電源回路は一般に知られてい
る。多くの電源回路では、基準回路により生ぜしめられ
る基準電圧が入力電源電圧の変動により影響を受ける為
、このような電源回路は、基準回路に結合され基準電圧
を安定化させる為の安定化回路を具えている。入力電源
電圧の変動中、コンデンサを含む安定化回路は基準電圧
に関連する安定電圧を発生せしめる。この安定電圧はコ
ンデンサを放電せしめる漏洩電流がない場合に入力電源
電圧に対して安定化される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような電
源回路は実際には悪影響を受けるもので、漏洩電流によ
りコンデンサを放電させ、その結果コンデンサの両端間
の電圧、従って安定電圧が入力電源電圧の変動に応じて
変化する。
【０００５】本発明の目的は、前記の漏洩電流によりコ
ンデンサを放電させる悪影響を低減させ、従ってより一
層安定な安定電圧を発生するようにした電源回路を提供
せんとするにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、基準電圧を生
じる基準端子を有し、入力電源電圧を受ける第１及び第
２入力電源電圧端子間に結合された基準回路と、前記基
準電圧に関連する安定電圧を発生する安定化回路とを具
える電源回路であって、前記安定化回路は、前記基準端
子に結合され基準電圧を受ける入力端子と、この入力端
子に結合された共通端子と、この共通端子に結合され安
定電圧を生じる出力端子とを有しており、前記共通端子
はコンデンサにより第１入力電源電圧端子に結合されて
いる電源回路において、前記安定化回路は更に、入力端
子と共通端子との間に結合された少なくとも１つのスイ
ッチング素子を有し、入力電源電圧に応じて切換わるス
イッチング段と、前記共通端子と前記出力端子との間に
結合されたバッファ段とを具えることを特徴とする。
【０００７】本発明は、前記の漏洩電流が基準回路を経
て且つ出力端子に結合された負荷をも経て流れるという
認識を基に成したものである。基準回路を流れる漏洩電
流を、入力電源電圧に依存して、スイッチング素子を有
するスイッチング段により遮断させる。この目的の為に
、基準回路とコンデンサとを分断する。負荷を流れる漏
洩電流を減少させる為に、安定化回路は、基準電圧に関
連する安定電圧を発生する比較的小さな電流のみを要す
るバッファ段を具える。従って、本発明による電源回路
によればコンデンサを放電せしめうる漏洩電流を著しく
減少せしめ、安定電圧の安定性を改善する。
【０００８】本発明による電源回路の第１の具体例では
、前記安定化回路は更に、前記第２入力電源電圧端子と
前記共通端子との間に結合され入力電源電圧に応じて切
換わるスイッチ付電流源を具えるいるようにしうる。 スイッチ付電流源を追加した為、コンデンサを基準回路
により充電する必要がなく、入力電源電圧の変動中はス
イッチ付電流源とコンデンサとが分断され不所望な一層
の充電を阻止する。
【０００９】本発明による電源回路の第２の具体例では
、前記安定化回路は更に前記スイッチング段及びスイッ
チ付電流源を入力電源電圧に応じて駆動する駆動回路を
具えているようにしうる。駆動段により入力電源電圧の
変動が、スイッチング素子を有するスイッチング段と、
スイッチ付電流源とに対する制御信号に変換される。こ
れらの変動がない場合、駆動段が例えば基準電圧とコン
デンサとの間の直流結合を行い、スイッチ付電流源がコ
ンデンサへの急速な充電を行ない、一方変動がある場合
、上述した結合が遮断され、スイッチ付電流源がターン
・オフされる。
【００１０】本発明による電源回路の第３の具体例では
、前記基準回路が前記基準端子と前記第１入力電源電圧
端子との間に結合された少なくとも１つのインピーダン
スを有し、前記スイッチング段が更に、前記第２入力電
源電圧端子と前記入力端子との間に結合され入力電源電
圧に応じて切換わる他のスイッチ付電流源を具えており
、前記スイッチング素子は、ベースが前記入力端子に結
合され、コレクタが前記第１入力電源電圧端子に結合さ
