JPH0630030B2 - 直流電圧調整装置 - Google Patents

直流電圧調整装置

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JPH0630030B2
JPH0630030B2 JP59239600A JP23960084A JPH0630030B2 JP H0630030 B2 JPH0630030 B2 JP H0630030B2 JP 59239600 A JP59239600 A JP 59239600A JP 23960084 A JP23960084 A JP 23960084A JP H0630030 B2 JPH0630030 B2 JP H0630030B2
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    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating 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
    • G05F1/565Regulating 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 sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/569Regulating 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 sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
    • G05F1/573Regulating 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 sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection with overcurrent detector
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は直流電圧調整装置(Series Voltage Regulator)
に関する。
(発明の技術的背景とその問題点) 第1図に示される従来のこの種の直流電圧調整装置は、
非常に低い最小直流電圧降下により区別し得るが、その
入力電圧が、出力側での通常電圧に達するに必要な電圧
レベルより低くある場合は、この直流電圧調整装置は、
第2図に示されるように入力側に接続された電圧源に対
して高電流の負荷となる。この入力電流は、出力側にお
ける出力電圧が公称値に達するときに対応する入力電圧
制限まで、零から上昇する入力電圧で始動域で最初鋭敏
に増加する。その後に達する通常作動域において、この
直流電圧調整装置の入力側での電流需要は始動域におい
て達する値よりしばしば小さいものとなる。
特別なバッテリにおけるように、通常作動域での電流需
要に対して設計された電圧源は、始動域での不足電圧作
動の場合には過度に使用される。始動域における高電流
需要により、これら電圧源に対して、これら電圧源から
の電圧が通常電流需要に関し、通常作動域への転換が行
なわれるような臨界電圧レベルに達しない程度に負荷が
かかるだろう。この直流電圧調整装置や電源を有する回
路はこのように構成されており、その結果、始動域にお
いて、バッテリが電圧源として使用される時には、電圧
源からの連続高電流需要、即ちバッテリの急速な放電に
つながる。
(発明の目的) 本発明は、上述のような直流電圧調整装置を、始動域に
おける高電流需要を解消するようにする方法で改善する
という問題に基礎をおくものである。上記問題の解決は
特許請求の範囲第1項に記載され、他の特許請求の範囲
の記載に従って効果的に設計されるものである。
本発明は、入力側に不足電圧がある場合、公知の直流電
圧調整装置の制御トランジスタが、差動増幅器による駆
動され飽和状態とし、コレクタ抵抗によってのみ制限さ
れる最大のコレクタ電流となるようにし、調整トランジ
スタのベース−エミッタダイオードを介して流される時
に、この最大コレクタ電流が調整トランジスタを飽和状
態にせしめることを見い出したことに、その基礎をおく
ものである。
