JPH05127761A - 安定化電源回路 - Google Patents

安定化電源回路

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JPH05127761A
JPH05127761A JP31361491A JP31361491A JPH05127761A JP H05127761 A JPH05127761 A JP H05127761A JP 31361491 A JP31361491 A JP 31361491A JP 31361491 A JP31361491 A JP 31361491A JP H05127761 A JPH05127761 A JP H05127761A
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JP
Japan
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voltage
power supply
transistor
zener diode
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JP31361491A
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Fusako Sugawara
房子 菅原
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、基準電圧源等に用いて好適な安定
化電源回路に関し、高安定で、より低ノイズの電圧を得
ることができるようにすることを目的とする。 【構成】 電源ラインに接続されて所望電圧を出力する
ためのトランジスタ1と、トランジスタ1の入力側に接
続されたツェナーダイオード2と、ツェナーダイオード
2で規定される電圧とトランジスタ1の出力側負帰還電
圧とを受けてトランジスタ1を制御する演算増幅器3
と、ツェナーダイオード2で規定される電圧についての
ノイズを除去するフィルタ回路4とをそなえるように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基準電圧源等に用いて
好適な安定化電源回路に関する。供給電源から希望する
基準電圧を得る場合、得られた電圧が不安定さやノイズ
を持つ場合には、その電圧を供給する回路の動作も不安
定になる恐れがあり、そのため安定した低ノイズの電圧
供給が必要となっている。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の安定化電源回路の電気回路
図である。この図4において、41は電源フィルタ部で
あり、この電源フィルタ部41は、コイル43およびコ
ンデンサ44,45により構成され、ローパスフィルタ
の働きをすることにより、入力信号のノイズを取り除く
働きをするものである。
【0003】42はレギュレータ部であり、このレギュ
レータ部42は、レギュレータ部材46およびコンデン
サ47,48により構成され、入力信号を決められた値
に調整して出力するものである。
【0004】このような構成により、以下のような動作
を行なう。供給電源から電圧Vinが入力されると、電
源フィルタ部41では入力電圧Vinを平滑化してノイ
ズを除去する。更に、このようにしてノイズを除去され
た入力電圧Vinはレギュレータ部42にて定められた
電圧Voutに調整されて出力される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の安定化電源回路では、出力電圧の安定度はレ
ギュレータの精度によって決定されるため、出力電圧を
供給する回路がレギュレータの精度以上の出力電圧の安
定度や低ノイズを要求している場合には、対応できない
という課題がある。
【0006】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、高安定で、より低ノイズの電圧を得ることが
できるようにした、安定化電源回路を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1は請求項1,2記載
の本発明の原理を説明するための電気回路図で、この図
1において、1はトランジスタであり、このトランジス
タ1は、電源ラインに接続されて所望電圧を出力するも
のである。
【0008】2はツェナーダイオードであり、このツェ
ナーダイオード2は、トランジスタ1の入力側に接続さ
れている。3は演算増幅器であり、この演算増幅器3
は、ツェナーダイオード2で規定される電圧とトランジ
スタ1の出力側負帰還電圧とを受けてトランジスタ1を
制御するものである。
【0009】4はフィルタ回路であり、このフィルタ回
路4は、ツェナーダイオード2で規定される電圧につい
てのノイズを除去するものである。5は分圧用の抵抗器
である。なお、トランジスタ1の出力側に、出力安定用
のコンデンサ6が設けられていても良い。
【0010】
【作用】上述の本発明の安定化電源回路では、演算増幅
器3が、ツェナーダイオード2で規定されフィルタ回路
4にてノイズを除去された電圧と、トランジスタ1の出
力側負帰還電圧とを受けて、トランジスタ1を制御す
る。そして、トランジスタ1は入力電圧と演算増幅器3
の制御とを受けて、所望電圧を出力する(請求項1)。
【0011】なお、トランジスタ1の出力側にコンデン
サ6が設けられている場合は、コンデンサ6はトランジ
スタ1の出力電圧をより安定させる働きを行なう(請求
項2)。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。 (a)第1実施例の説明 図2は本発明の第1実施例を示す電気回路図であるが、