れ、エミッタが前記共通端子に結合されたトランジスタ
として構成されているようにしうる。この例では、前記
の他のスイッチ付電流源に現われる電流が基準端子を経
てインピーダンスを通り第１入力電源電圧端子に流れ、
基準電圧を増大させる。この増大により、トランジタス
のベース及びエミッタ間に現われる電圧を減少させ、こ
の減少によりトランジスタを遮断させる。従って、基準
電圧とコンデンサとの間の直流結合を遮断させる。
【００１１】本発明による電源回路の第４の具体例では
、記駆動段が差動対を有し、この差動対は入力電源電圧
の目安となる電圧を受ける端子に結合された第１入力端
子と、前記出力端子に結合された第２入力端子と、前記
スイッチ付電流源を駆動する第１出力端子と、前記の他
のスイッチ付電流源を駆動する第２出力端子とを有して
いるようにしうる。前記の目安となる電圧が安定電圧を
越えると、差動対が第１出力端子を介してスイッチ付電
流源を動作させ、第２出力端子に結合された前記の他の
スイッチ付電流源は不作動となり、従って電流を供給し
ない。従って、トランジスタより成るスイッチング素子
が導通し、コンデンサが基準電圧に関連する電圧を受け
、スイッチ付電流源により適切な充電が行なわれる。 入力電源電圧が変動し、前記の目安となる電圧が安定電
圧よりも小さくなると、差動対が所望の瞬時に第２出力
端子を介して前記の他のスイッチ付電流源を動作させ、
この他のスイッチ付電流源以外の前記の電流源を不作動
とする。従って、基準電圧とコンデンサとの間の直流結
合が遮断され、安定電圧がコンデンサの両端間に現われ
る電圧から取出される。
【００１２】本発明による電源回路の第５の具体例では
、前記第１出力端子が電流ミラーの入力端子に結合され
、前記スイッチ付電流源が前記電流ミラーの出力端子で
あり、前記第２出力端子が他の電流ミラーの入力端子に
結合され、前記他のスイッチ付電流源が前記他の電流ミ
ラーの出力端子であるようにしうる。スイッチ付電流源
は電流ミラーにより比較的容易に構成しうる。差動対は
入力電源電圧に応じて第１又は第２出力端子を選択し、
選択した出力端子を通る電流が直接関連の電流源により
供給すべき電流となる。
【００１３】本発明による電圧源の第６の具体例では、
前記バッファ段が、前記共通端子に結合されたベースと
、前記第２入力電源電圧端子に結合されたコレクタと、
前記出力端子に結合されたエミッタとを有するトランジ
スタを具えているようにすることができる。トランジス
タはバッファ段を簡単に構成するものであり、このトラ
ンジスタのベースを流れる比較的小さな電流が、安定電
圧を発生せしめるのに必要なトランジスタのエミッタを
流れる電流となる。更に、トランジスタにより構成され
たバッファ段はトランジスタより成るスイッチング素子
の結果として基準電圧に重畳される電圧を補償する。
【００１４】
【実施例】図１は本発明による電源回路を示す基本的線
図であり、この電源回路は入力電源電圧を受ける第１入
力電源電圧端子１及び第２入力電源電圧端子２を有する
。この電源回路は入力電源電圧端子１及び２間に結合さ
れ基準電圧Ｖｒｅｆを発生する基準回路３と、この基準
電圧に関連する安定電圧Ｖｓｔａｂを発生する安定化回
路４とを有する。基準回路３は基準電圧Ｖｒｅｆが得ら
れる基準端子５を有し、安定化回路４は、基準端子５に
結合され基準電圧Ｖｒｅｆを受ける入力端子６と、この
入力端子６に結合される共通端子７と、この共通端子７
に結合され安定電圧Ｖｓｔａｂを生じる出力端子８とを
有する。安定化回路４は更に、共通端子７及び第１入力
電源電圧端子１間に結合されたコンデンサ９と、入力端
子６及び共通端子７間に結合されたスイッチング素子１
１を有するスイッチング段１０と、第２入力電源電圧端
子２及び共通端子７間に結合されたスイッチ付電流源１
２と、共通端子７及び出力端子８間に結合されたバッフ
ァ段１３とを具えている。スイッチ付電流源１２は電流
源１４とスイッチング素子１５とで表わしてある。更に
、抵抗素子Ｒｌｏａｄの形態の負荷を出力端子８と第１
入力電源電圧端子１との間に示してある。