不足電圧域における直流電圧調整装置での過度の電流需
要に対しての、本発明の対処方法は、飽和状態に移ろう
としている調整トランジスタの傾向をよいタイミングで
検出し、検出後は制御トランジスタにより調整トランジ
スタのベースに送られてきた電流を制限し、基準電圧を
減少するように制御することにある。
(発明の概要) 上述の目的のために、調整トランジスタのコレクタ−エ
ミッタ電圧は、このトランジスタの飽和状態開始時にこ
のトランジスタのコレクタ−エミッタ電圧より幾分大き
な補助電圧を有する差動回路手段により比較される。コ
レクタ−エミッタ電圧が補助電圧の値にまで降下すると
直ちに、好ましくは差動増幅器である差動回路は、制御
トランジスタにより調整トランジスタのベースに送られ
てくる電流が制限されるように、又は第1差動増幅器の
基準電圧入力側での基準電圧が減少するように、制限回
路に作用する。
(発明の実施例) 好適な実施例において、差動回路は、制御トランジスタ
のベース−エミッタ経路に平行に、ベースが差動回路の
出力に接続されている制限トランジスタを接続すること
により作動する。調整トランジスタのコレクタ−エミッ
タ電圧が補助電圧にまで降下すると直ちに、制限トラン
ジスタはベース電流を制御トランジスタから除去し、制
御トランジスタが高コレクタ電流に達することを防ぐよ
うに切換え(ON)られる。
基準電圧が減少しているような好適な実施例において、
差動回路は制限トランジスタを第1差動増幅器の基準電
圧入力側に並列に接続することにより作動する。制限ト
ランジスタが差動回路により切換え(ON)られると直ち
に、第1差動増幅器の基準電圧入力側に送られてきた基
準電圧を減少し、制御トランジスタは高コレクタ電流に
達することはない。
本発明の直流電圧調整装置において、定電圧源は補助電
圧源として用いられる。コレクタ−エミッタ電圧がこの
定電圧に降下する場合は、いつでも制御トランジスタの
コレクタ電流の制限が行なわれる。
一定補助電圧を有する実施例では、差動増幅器の2つの
入力電圧間の差が、この電圧差があるスレッショルド値
以下に下るや否や、極性を逆転する時にのみ、制限トラ
ンジスタを切換え(ON)しない対称差動増幅器が差動回路
に用いられる時に、補助電圧源は調整トランジスタのエ
ミッタと差動回路の間より省いても良い。このスレッシ
ョルド値は補助電圧源の電圧レベルに対応するものであ
る。
トランジスタのコレクタ−エミッタ飽和電圧は、そのコ
レクタ電圧に従属するものと知られている。このよう
に、補助電圧源の定電圧は、調整トランジスタが直流電
圧調整装置の期待し得る最大出力電流値で飽和状態に確
実にならないような方法で選ばれねばならない。しかし
ながら、このことは調整トランジスタのコレクタ電流が
小さく、したがって直流電圧調整装置の出力電流が小さ
い場合で、調整トランジスタのコレクタ−エミッタ電圧
がなおその飽和電圧より比較的離れている時、電流制限
は既になされている。
直流電圧調整装置が、特別の出力電流に関係なく、避け
られ得る電流増加が始まるリミットまで常に達せしめる
ようにするためには、本発明の直流電圧調整装置の特別
の実施例は、電圧がその調整装置の出力電流に従って変
化するような補助電圧源を備えている。補助電圧源より
送られてくる可変電圧は、一定な一次電圧レベルと、こ
の一次電圧に重畳され調整装置の出力電流に比例する可
変電圧とで構成されるのが望ましい。
上述のことは、作用する抵抗器にかかる電圧降下によ
り、一方、定電流源の電流により、また一方では可変電
流源の電流により、補助電圧源を形成するような特別の
好ましい方法で達成される。定電流源により送られる電
流は、この抵抗器にかかる一定一次電圧レベルに達せし
めるが、一方、可変電流源はこの抵抗器に可変電圧を発
生する。
特に好ましい第1実施例において、可変電圧源は、その
エミッタが調整トランジスタのエミッタに接続され、そ
のベースが調整トランジスタのベースに接続され、その
コレクタが調整トランジスタのコレクタ電流に比例する
電流を発生するような補助トランジスタを含むものであ
り、その目的とするところは、補助トランジスタのエミ
ッタ領域は、調整トランジスタのコレクタ電流と補助ト
ランジスタのコレクタ電流との間の所望の比例係数に対
応する調整トランジスタのエミッタ域に比例させること
にある。
別の特に好ましい実施例において、主コレクタおよび補
