JPH0628048A - 定電流電源回路 - Google Patents

定電流電源回路

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JPH0628048A
JPH0628048A JP17843792A JP17843792A JPH0628048A JP H0628048 A JPH0628048 A JP H0628048A JP 17843792 A JP17843792 A JP 17843792A JP 17843792 A JP17843792 A JP 17843792A JP H0628048 A JPH0628048 A JP H0628048A
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JP
Japan
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current
reference current
power supply
transistor
supply circuit
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Application number
JP17843792A
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English (en)
Inventor
Kimitoshi Nirazuka
公利 韮塚
Noriaki Shirai
徳明 白井
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】起動部と制御部の構成を工夫することにより、
基準電流発生部以外の内部電流経路の数を削減し、もっ
て電源回路の消費電流を少なくすることを目的とする。 【構成】負荷に流れ込む電流または負荷から流れ出す電
流を、基準電流発生部で作られた基準電流に応じて定電
流化する定電流電源回路において、電源電位が所定電位
を越えるとオン状態となり、基準電流発生部の定電流ト
ランジスタに対するベース電流パスを形成して該基準電
流部発生における基準電流の生成動作の開始を促す起動
トランジスタと、該基準電流に比例するバイアス電圧を
発生して前記起動トランジスタをオフ状態とするバイア
ス発生手段と、を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、平衡型の基準電流発生
部を備える定電流電源回路に関し、電源回路の内部電流
低減を意図した定電流電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の定電流電源回路の構成図で
ある。この電源回路は、npn型の定電流トランジスタ
1 、Q2 とpnp型の定電流トランジスタQ3 、Q4
からなる平衡型の基準電流発生部1と、電源投入によっ
て電源VCCの電位が所定値を越えるとトランジスタQ5
をオンにしてQ3 、Q4 のベース電流路を確保する(す
なわち基準電流発生部1を起動する)起動部2と、基準
電流発生部1が動作を開始するとQ5 のベース電流を流
さないようにしてQ5 をオフにするトランジスタQ6
7 およびQ8 を含む制御部3と、を備える。
【0003】起動後の基準電流発生部1には、Q2 のエ
ミッタ抵抗の逆数(1/R1 )とlnN(lはリットル表
記、NはQ1 、Q2 のトランジスタ比)に比例する大き
さの基準電流IREF1、IREF2が流れる。これらの基準電
流IREF1、IREF2は、Q1 とQ2 およびQ3 とQ4 の働
きによって高精度に定電流化されており、Q3 やQ4
ベースを共通にするトランジスタQ9 のコレクタ電流
(負荷電流IO )が同精度に定電流化される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の定電流電源回路にあっては、基準電流発生部1が
動作を開始すると、制御部3のQ7 に電流i7 を流して
5 のベース電流をゼロとする(すなわちQ5 をオフに
する)ものであるが、Q5 のオフを継続するためには、
電流i7 を「常に」流し続けなければならず、電源回路
の内部電流を少なくしてバッテリの消耗を防ぐといった
点で改善すべき技術的課題がある。
【0005】ここで、図6の電源回路の内部電流は、以
下の式によって求めることができる。但し、各トランジ
スタの電流増幅率hFE(IC /IB )は、ベース電流
を無視できる程度に十分に高いものと仮定する。まず、
1 のベース−エミッタ間電圧VBEQ1およびQ2 のベー
ス−エミッタ間電圧VBEQ2は、それぞれ次式とで与
えられる。
【0006】
【数1】
【0007】
【数2】
【0008】Tは絶対温度、kはボルツマン定数、qは
電子の電荷量、IS は接合の飽和電流、NはQ1 とQ2
のトランジスタ比である。なお、kT/qは常温時26
mVという電圧に相当する値をもつ。上式とから、
次式〜が得られる。
【0009】
【数3】
【0010】
【数4】
【0011】
【数5】
【0012】ここで、
【0013】
【数6】
【0014】とすると、
【0015】
【数7】
【0016】となる。すなわち、電流IE は、Q2 のエ
ミッタ抵抗R1 とQ1 、Q2 のトランジスタ比Nによっ
て一義的に決まる定電流であり、「VCC>VBE1 +V