【００１５】入力電源電圧変化がない場合、スイッチン
グ素子１１及び１５が導通しており、その結果、基準電
圧Ｖｒｅｆに等しい電圧がコンデンサ９の両端間に現わ
れ、電流源１４が急速な充電を行なう。或いはまた、ス
イッチング素子１１の構成によっては、コンデンサ９を
基準回路３によって充電しうる為、電流源１４は必ずし
も必要なものではない。バッファ段１３により安定電圧
Ｖｓｔａｂが基準電圧Ｖｒｅｆから取出される。このバ
ッファ段１３はほんのわずかの電流しか必要としない。 入力電源電圧が変化する場合には、スイッチング素子１
１，１５が遮断される。その結果、コンデンサ９の両端
間の電圧が、入力電源電圧変化による基準電圧Ｖｒｅｆ
への影響に依存しなくなり且つ電流源１４による充電が
終了される。安定電圧Ｖｓｔａｂはバッファ段１３を経
てコンデンサ９の両端間の電圧から取出される。この場
合もバッファ段１３はわずかな電流を必要とするだけで
ある。従って、コンデンサ９の電圧は比較的長時間維持
される。
【００１６】図２は本発明による電源回路の具体例を示
すもので、基準回路３、スイッチング段１０及びバッフ
ァ段１３を図１におけるよりも詳細に示してある。基準
回路３は、第２入力電源電圧端子２及び基準端子５間に
結合された電流源１６と、基準端子５及び第１入力電源
電圧端子１間に結合された抵抗１７の形態のインピーダ
ンスとを有している。スイッチング段１０では、図１に
示すスイッチング素子１１としてトランジスタ１８が用
いられており、このトランジスタのベースは入力端子６
に結合され、コレクタは第１入力端子１に結合され、エ
ミッタは共通端子７に結合されており、スイッチング段
１０は更に他のスイッチ付電流源１９を有しており、こ
のスイッチ付電流源１９はスイッチ付電流源１２と同様
に電流源２０とスイッチング素子２１とで表わされてい
る。バッファ段１３はトランジスタ２２を有し、そのベ
ースは共通端子７に結合され、コレクタは第２入力電源
電圧端子２に結合され、エミッタは出力端子８に結合さ
れている。
【００１７】図２における基準回路３は電流源１６及び
抵抗１７で表わしているが、種々の他の構成も可能であ
り、抵抗１７より成るインピーダンスは図２に示すスイ
ッチング段の場合に必要となるものである。その理由は
、入力電源電圧が変動する場合、電流源２０が導通状態
のスイッチング素子２１を経てこのインピーダンスに電
流を供給し、その結果基準電圧Ｖｒｅｆが増大し、トラ
ンジスタ１８のベース‐エミッタ間の電圧が減少し、こ
の減少によりトランジスタ１８を遮断せしめる為である
。本例では、スイッチング素子１５及び２１は同じ瞬時
には反対の導通状態にある。 トランジスタ２２はバッファ段１３の簡単な構成である
。トランジスタ２２はコンデンサ９の両端間の電圧に応
じて且つわずかな電流で安定電圧Ｖｓｔａｂを生じる。 更に、トランジスタ２２は基準電圧Ｖｒｅｆに重畳され
るトランジスタ１８のベース・エミッタ間電圧を補償し
、安定電圧Ｖｓｔａｂを基準電圧Ｖｒｅｆにほぼ等しく
する。トランジスタ２２はトランジスタ１８の存在の結
果としての温度影響をも補償する。
【００１８】図３は本発明による電源回路の他の実施例
を示しており、安定化回路４は更にスイッチ付電流源１
２及び１９を駆動する駆動段２３を有する。更に、スイ
ッチ付電流源１２はトランジスタ２４を以って構成され
、そのベースは駆動段２３に結合され、コレクタは共通
端子７に結合され、エミッタは第２入力電源電圧端子２
に結合されており、スイッチ付電流源１９はトランジス
タ２５を以って構成され、そのベースは駆動段２３に結
合され、コレクタは入力端子６に結合され、エミッタは
第２入力電源電圧端子２に結合されている。駆動段２３
は差動トランジスタ対２６，　２７を有し、その第１入
力端子は入力電源電圧の目安となる電圧を受ける端子２
８に結合され、第２入力端子は出力端子８に結合され、
又この駆動段の第１出力端子はトランジスタ２４より成
るスイッチ付電流源１２を駆動するもので、第２出力端
子はトランジスタ２５より成るスイッチ付電流源１９を