助コレクタを有するマルチトランジスタが調整トランジ
スタとして用いられ、補助コレクタは主コレクタ電流に
比例する電流を発生するが、その目的とすることろは、
補助コレクタ域が、所望の比例率が補助コレクタ電流と
主コレクタ電流との間に生ずるように主コレクタ域に対
して関係するようにすることにある。
補助トランジスタのコレクタ又は補助コレクタは電流ミ
ラー回路の入力側に接続することが望ましく、一方、そ
の出力側は補助電圧源を構成する抵抗器に接続されるの
が望ましい。このようにして、可変電流は、一方では右
方向に抵抗器を通って流れ、他方では調整トランジスタ
のコレクタ電流と、電流ミラー回路を設定することによ
り可変補助電圧を発生する電流との間に比例係数に付加
的に影響を与える。
本発明の直流電圧調整装置は、正の出力電圧を有する調
整装置用の調整トランジスタとしてのp-n-p電力トラン
ジスタを用いて、できるだけ小さい直流電圧降下とする
ために、バイポーラトランジスタで構成することが好ま
しい。しかしながら、直流電圧調整装置は回路の残部分
が採用されるならば、n-p-n調整トランジスタで構成し
てもよい。
また、直流電圧調整装置中の直流アーム中の電力トラン
ジスタを除いたいくつか、又は他の全てのトランジスタ
に対して、電界効果トランジスタを用いることができ
る。
さらにまた、本発明の直流電圧調整装置は特に好ましい
方法により、1つのモノリシック集積回路中に設けるこ
ともできる。このことは、特に本発明が、電力p-n-pト
ランジスタの小電流増幅に基づく場合には重要なことで
ある。
このように、本発明はその調整トランジスタが、常にベ
ース電流が直流電圧調整装置の必要な出力電流を保証す
るが、通過電流消費につながる過負荷が避けられないよ
うな作動域で作動するような直流電圧調整装置を提供す
るものである。
本発明の直流電圧調整装置は、開始、即ち不足電圧域に
おいてすら、負荷インピーダンスにより必須の所定の電
力需要を有するように利用し得る。
以下において、添付図面を参照して本発明を更に詳しく
説明する。
第1図は従来の直流電圧調整装置を回路図として示すも
のであり、入力結線と出力結線間の2列アームの1方に
共通ベース中に配置された調整トランジスタT1のエミッ
タ−コレクタ経路を含むものである。第1図の底部にあ
る他方の直流アームとベースの間には制御トランジスタ
T2のエミッタ−コレクタが接続されており、そのベース
は差動増幅器Vの出力側に接続されている。制御トラン
ジスタT2のコレクタと調整トランジスタT1のベースとの
間には制御抵抗器R3が設けられている。抵抗器R1,R2
有する分圧器は直流電圧調整装置の出力側に並列に接続
されている。基準電圧発生器REFは直流電圧調整装置の
入力結線に並列に接続され、この発生器REFは一定基準
電圧UREFを差動増幅器Vの非反転入力(+)側に分配す
る。一方、差動増幅器Vの反転入力(-)側は分圧器の2
つの抵抗器R1,R2間の接続点に接続されている。差動動
増幅器Vは、入力結線に接続された直流電圧調整装置の
2直流アームからの供給電力を受ける。
直流電圧調整装置の入力結線は、その電圧レベルが可変
な入力電圧U1を受け、調整された電圧U2は直流電圧調
整装置の出力側で得られる。
このような電圧調整装置は、トランジスタT1の飽和電圧
によってのみ決定される非常に小さな最小限の電圧降下
を有する利点がある。通常の作動における公称値 が出力電圧U2に対して得られる。この状態は入力電力U1
についても保証される。
U1≧U2 NOM+UCE SAT T1=U1G ……(2) 上記式において、UCE SAT T1はトランジスタT1のコレク
タ−エミッタ飽和電圧である。この通常動作において、
基準電圧UREFに等しい電圧降下が分圧器の抵抗器R1に対
して生ずるので、差動増幅器Vの入力間に無視し得る程
度の差動電圧が生ずる。このことは制御トランジスタT2
のベースを一定レベルに保つことになる。増幅器の開回
路ゲインは無限に大きくなると想像し得る。
仮に、入力電圧U1が上記(2)式で示される臨界値以下に
降下したとすると、分圧器の抵抗器R1に対する電圧降下
はもはや基準電圧UREFに達し得ない。差動増幅器Vの入
力間での差動電圧と、差動増幅器のような通常非常に高
増幅度とにより、制御トランジスタT2は最大限導通状態