この図2に示す第1実施例では、電源フィルタ部21お
よびレギュレータ部20が縦列的に設けられている。
【0013】ここで、電源フィルタ部21は、コイル2
2およびコンデンサ23,24により構成され、ローパ
スフィルタの働きをすることにより、入力信号Vinを
平滑化して入力信号Vinのノイズを取り除く働きをす
るものである。
【0014】レギュレータ部20は安定化電源回路とし
て機能するもので、トランジスタ30,ツェナーダイオ
ード26,演算増幅器31,フィルタ回路27,分圧用
抵抗器25,出力安定用コンデンサ32をそなえて構成
されている。
【0015】ここで、トランジスタ30は、電源ライン
に接続されて所望電圧Voutを出力するものである
が、このトランジスタ30の入力側に分圧用抵抗器25
を介してツェナーダイオード26が接続されていて、こ
のツェナーダイオード26によって出力電圧値Vout
が決定されるようになっている。
【0016】演算増幅器31は、ツェナーダイオード2
6で規定される電圧と、トランジスタ30の出力側負帰
還電圧とを受けて、トランジスタ30のベース電圧を制
御するものである。
【0017】フィルタ回路27は、ツェナーダイオード
26と演算増幅器31との間に介装されて、ローパスフ
ィルタの働きをするもので、このため抵抗器28および
コンデンサ29により構成されていて、これにより、電
源フィルタ部21を通過した後も残っている入力信号の
ノイズのうちフィルタ回路27側に現れた成分と、ツェ
ナーダイオード26から発生する1/fノイズとを取り
除く働きをする。
【0018】コンデンサ32は、電源フィルタ21を通
過した後も残っている入力信号のノイズのうちトランジ
スタ30を通過した成分を取り除く働きをして、出力を
安定させるものである。
【0019】上述の構成により、以下のような動作を行
なう。入力電圧Vinの信号は、電源フィルタ部21に
てノイズをある程度取り除かれる。そして、電源フィル
タ部21を経由しても残ったノイズの一部は演算増幅器
31の+側入力に影響を与える方向に現れ、他の部分は
トランジスタ30を通過して出力に影響を与える方向に
現れる。
【0020】また、ツェナーダイオード26では規定さ
れた電圧と共に1/fノイズが発生するが、この1/f
ノイズは、フィルタ回路27で、電源フィルタ部21で
は取り除かれずに演算増幅器31の+側入力に影響を与
える方向に現れる入力電圧Vinについてのノイズ成分
と共に除去される。
【0021】そして、ツェナーダイオード26で規定さ
れる電圧(ノイズ成分を除去されたもの)が、演算増幅
器31へトランジスタ30の出力側負帰還電圧と共に入
力され、両者の差情報に基づいてトランジスタ30を制
御する。これにより、トランジスタ30では、演算増幅
器31の出力と入力電圧Vinとからツェナーダイオー
ド26で規定される所望電圧を出力するのである。
【0022】なお、トランジスタ30の出力に現れる電
源フィルタ部21で取り除かれなかった入力電圧Vin
についてのノイズ成分は、コンデンサ32の働きによっ
て取り除かれ、所望の安定した電圧Voutとして出力
される。
【0023】以上の動作によって、出力電圧Vout
は、入力電圧Vinからトランジスタ30のコレクタ・
エミッタ間電圧を差し引いた値として得られるが、出力
電圧Voutは演算増幅器31の−側に入力されてお
り、一方、演算増幅器31の+側入力電圧はツェナーダ
イオード26によって与えられる。
【0024】ここで、演算増幅器31の+,−両入力は
同電位と見なせるため、ツェナーダイオード26をツェ
ナー電圧の値で選ぶことによって、希望する出力電圧V
outを得ることができる。
【0025】また、上記第1実施例において、入力電圧
Vinが10Vであるとき、出力電圧Voutを5Vに
したい場合、例えば次のように各の値を定めれば、所望
の結果が得られる。
【0026】コイル22を100μH、コンデンサ2
3,24を100μF、抵抗器25を5KΩ、ツェナー
ダイオード26のツェナー電圧を5.0V、抵抗器28
を100KΩ、コンデンサ29を10μF、コンデンサ
32を22μFとする。この場合、電源フィルタ部21
のカットオフ周波数をf1、フィルタ回路27のカット
オフ周波数をf2とすると、 f1=1/2π(100×(μH)×100(μF))1/2 ≒1.6×103 (Hz) f2=1/2π(100×(KΩ)×10×(μF)) ≒0.16(Hz) となる。
【0027】以上から、演算増幅器31がツェナーダイ
オード26により安定した入力が供給され、更に負のフ
ィードバックをかけているために安定した出力をするこ
とから、出力電圧Voutが非常に安定することと、電
源フィルタ部21,フィルタ回路27,コンデンサ32
によって、入力電圧のノイズと、ツェナーダイオード2
6で発生する1/fノイズを除去しているため、出力電
力Voutが非常に低ノイズとなることがわかる。
【0028】(b)第2実施例の説明 図3は本発明の第2の実施例を示す電気回路図である
が、この第2実施例は、上記の第1実施例における電源
フィルタ部21とレギュレータ部20との間に、他のレ
ギュレータ部33を追加した構成になっている。
【0029】ここで、レギュレータ部33は、レギュレ
ータ部材34およびコンデンサ35,36により構成さ
れ、入力信号を決められた値に調整して出力するもの
で、図4に示したレギュレータ部と同様の構成をしてい
る。
【0030】なお、電源フィルタ部21とレギュレータ
部20は、前述の第1実施例のものと同様のものである
ので、その詳細な説明は省略する。上述の構成により、
以下のような動作を行なう。
【0031】入力電圧Vinの信号は、電源フィルタ部
21にてノイズをある程度取り除かれた後、レギュレー
タ部33にて所定の値に調整されるとともに、レギュレ