駆動するものである。差動トランジスタ対２６，２７は
、第１入力端子を構成するベース、第１出力端子を構成
するコレクタ及びエミッタを有するトランジスタ２６と
、第２入力端子を構成するベース、第２出力端子を構成
するコレクタ及びエミッタを有するトランジスタ２７と
を具え、これらトランジスタのエミッタは互いに結合さ
れ且つテール電流源２９により第１入力電源電圧端子１
に結合されている。入力電源電圧の目安は、端子２８を
抵抗３０及び抵抗３１によりそれぞれ電源電圧端子１及
び２に結合することにより得る。トランジスタ２４及び
２５はスイッチ付電流源１２及び１９を駆動する目的で
電流ミラー２４，　３２及び他の電流ミラー２５，３３
の一部をそれぞれ構成しており、これら電流ミラーはダ
イオード接続トランジスタ３２及びダイオード接続トラ
ンジスタ３３をそれぞれ有している。トランジスタ３２
はトランジスタ２４のベースに結合されたベースと、ト
ランジスタ３２のベース及びトランジスタ２６のコレク
タの双方に結合されたコレクタと、第２入力電源電圧端
子２に結合されたエミッタとを有し、トランジスタ３３
はトランジスタ２５のベースに結合されたベースと、ト
ランジスタ３３のベース及びトランジスタ２７のコレク
タの双方に結合されたコレクタと、第２入力電源電圧端
子２に結合されたエミッタとを有する。
【００１９】本例の動作に関しては、抵抗３０及び３１
が入力電源電圧の目安を取出す分圧器を構成するも、こ
の分圧器は他のように構成することもできること勿論で
ある。この分圧器は、入力電源電圧変動がない場合に、
前記の目安の電圧が安定電圧Ｖｓｔａｂよりも大きくな
るように構成する。従って、トランジスタ２６及び２７
はそれぞれ導通及び遮断し、テール電流源２９のテール
電流がトランジスタ２６を流れる。この電流は電流ミラ
ー２４，　３２の一部を構成するトランジスタ３２によ
り供給され、トランジスタ２４は関連する電流を流す。 トランジスタ２７は遮断している為、電流ミラー２５，
３３には電流が流れない。従って、基準電圧Ｖｒｅｆに
関連する電圧がトランジスタ１８を経てコンデンサ９の
両端間に印加され、トランジスタ２４によりコンデンサ
９への急速充電が行なわれる。この電圧がトランジスタ
２２を経て安定電圧Ｖｓｔａｂとなる。又、入力電源電
圧が変動する場合、前記の目安の電圧が安定電圧Ｖｓｔ
ａｂよりも小さくなるように分圧器を構成する。その結
果、トランジスタ２６及び２７はそれぞれ遮断状態及び
導通状態となり、トランジスタ２７が電流ミラー２５，
　３３からテール電流源の電流を受け、トランジスタ２
５が導通する。この状態では、電流ミラー２４，３２に
電流が流れない。図１及び２に示す電源回路と同様に、
コンデンサ９が基準電圧Ｖｒｅｆから分離され、安定電
圧がコンデンサ９の両端間の電圧に基づいて発生され、
この電圧がバッファ段１３の結果として可成り長い時間
の間ほぼ一定に維持される。従って、電源回路は入力電
源電圧変動に対して安定化される。 入力電源電圧が１個以上のバッテリーにより供給される
場合には、本例の電源回路によりバッテリーを長時間使
用しうるようにする。その理由は、比較的大きな供給電
流の場合に入力電源電圧を降下しないようにする為であ
る。
【００２０】本発明は上述した実施例に限定されず、幾
多の変更を加えうること勿論である。例えば、基準回路
を種々の構成にでき、温度安定化した基準電圧を発生さ
せれば特別な利点が得られる。安定化回路も種々の構成
にでき、この場合バッファ段が例えば、ベースを互いに
結合し、コレクタを互いに結合し、エミッタを別々に結
合して各エミッタが１つの負荷に安定電圧を供給するよ
うにした複数のトランジスタを有するようにしうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電源回路の基本構成を示すブロッ
ク線図である。
【図２】本発明による電源回路の一具体例を示す回路図
である。
【図３】本発明による電源回路の他の具体例を示す回路