に駆動される。この制御トランジスタT2の、調整トラン
ジスタT1のエミッタ−ベースダイオードを通って流れる
制御電流は、制限抵抗器R3のみによって制限される。こ
の状態において次式が成立する。
IC T2 =(U1-|UBE T1|-|UCE SAT T2|)/R3 ………(3) トランジスタT2の最大限制御電圧は、直接電圧調整装置
に接続された需要側により要求される。この装置の最大
入力電流が可能となるように大きさを決めねばならな
い。
直流電圧降下をできるだけ小さくするためには、このよ
うな直流電圧調整装置としてp-n-p電力トランジスタを
使用することが好ましいが、このようなp-n-p電力トラ
ンジスタは、最大限出力域において BPNP3…10 ………(4) の比較的小さな電流増幅度を有しているにすぎない。そ
れ故に制御トランジスタT2は、調整トランジスタT1のベ
ースに対応した大きな駆動電流を配分せしめ得るように
せねばならない。従って、制限抵抗器R3はそれに対応し
て小さくなるように選択されねばならない。
上述のことは、直流電圧調整装置が出力側で負荷をかけ
られることなく、上記(2)式に従い入力電圧U1が臨界値
U1Gより低くなるような始動域、即ち不足電圧域におい
て、駆動電流が直流電圧調整装置の最大出力電流I2の50
%までになることを意味している。
第2図は入力電圧U1の関数として直流電圧調整装置の入
力電流I1を示すもので、小さな負荷電流で作動する場合
の始動電流を示す。図中始動域において、始動電流I1
非常に鋭敏に増加し、次いで臨界電圧U1Gに達した時
に、出力電圧U2がその通常値U2NOMと想定する通常動作
レベルになり、入力電流I1は低い一定レベルのままであ
る。
このような高始動電流を有さない本発明の直流電圧調整
装置の第1実施例が第3図に示されている。この第3図
に示される直流電圧調整装置は、第1図に示された回路
手段に加えて、補助電圧源U3差動回路として作用する第
2差動増幅器V2、制限トランジスタT3および第2制限抵
抗器R4を有している。第2差動増幅器V2の非反転入力
(+)側は補助電源U3を介して調整トランジスタT1のエミ
ッタに接続されている。制限トランジスタT3は、制御ト
ランジスタT2のエミッタ−ベース経路に並列なエミッタ
−コレクタ経路に接続されている。制限トランジスタT3
のベースは第2差動増幅器V2の出力に接続されている。
第2制限抵抗器R4は第1差動増幅器Vの出力と制御トラ
ンジスタT2のベースとの間に接続されており、本実施例
においてはトランジスタT2およびT3はp-n-pトランジス
タである。
補助電圧源U3は、直流電圧調整装置の最大要求出力電流
I2での調整トランジスタT1のコレクタ−エミッタ飽和電
圧より幾分大きめの一定電圧を配分する。
第1図に示される従来の直流電圧調整装置で、入力電圧
源が始動域において高始動電流により負荷を受けるとい
う欠点は、以下に述べるような機能モードに基づいて、
第3図に示されるような付加的回路手段により解決され
る。
調整トランジスタT1のコレクタ−エミッタ電圧が補助電
圧よりも高い時には、第2差動増幅器V2の出力は制御ト
ランジスタT3をブロックした状態に保つので、その制御
トランジスタT2のベースエミッタパスとの平行接続は何
等効果を達成するものではない。トランジスタT1のコレ
クタ−エミッタ電圧が補助電圧U3以下に降下する時、即
ち、 UCE T1 < U3 ………(5) である時、第2差動増幅器V2の出力は制限トランジスタ
T3を導通状態に切換える電圧であると推定できる。第1
差動増幅器Vの出力により送られてきた少なくとも電流
部分は、制限トランジスタT3を経て流出する。結局、制
御トランジスタT2のベース電流は制限され、次いで制御
トランジスタの制御電流を制限し、直流電圧調整装置の
電流消費をも制限することになる。差動増幅器Vが、制
御トランジスタ2および調整トランジスタT1を従来の直
流電圧装置における飽和状態にしているような始動域に
おいて、第2差動増幅器V2は制御トランジスタT2より送
られてきた電流、したがって入力電圧源より除去された
電流を有益に制限するために、本発明の電圧調整装置に
おいて先導機能を有するものと思われる。
調整トランジスタT1のコレクタ−エミッタ飽和電圧UCE
SAT T1は、第5図の低曲線に示されるように、調整トラ
ンジスタT1のコレクタ電流IC1の強度に依存する第3図
