JPH06100938B2 - 充放電クランプ回路 - Google Patents

充放電クランプ回路

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JPH06100938B2
JPH06100938B2 JP59022316A JP2231684A JPH06100938B2 JP H06100938 B2 JPH06100938 B2 JP H06100938B2 JP 59022316 A JP59022316 A JP 59022316A JP 2231684 A JP2231684 A JP 2231684A JP H06100938 B2 JPH06100938 B2 JP H06100938B2
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/22Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、充放電電圧を所定の値にクランプするクラン
プ回路に関する。
第1図は従来例の充放電クランプ回路図である。第1図
において、符号Q1,Q2はカレントミラー回路1を構成す
る第1,第2トランジスタである。第1トランジスタQ1の
コレクタ側には第1定電流源I1が接続されるとともに、
この第1トランジスタQ1のコレクタ・エミッタ間に充放
電操作用のスイッチ回路SWが挿入される。第2トランジ
スタQ2のコレクタ・エミッタ間に、充放電されるコンデ
ンサCが接続される。この充放電用コンデンサCには、
並列にダイオードDが接続される。I2は第2定電流源で
ある。ここで、I1=2・I2である。
このような充放電クランプ回路では、時刻t0でスイッチ
回路SWが閉じるとき、第1定電流源I1からの定電流がこ
のスイッチ回路SWに流れるので、カレントミラー回路1
の第1トランジスタQ1には電流が流れず、このため第2
トランジスタQ2にも電流が流れない。
したがって、コンデンサCは第2図の時刻t0から時刻t1
までの間は第2定電流源I2からの定電流で直線的な勾配
で充電される。そして、時刻t1でその充電電圧がダイオ
ードDの順方向電圧に達すると、その電圧にクランプさ
れて時刻t1から時刻t2までの間に示されるような充電電
圧に維持される。次に、時刻t2でスイッチ回路SWが開に
されると、カレントミラー回路1の第1トランジスタQ1
には、第1定電流源I1からの定電流が流れ、これにより
第2トランジスタQ2には、第1,第2定電流源I1,I2それ
ぞれからの定電流を合計した大きさの定電流が流れる。
このため、コンデンサCは充電時と同じ大きさの電流で
放電され、これにより第2図の時刻t2から時刻t3までの
間に示す勾配で充電電圧の大きさが減少する。
このような動作でコンデンサCでの充電電圧が変化する
クランプ回路は各種の回路に広く使用されている。とこ
ろが、このようなクランプ回路では、コンデンサCでの
充電電圧のローレベルとハイレベルとが初期の設定値に
固定されており、その充電電圧を自由に可変することが
できないものである。
このため、例えば、次のような不具合がある。すなわ
ち、例えば、第6図に示されるような差動による切換回
路において、A点にクランプ回路の出力電圧(コンデン
サの充電電圧)が与えられる場合を考えると、例えば、
1.5Vで低電圧動作させようとしても、B点の電位が、1.
4V(2VF)であり、困難であり、かかる場合に、クラン
プ回路のクランプレベルを自由に設定できれば、低電圧
動作が可能となる。
また、クランプ回路のクランプレベルは、第5図の実線
で示されるように、B点の電位がその中心にくるように
設定され、クランプ回路の充放電操作用のスイッチ回路
SWをオン操作あるいはオフ操作してから実際に切換回路
が動作するまでの時間は、一義的に固定されることにな
るが、上述のようにクランプレベルを自由に設定できれ
ば、例えば第5図の破線で示されるように、充放電操作
用スイッチ回路SWの操作から実際の切換えまでのタイミ
ング時間を自由に変えられることになる。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、
コンデンサでの充電電圧のクランプの大きさを自由に可
変できるようにすることを目的とする。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。第3図は、この実施例の回路図であり、第1図と
対応する部分には、同一の符号を付す。第3図におい
て、符号1は第1,第2トランジスタQ1,Q2で構成される
カレントミラー回路である。第1,第2トランジスタQ1,Q
2の各コレクタには、第1,第2定電流源I1,I2がそれぞれ
接続される。また、この第1トランジスタQ1のコレクタ
・エミッタ間に充放電操作用のスイッチ回路SWが挿入さ
れる。第2トランジスタQ2のコレクタ・エミッタ間に、
充放電用のコンデンサCが接続される。
第2トランジスタQ2と前記コンデンサCとの接続点2
に、ハイレベル側の第1充電電圧レベル設定回路3がま
た、その接続点2にローレベル側の第2充電電圧レベル
設定回路4が共通に接続される。第1充電電圧レベル設
定回路3は、前記接続点2にそのエミッタが接続された
第3レベル設定用トランジスタQ3と、該レベル設定用ト
ランジスタQ3のベースに接続されてそのトランジスタQ3
の導通時の順方向バイアス電圧Vbeを設定するバイアス
回路としての第3〜第5定電流源I31〜I33と各定電流源
I31〜I33に直列な第1〜第3スイッチ回路SW31〜SW33と
抵抗R1とを含む。
また、第2充電電圧レベル設定回路4は、前記接続点2
にそのエミッタが接続された第4レベル設定用トランジ
スタQ4と、該レベル設定用トランジスタQ4のベースに接
続されてそのトランジスタQ4の導通時の順方向バイアス
電圧Vbeを設定するバイアス回路としての第6〜第8定