ータ部33の精度の範囲で安定したものとなる。
【0032】そして、それでも残ったノイズの一部は次
段のレギュレータ部20の演算増幅器31の+側入力に
影響を与える方向に現れ、他の部分は同レギュレータ部
20のトランジスタ30を通過して出力に影響を与える
方向に現れる。
【0033】また、レギュレータ部20におけるツェナ
ーダイオード26では規定された電圧と共に1/fノイ
ズが発生するが、同レギュレータ部20のフィルタ回路
27では、電源フィルタ部21では取り除かれずに演算
増幅器31の+側入力に影響を与える方向に現れる入力
電圧Vinについてのノイズ成分と、ツェナーダイオー
ド26で発生する1/fノイズとを除去する。
【0034】さらに、演算増幅器31はツェナーダイオ
ード26で規定される電圧とトランジスタ30の出力側
負帰還電圧とを受けてトランジスタ30を制御する。そ
して、トランジスタ30で演算増幅器31の出力と入力
電圧Vinとからツェナーダイオード26で規定される
所望電圧を出力する。
【0035】さらにまた、トランジスタ30の出力に現
れる電源フィルタ部21で取り除かれなかった入力電圧
Vinについてのノイズ成分は、コンデンサ32の働き
によって取り除かれ所望の安定した電圧Voutが出力
される。
【0036】以上の動作によって、出力電圧Vout
は、入力電圧Vinからトランジスタ30のコレクタ・
エミッタ間電圧を差し引いた値として得られるが、出力
電圧Voutは演算増幅器31の−側に入力しており、
一方、演算増幅器31の+側入力電圧はツェナーダイオ
ード26によって与えられ、更に演算増幅器31の+,
−両入力は同電位と見なせるため、ツェナーダイオード
26をツェナー電圧の値で選ぶことによって希望する出
力電圧Voutを得ることができる。
【0037】また、この第2実施例においても、入力電
圧Vinが15Vであるとき、出力電圧Voutを5V
にしたい場合は、前述の第1実施例と同様に、各値を下
記のように定めれば所望の結果が得られる。すなわち、
レギュレータ部材34の出力電圧を10Vとし、コイル
22を100μH、コンデンサ23,24を100μ
F、抵抗器25を5KΩ、ツェナーダイオード26のツ
ェナー電圧を5.0V、抵抗器28を100KΩ、コン
デンサ29を10μF、コンデンサ32を22μFとす
ればよい。そして、この場合、電源フィルタ部21のカ
ットオフ周波数をf1、フィルタ回路27のカットオフ
周波数をf2とすると、同様に、 f1=1/2π(100×(μH)×100(μF))1/2 ≒1.6×103 (Hz) f2=1/2π(100×(KΩ)×10×(μF)) ≒0.16(Hz) となる。
【0038】以上から、レギュレータ部33を付加する
ことにより、入力電圧Vinがより安定し、トランジス
タ30に入るノイズ並びに演算増幅器31に入るノイズ
も小さくなるため、前述の第1実施例による効果よりも
更に高安定で低ノイズの出力電圧Voutを得ることが
できる。
【0039】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明の安定化電源回路によれば、電源ラインに接続され
て所望電圧を出力するためのトランジスタと、該トラン
ジスタの入力側に接続されたツェナーダイオードと、該
ツェナーダイオードで規定される電圧と、該トランジス
タの出力側負帰還電圧とを受けて、該トランジスタを制
御する演算増幅器と、該ツェナーダイオードで規定され
る電圧についてのノイズを除去するフィルタ回路とをそ
なえて構成されているので、供給されている電源から希
望の電圧を得る場合に、従来のようなレギュレータのみ
を用いる場合と比較して、高安定でしかも低ノイズの出
力が得られるという利点がある。
【0040】また、請求項2記載の本発明の安定化電源
回路は、該トランジスタの出力側に、出力安定用のコン
デンサが設けられているので、出力を更に安定させるこ
とができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明するための電気回路図であ
る。
【図2】本発明の第1実施例を示す電気回路図である。
【図3】本発明の第2実施例を示す電気回路図である。
【図4】従来例を示す電気回路図である。
【符号の説明】
1,30 トランジスタ 2,26 ツェナーダイオード 3,31 演算増幅器 4,27 フィルタ回路 5,25,28 抵抗器 6,23,24,29,32,35,36,44,4
5,47,48 コンデンサ 20 レギュレータ部(安定化電源回路) 21,41 電源フィルタ部 22,43 コイル 33,42 レギュレータ部 34,46 レギュレータ部材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源ラインに接続されて所望電圧を出力
    するためのトランジスタ(1)と、 該トランジスタ(1)の入力側に接続されたツェナーダ
    イオード(2)と、 該ツェナーダイオード(2)で規定される電圧と、該ト
    ランジスタ(1)の出力側負帰還電圧とを受けて、該ト
    ランジスタ(1)を制御する演算増幅器(3)と、 該ツェナーダイオード(2)で規定される電圧について
    のノイズを除去するフィルタ回路(4)とをそなえて構
    成されたことを特徴とする、安定化電源回路。
  2. 【請求項2】 該トランジスタ(1)の出力側に、出力
    安定用のコンデンサ(6)が設けられたことを特徴とす
    る、請求項1記載の安定化電源回路。
JP31361491A 1991-10-31 1991-10-31 安定化電源回路 Withdrawn JPH05127761A (ja)

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