の直流電圧調整装置において、補助電圧U3は直流電圧調
整装置の最大負荷電流I2MAXで、 UCE SAT T1(IC1 MAX)<U3 ………(6) となるようにすべきである。このことは、制御トランジ
スタT2のコレクタ電流は、最大出力電流の場合ですら好
適な時期に制限されるものだということを保証するもの
である。
直流電圧が補助電圧U3より低下するということは、いか
なる望ましくない電流過負荷状態を発生することなし
に、より小さな負荷電流I2の場合でも許容されるであろ
うが、調整トランジスタT1のコレクタ−エミッタパスを
横切る最小直流電圧降下が一定補助電圧U3で固定されて
しまうという事実に基づき、第3図の実施例では制限が
ある。
上述の制限は、第4図に示される本発明の他に実施例に
より補善されるもので、この実施例において、補助電圧
U3は出力電流I2の関数として制御される。補助電圧U3
第5図に示されるように、トランジスタT1のコレクタ−
エミッタ飽和電圧曲線の関数とされている。
上述のことは、第3図に示される定電圧源U3を一端にお
いて調整トランジスタT1のエミッタに接続され、他端に
おいて差動増幅器V2の反転入力(-)側に接続されている
ような抵抗器R5と置き換えることにより達成される。定
電流源I0は、抵抗器R5と第2差動増幅器V2の反転入力
(-)側との間の接続点Aに接続されている。この電流源
の電流は抵抗器R5を流れ、可変補助電圧U3の一定一次部
U30を形成する定電圧降下を生ぜしめる。尚、トランジ
スタT4およびダイオードDを含む電流ミラー(current m
irror)回路の出力側は、先の接続点Aに接続されてお
り、この回路の入力側は、補助トランジスタT1′のコレ
クタ、又は(第4図に点線で示された)マルチトランジ
スタとして設計された調整トランジスタT1の補助コレク
タに接続される。補助トランジスタT1′の変形例におい
ては、調整トランジスタT1に似た後者のものがp-n-pト
ランジスタとして設計され、そのベースは調整トランジ
スタT1のベースに接続され、一方、そのエミッタは調整
トランジスタT1のエミッタに接続されている。電流ミラ
ー回路に含まれるn-p-nトランジスタとしてのトランジ
スタT4のコレクタ−エミッタパスは、定電流源I0に平行
に接続され、ダイオードDの陽極は補助トランジスタ
T1′のコレクタ、又はマルチトランジスタT1の補助トラ
ンジスタとトランジスタT4のベースとの間の接続点Sに
接続されている。ダイオードDの陰極は直流電圧調整装
置の抵直流アームに接続され、また、定電流源I0の低端
部およびトランジスタT3,T4のエミッタも接続されてい
る。
補助トランジスタT1′のコレクタ又はマルチトランジス
タT1の補助コレクタは、調整トランジスタT1の主コレク
タ電流に比例する補助コレクタ電流IC1/Kを流す。補助
トランジスタT1′が使用される時には、調整トランジス
タT1のエミッタ領域の1/K倍の大きさのエミッタ回路が
この補助トランジスタT1′のために選択される。一方、
マルチトランジスタT1が使用される時には、主コレクタ
と補助コレクタの間にK:1のコレクタ領域区分のある
ものが選択される。電流ミラー回路の出力により伝えら
れる電流が、電流ミラー回路の入力に伝えられる電流と
同じ大きさのものであるとの状件下において、可変電流
源は、定電流I0に重畳された電流IC1/Kの1部を抵抗器R
5に伝える。このようにして、可変補助電圧 U3=U30+U3V=R5(I0+IC1/K) ………(7) が得られる。(7)式においてU30は一定であり、U3Vは補
助電圧U3の可変部である。
電流ミラー回路は、補助トランジスタT1′のコレクタ又
はマルチトランジスタT1の補助レコクタにより送られる
電流の方向を逆転するように作用し、この電流ミラー回
路を使用することにより、望むならばトランジスタT1
コレクタ電流と、電流ミラー回路により抵抗器R5に送ら
れた電流との間の比例要素に影響を与える。
第4図に示された実施例に対して利用された出力電流の
関数として、電圧調整装置の直流電圧降下を制御する方
法を利用することにより、最小の電流消費と同時に最小
電圧降下にすることができる。このことは、第6図に示
された特性比較により明示される。
第6図aは、入力電圧U1の関数として直流電圧調整装置
の電流消費I2を示すもので、図中、点線は第1図に示さ