電流源I41〜I43と各定電流源I41〜I43に直列な第4〜第
6スイッチ回路SW41〜SW43と抵抗R2とを含む。
第1充電電圧レベル設定回路3においては、第1〜第3
スイッチ回路SW31〜SW33のいずれかをオンさせることに
より、第3〜第5定電流源I31〜I33のいずれかを選択で
き、また、第2充電電圧レベル設定回路4においては、
第4〜第6スイッチ回路SW41〜SW43のいずれかをオンさ
せることにより、第6〜第8定電流源I41〜I43のいずれ
かを選択でき、これによって、ハイレベル側およびロー
レベル側の充電電圧のレベルを切換設定できることにな
る。
なお、以下の説明においては、例えば、第1,第4スイッ
チ回路SW31,SW41によって第3,第6定電流源I31,I41が選
択されている場合について説明する。
このように構成することにより、この実施例のクランプ
回路によれば、時刻t0でスイッチ回路SWが閉じていると
きは、カレントミラー回路1の第1,第2トランジスタQ
1,Q2には電流が流れないので、コンデンサCの第2定電
流源I2からの定電流により第4図の時刻t0から時刻t1の
間に示すような勾配で充電される。時刻t1でコンデンサ
Cでの充電電圧の値がV2に達する。ここで、充電電圧値
V2は、第1充電電圧レベル設定回路3の抵抗R1での電圧
降下値と第3トランジスタQ3のベース・エミッタ間の順
方向電圧降下Vbeとの合計値である。コンデンサCには
この充電電圧値V2以上には充電されず、その値にクラン
プされる。
次に、時刻t2でスイッチ回路SWが開にされると、カレン
トミラー回路1の第1トランジスタQ1には第1定電流源
I1からの定電流が流れる(I1=2I2)。これにより、第
2トランジスタQ2には、それと同じ大きさの電流が流れ
る。そうすると、コンデンサCは第4図の時刻t2から時
刻t3までの間に示す勾配で放電していき、そして時刻t3
では第2充電電圧レベル設定回路4の抵抗R2の両端の電
圧降下から第4トランジスタQ4のベース・エミッタ間の
順方向電圧降下Vbeを引いた値の電圧にクランプされ
る。
このようにして、この実施例のクランプ回路では、例え
ば、第3,第6定電流源I31,I41の定電流の値によりクラ
ンプされた電圧でコンデンサCを充電させることができ
る。この場合に、各充電電圧レベル設定回路3,4の各ス
イッチ回路SW31〜SW33,SW41〜SW43を切換操作して定電
流源I31〜I33,I41〜I43を切換選択することにより、コ
ンデンサCでの充電電圧のレベルを切換設定できること
になる。
以上のように本発明によれば、第1,第2トランジスタで
構成されるカレントミラー回路を備え、第1,第2トラン
ジスタに定電流源をそれぞれ接続するとともに、この第
1トランジスタのコレクタ・エミッタ間に充放電操作用
のスイッチ回路を挿入し、第2トランジスタのコレクタ
・エミッタ間に、充放電されるコンデンサを接続してな
る充放電クランプ回路において、第2トランジスタと前
記コンデンサとの接続点にハイレベル側の第1充電電圧
レベル設定回路をまた、その接続点にローレベル側の第
2充電電圧レベル設定回路を共通に接続してなり、前記
両充電電圧レベル設定回路は、前記接続点にそのコレク
タまたはエミッタが接続されるレベル設定用トランジス
タと、該レベル設定用トランジスタのベースに接続され
てそのトランジスタの導通時の順方向バイアス電圧を設
定するバイアス回路を接続してなり、前記両充電電圧レ
ベル設定回路の前記バイアス回路は、複数の定電流源
と、各定電流源に直列な複数のスイッチ回路と、各スイ
ッチ回路に共通に接続された抵抗とを含み、前記各スイ
ッチ回路と前記抵抗との接続点が、前記レベル設定用ト
ランジスタのベースに接続されるようにしているので、
充電電圧レベル設定回路のスイッチ回路でコンデンサの
充電電圧のハイレベルおよびローレベルの両レベルも切
換設定した可変できることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の回路図、第2図は従来例の動作説明に
供する充電電圧波形図、第3図は本発明の実施例の回路
図、第4図は実施例の動作説明に供する充電電圧波形
図、第5図はクランプレベルを説明するための波形図、
第6図は従来の問題点を説明するための回路図である。 1はカレントミラー回路、2は接続点、3,4は第1,第2
充電電圧レベル設定回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1,第2トランジスタで構成されるカレン
    トミラー回路を備え、第1,第2トランジスタに定電流源
    をそれぞれ接続するとともに、この第1トランジスタの
    コレクタ・エミッタ間に充放電操作用のスイッチ回路を
    挿入し、第2トランジスタのコレクタ・エミッタ間に、
    充放電されるコンデンサを接続してなる充放電クランプ
    回路において、 第2トランジスタと前記コンデンサとの接続点にハイレ
    ベル側の第1充電電圧レベル設定回路をまた、その接続
    点にローレベル側の第2充電電圧レベル設定回路を共通
    に接続してなり、 前記両充電電圧レベル設定回路は、前記接続点にそのコ
    レクタまたはエミッタが接続されるレベル設定用トラン
    ジスタと、該レベル設定用トランジスタのベースに接続
    されてそのトランジスタの導通時の順方向バイアス電圧
    を設定するバイアス回路を接続してなり、 前記両充電電圧レベル設定回路の前記バイアス回路は、
    複数の定電流源と、各定電流源に直列な複数のスイッチ
    回路と、各スイッチ回路に共通に接続された抵抗とを含
    み、前記各スイッチ回路と前記抵抗との接続点が、前記
    レベル設定用トランジスタのベースに接続されることを
    特徴とする充放電クランプ回路。
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