図である。 １　　第１入力電源電圧端子 ２　　第２入力電源電圧端子 ３　　基準回路 ４　　安定化回路 ５　　基準端子 ６　　入力端子 ７　　共通端子 ８　　出力端子 ９　　コンデンサ １０　　スイッチング段 １１，　１５，　２１　　　スイッチング素子１２，　
１９　　スイッチ付電流源 １３　　バッファ段 １４，　１６，　２０　電流源 ２３　　駆動段

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　基準電圧を生じる基準端子を有し、入
    力電源電圧を受ける第１及び第２入力電源電圧端子間に
    結合された基準回路と、前記基準電圧に関連する安定電
    圧を発生する安定化回路とを具える電源回路であって、
    前記安定化回路は、前記基準端子に結合され基準電圧を
    受ける入力端子と、この入力端子に結合された共通端子
    と、この共通端子に結合され安定電圧を生じる出力端子
    とを有しており、前記共通端子はコンデンサにより第１
    入力電源電圧端子に結合されている電源回路において、
    前記安定化回路は更に、入力端子と共通端子との間に結
    合された少なくとも１つのスイッチング素子を有し、入
    力電源電圧に応じて切換わるスイッチング段と、前記共
    通端子と前記出力端子との間に結合されたバッファ段と
    を具えていることを特徴とする電源回路。
  2. 【請求項２】　　請求項１に記載の電源回路において、
    前記安定化回路は更に、前記第２入力電源電圧端子と前
    記共通端子との間に結合され入力電源電圧に応じて切換
    わるスイッチ付電流源を具えていることを特徴とする電
    源回路。
  3. 【請求項３】　　請求項２に記載の電源回路において、
    前記安定化回路は更に前記スイッチング段及びスイッチ
    付電流源を入力電源電圧に応じて駆動する駆動回路を具
    えていることを特徴とする電源回路。
  4. 【請求項４】　　請求項３に記載の電源回路において、
    前記基準回路が前記基準端子と前記第１入力電源電圧端
    子との間に結合された少なくとも１つのインピーダンス
    を有し、前記スイッチング段が更に、前記第２入力電源
    電圧端子と前記入力端子との間に結合され入力電源電圧
    に応じて切換わる他のスイッチ付電流源を具えており、
    前記スイッチング素子は、ベースが前記入力端子に結合
    され、コレクタが前記第１入力電源電圧端子に結合され
    、エミッタが前記共通端子に結合されたトランジスタと
    して構成されていることを特徴とする電源回路。
  5. 【請求項５】　　請求項４に記載の電源回路において、
    前記駆動段が差動対を有し、この差動対は入力電源電圧
    の目安となる電圧を受ける端子に結合された第１入力端
    子と、前記出力端子に結合された第２入力端子と、前記
    スイッチ付電流源を駆動する第１出力端子と、前記の他
    のスイッチ付電流源を駆動する第２出力端子とを有して
    いることを特徴とする電源回路。
  6. 【請求項６】　　請求項５に記載の電源回路において、
    前記第１出力端子が電流ミラーの入力端子に結合され、
    前記スイッチ付電流源が前記電流ミラーの出力端子であ
    ることを特徴とする電源回路。
  7. 【請求項７】　　請求項６に記載の電源回路において、
    前記第２出力端子が他の電流ミラーの入力端子に結合さ
    れ、前記他のスイッチ付電流源が前記他の電流ミラーの
    出力端子であることを特徴とする電源回路。
  8. 【請求項８】　　請求項１〜７のいずれか１項に記載の
    電源回路において、前記バッファ段が、前記共通端子に
    結合されたベースと、前記第２入力電源電圧端子に結合
    されたコレクタと、前記出力端子に結合されたエミッタ
    とを有するトランジスタを具えていることを特徴とする
    電源回路。
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