れる従来型の直流電圧調整装置に関するものであり、実
線は第3図乃至第4図に示される本発明による直流電圧
調整装置に関するものである。図より明らかなように、
本発明装置によれば、従来装置に見られる高始動電流は
もはやなくなっている。
第6図bは、第3図に示される一定補助電流源U3を有す
る直流電圧調整装置の入力電圧U1と、出力電圧U2の間の
電圧差、即ち直流電圧調整降下を示している。
第6図cは、第5図に示される可変補助電圧U3を有する
実施例について、入力電圧U1の関数としての直流電圧降
下U1-U2を示すものである。補助電圧U3を直流電圧調整
装置の特別の出力電流に適応することにより、第6図c
に示される可変特性の直流電圧降下に対応して適応せし
め得る。このことは、直流電圧調整装置の可変度の出力
電流I2を保持することになる。最大出力電流I2MAXの場
合には第6図bにおけると同様の直流電圧降下が得ら
れ、低出力電流即ち、I2MAXとI2=0の間の出力電流の場
合には低直流電圧降下が得られる。
第4図に示される直流電圧調整装置を、異なった最大電
流要求を含む異なった需要のために用いる時には、常に
最小直流電圧降下で作動するものである。
また、逆に第3図に示されるように、より単純な構成を
有する直流電圧調整装置を使用したいならば、各特定ケ
ースに供給される最大電流需要要求に従って補助電圧源
U3の定電圧レベルに対し、直流電圧調整装置を異なる容
量にすることが望ましい。
本発明の他の実施例は第7図に示されているが、その大
部分の要素は第3図に示されるものに対応しており、第
3図に用いられた番号が対応して付されている。第3図
とは違って、第2制限抵抗器R4は第7図の実施例では第
1差動増幅器の出力側と制御トランジスタT2のベースと
の間に接続されていなくて、基準電圧源REFと基準電圧
入力側となる第1差動増幅器Vの非反転入力(+)側との
間に接続されている。尚、制限トランジスタT3のコレク
タは制御トランジスタT2のベースに接続されておらず、
第1差動増幅器Vの基準電圧入力(+)側に接続されてい
る。
第3図と第7図が共に類似している回路部分に関して
は、第7図の実施例は第4図に設計されているように、
第4図に示される実施例の負荷電流により制御される補
助電圧源を有するようにしても良い。
第7図に示される実施例と第3図に示される実施例との
相違により、以下のような機能上の違いが発生する。
第2差動増幅器V2の助けをかり、調整トランジスタT1
飽和状態になったことが検出されるや否や、第1差動増
幅器Vの基準電圧入力(+)側に発生する基準電圧は、制
限トランジスタT3を導通状態に切換えることにより減少
する。また、入力電流が、例えば切換え(ON)工程中に、
調整トランジスタT1のコレクタ−エミッタ電圧が補助電
圧U3より高いレベルになる得ると思われるような電圧レ
ベルに達したと思われるや否や、第2差動増幅器V2は制
限トランジスタT3を切換え(OFF)し、全基準電圧は第1
差動増幅器Vの入力側で再び効果を奏し、出力電圧U2
実際の通常電圧に調整され得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の直流電圧調整装置の回路構成図、第2図
は第1図の直流電圧調整装置の始動電流状態を示す図、
第3図は本発明の直流電圧調整装置の第1実施例を示す
回路構成図、第4図は本発明の直流電圧調整装置の第2
実施例を示す回路構成図、第5図は第4図の実施例にお
けるコレクタ電流の関数としてのコレクタ−エミッタ飽
和電圧と、調整トランジスタのコレクタ電流の関数とし
て変化する補助電圧を示す図、第6図a,b,cは第1図,
第3図,第4図に示された直流電圧調整装置の実施例の
作動特性を示す図、第7図は本発明の直流電圧調整装置
の第3実施例を示す回路構成図である。 T1…調整トランジスタ、T2…制御トランジスタ、T1′…
補助トランジスタ、T3…制限トランジスタ、V…第1差
動増幅器、V2…差動回路、UREF…基準電圧、U1…入力電
圧、U3…補助電圧、U2…出力電圧、U30…一次電圧レベ
ル、R1,R2…分圧器、R5…抵抗器、I0…定電流源、IC1
コレクタ電流、(T1′,D,T4)…可変電流源。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直列アーム中に設けられたエミッタ−コレ