CE3 」満足する限り、電源電圧VCCの影響を全く受けな
い。但し、VBE1 はQ1 のベース−エミッタ間電圧、V
CE3 はQ3 のコレクタ−エミッタ間電圧である。
【0017】したがって、基準電流発生部1の電流はI
REF1とIREF2であるから、2×IEとなり、また、制御
部3の電流は、IE を基準(i8 =IE )としてIE
E×Mとなる。但し、i8 はQ8 に流れる電流であ
り、MはQ7 とQ8 のトランジスタ比である。電源回路
の全内部電流(消費電流)ICCは、M=1の場合に最小
となるから、少なくともIE の4倍の電流が電源回路内
で消費されることになる。 [目的]そこで、本発明は、起動部と制御部の構成を工
夫することにより、基準電流発生部以外の内部電流経路
の数を削減し、もって電源回路の消費電流を少なくする
ことを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、負荷に流れ込む電流または負荷から流れ
出す電流を、基準電流発生部で作られた基準電流に応じ
て定電流化する定電流電源回路において、電源電位が所
定電位を越えるとオン状態となり、基準電流発生部の定
電流トランジスタに対するベース電流パスを形成して該
基準電流部発生における基準電流の生成動作の開始を促
す起動トランジスタと、該基準電流に比例するバイアス
電圧を発生して前記起動トランジスタをオフ状態とする
バイアス発生手段と、を備えたことを特徴とする。
【0019】
【作用】本発明では、基準電流に比例する唯1つの電流
からバイアス電圧が作られ、このバイアス電圧によって
起動トランジスタがオフ状態に制御される。したがっ
て、基準電流発生部以外の内部電流経路が唯1つとな
り、従来例(Q 6 、Q8 を通る第1の経路とQ7 を通る
第2の経路の2つ)に比べて半減できる。その結果、電
流経路の減少分に相当して消費電流を少なくできる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1〜図5は本発明に係る定電流電源回路(以
下、単に電源回路と言うこともある)の一実施例を示す
図である。図1において、10はpnp型の定電流トラ
ンジスタ対10aとnpn型の定電流トランジスタ対1
0bを含む基準電流発生部であり、一方のトランジスタ
対のベースを、npn型起動トランジスタ11のコレク
タとpnp型制御トランジスタ12のベースに接続して
構成する。起動トランジスタ11のベースは抵抗13を
介して電源VCCに接続され、電源VCCには制御トランジ
スタ(バイアス発生手段)12のエミッタが接続されて
いる。また、起動トランジスタ11のエミッタは、制御
トランジスタ12のコレクタと一緒に抵抗(バイアス発
生手段)14を介してグランドGNDに接続されてい
る。
【0021】このような構成において、まず、電源VCC
の電位が所定値を越えると、起動トランジスタ11がオ
ンするため、基準電流発生部10の一方の定電流トラン
ジスタ対のベース電流が流れ、基準電流発生部10の動
作が許容(起動;スタートアップ)される。次いで、一
方の定電流トランジスタ対のベースには、基準電流発生
部10内の基準電流に対応する電位が現れ、この電位を
ベース電位とする制御トランジスタ12に、基準電流に
比例する電流i12が流れる。したがって、抵抗14の両
端に起動トランジスタ11の動作点を深くする方向の電
圧が発生するから、適正な抵抗14と電流i12とによ
り、起動トランジスタ11をオフ状態とすることができ
る。
【0022】ここで、図1の構成によれば、基準電流発
生部10以外に存在する恒常的な内部電流経路は、制御
トランジスタ12と抵抗14からなる経路、すなわちi
12を流すための唯1つの経路のみである。したがって、
従来例に比して当該内部電流経路を半減できるから、そ
れだけ消費電流を少なくすることができる。図2は、従
来例と同一の基準電流発生部10を使用する場合の具体
的な回路図である。
【0023】起動トランジスタ11のベース電流IB11
は、次式で与えられる。 IB11 =(VCC−VBE11)/(R13+R14)>0 …… 但し、R13:抵抗13の値 R14:抵抗14の値 すなわち、電源VCCの電位が起動トランジスタ11のベ
ース−エミッタ間電圧V BE11を越えると、同起動トラン
ジスタ11がオン状態となり、起動トランジスタ11の
コレクタ電流IC11 が、 IC11 =hFE11×IB11 …… に従って流れ出すため、定電流トランジスタ対Q3 、Q
4 のベース電流パスが形成され、基準電流発生部10の
動作(基準電流IREF1、IREF2の生成動作)が開始され
る。
【0024】ここで、Q3 、Q4 のベースには、基準電
流IREF2に対応した電位が生じ、この電位は制御トラン
ジスタ12のベースにも与えられているため、制御トラ
ンジスタ12には基準電流IREF2と同じ大きさの電流i
12が流れる。したがって、抵抗14の両端にi12×R14
なる電圧が発生し、この電圧は、起動トランジスタ11
の動作点を深くする方向の電圧(バイアス電圧)である
から、i12とR14を、「i12×R14>VCC−VBE11」の
関係を満足するように選んでおけば、基準電流発生部1
0の動作開始後、速やかに起動トランジスタ11をオフ
させることができる。
【0025】図2の構成における電源回路の内部電流を
求めると、基準電流発生部10の内部電流については従
来と同様に「IE ×2」であるが、それ以外の内部電流
は制御トランジスタ12に流れるi12だけとなる。i12
はIREF2と同じ値であるから、i12=IREF2=IE であ
る。したがって、本実施例では、電源回路の全体の消費
電流ICCを「IE ×3」とすることができ、従来例の
「IE ×4」に対して「IE ×1」だけ少なくすること
ができる。かかる電流抑制効果を比率にすると4:3と
なり、このことは、バッテリの使用時間を単純計算で
1.33倍に延長できることを意味しているから、特
に、バッテリ容量の少ない小型の携帯用電子機器に好適
な消電力化技術である。
【0026】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、発明の意図する範囲において種々の変形
態様が考えられる。例えば、図3に示すように、pnp
型起動トランジスタ21のコレクタとnpn型制御トラ
ンジスタ22のベースを一緒にして基準電流発生部10
に接続すると共に、起動トランジスタ21のベースとグ
ランド間に抵抗23を接続し、制御トランジスタ22の
コレクタと電源VCCの間に抵抗24を接続してもよい。
電源VCCが起動トランジスタ21のベース−エミッタ間
電圧VBE21を越えたときに同起動トランジスタ21をオ
ンさせることができると共に、抵抗24の両端電圧によ
って同起動トランジスタ21をオフさせることができ
る。
【0027】または、図4に示すように、基準電流発生
部10とグランド(若しくはVCC)間にスイッチングト
ランジスタ30を介在させ、このトランジスタ30を所
定の制御信号BSによってオン/オフさせてもよく、ス
タンバイ期間にオフさせるようにすれば、より一層のバ
ッテリ使用時間延長を図ることができる。あるいは、図
5に示すように、グランド側の定電流トランジスタ
1’、Q2’の特性を揃えると共に、VCC側の定電流ト
ランジスタQ3’、Q4’の比をN:1にし、さらに、Q
3’のエミッタに抵抗R1’を入れた基準電流発生源1
0’を用いてもよい。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、起動部と制御部の構成
を工夫したので、基準電流発生部以外の内部電流経路の
数を削減でき、電源回路の消費電流を少なくすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の構成図である。
【図2】一実施例の具体的な回路図である。
【図3】一実施例の他の構成図である。
【図4】一実施例のさらに他の構成図である。
【図5】一実施例の基準電流発生部の他の構成図であ
る。
【図6】従来例の回路図である。
【符号の説明】
REF1、IREF2:基準電流 VCC:電源 10:基準電流発生部 10a、10b:定電流トランジスタ対 11:起動トランジスタ 12:制御トランジスタ(バイアス発生手段) 14:抵抗(バイアス発生手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】負荷に流れ込む電流または負荷から流れ出
    す電流を、基準電流発生部で作られた基準電流に応じて
    定電流化する定電流電源回路において、 電源電位が所定電位を越えるとオン状態となり、基準電
    流発生部の定電流トランジスタに対するベース電流パス
    を形成して該基準電流部発生における基準電流の生成動
    作の開始を促す起動トランジスタと、 該基準電流に比例するバイアス電圧を発生して前記起動
    トランジスタをオフ状態とするバイアス発生手段と、を
    備えたことを特徴とする定電流電源回路。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項に記載の定電流電源
    回路において、 基準電流発生部とグランド若しくは電源との間に、所定
    の制御信号に応答してオン/オフするスイッチ回路を設
    けたことを特徴とする定電流電源回路。
JP17843792A 1992-07-06 1992-07-06 定電流電源回路 Pending JPH0628048A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6498528B2 (en) 2000-02-08 2002-12-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reference voltage generation circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6498528B2 (en) 2000-02-08 2002-12-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reference voltage generation circuit
US6806764B2 (en) 2000-02-08 2004-10-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reference voltage generation circuit

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Effective date: 19990622