    クタパスを備えた調整トランジスタ(T)を有し、第
    1差動増幅器(V)の出力側に前記調整トランジスタの
    ベースが制御トランジスタ(T)及び制御抵抗器R
    を介して接続され、前記第1差動増幅器(V)の基準電
    圧入力(+)側に基準電圧源(REF)から基準電圧
    (UREF)が供給され、前記反転入力(−)側に調整
    装置の出力電圧(U)に比例する電圧が供給されるよ
    うな直流電圧調整装置において、前記調整トランジスタ
    (T)のコレクタ−エミッタ電圧と、補助電圧源から
    供給される補助電圧(U)とを比較する差動回路(V
    )を有し、前記差動回路(V)の出力は制御トラン
    ジスタ(T)に作用する制限回路(T)に接続さ
    れ、前記補助電圧(U)は、前記調整トランジスタ
    (T)の飽和状態開始時に発生する調整トランジスタ
    (T)のコレクタ−エミッタ電圧より幾分大きくされ
    ており、前記差動回路(V)が前記調整トランジスタ
    (T)のコレクタ−エミッタ電圧が前記補助電圧(U
    )に減少したことを検出するや否や、前記制限回路
    (T)が前記制御トランジスタ(T)により前記調
    整トランジスタ(T)のベースに送られてくる電流を
    制限するようにしたことを特徴とする直流電圧調整装
    置。
  2. 【請求項2】前記基準電圧(UREF)が、直流電圧調
    整装置の入力電圧と出力電圧間の電圧差の関数として制
    限される特許請求の範囲第1項に記載の直流電圧調整装
    置。
  3. 【請求項3】前記差動回路(V)の出力は、前記第1
    差動増幅器(V)の基準電圧入力(+)に作用する制限回
    路(T)に接続され、前記差動回路(V)による前
    記コレクタ−エミッタ電圧の減少検出時に、前記制限回
    路(T)が前記基準電圧源(REF)より送られてく
    る基準電圧(UREF)を前記第1差動増幅器の基準電
    圧入力(+)に減少するようにした特許請求の範囲第2項
    に記載の直流電圧調整装置。
  4. 【請求項4】前記差動回路(V)は第2差動増幅器を
    含み、その非反転入力(+)は調整トランジスタ(T
    のコレクタに接続され、一方、反転入力(-)は補助電圧
    (U)を送る補助電圧源を介して調整トランジスタ
    (T)のエミッタに接続されている特許請求の範囲第
    1項又は第3項に記載の直流電圧調整装置。
  5. 【請求項5】前記制限回路が制限トランジスタ(T
    を含み、そのエミッタコレクタパスは制御トランジスタ
    (T)のベース−エミッタパスに平行に接続され、一
    方、ベースが前記差動回路(V)の出力に接続されて
    いる特許請求の範囲第1項又は第4項に記載の直流電圧
    調整装置。
  6. 【請求項6】前記制限回路が制限トランジスタ(T
    を含み、そのエミッタ−コレクタパスが、第1差動増幅
    器(V)の基準電圧入力(+)と調整トランジスタ
    (T)を具備していない直流電圧調整装置の直列アー
    ムとの間に接続され、一方、そのベースは差動回路(V
    )の出力に接続されている特許請求の範囲第3項又は
    第4項に記載の直流電圧調整装置。
  7. 【請求項7】前記第1差動増幅器(V)の反転入力(-)
    が、直流電圧調整装置の出力に並列に接続された電圧分
    配器(R,R)のタップ用接続点に接続されている
    特許請求の範囲第1項,第3項乃至第6項のいずれかに
    記載の直流電圧調整装置。
  8. 【請求項8】前記補助電圧源が定電圧源で構成される特
    許請求の範囲第1項,第4項乃至第7項のいずれかに記
    載の直流電圧調整装置。
  9. 【請求項9】前記補助電圧源から送られる補助電圧(U
    )が直流電圧調整装置の出力電流(I)に従って可
    変とされている特許請求の範囲第1項,第4項乃至第7
    項のいずれかに記載の直流電圧調整装置。
  10. 【請求項10】前記補助電圧源による補助電圧(U
    が、一定一次電圧レベル(U30)と、この一定一次電圧
    レベル(U30)に重畳され、調整装置の出力電流に比例
    する可変電圧とで構成される特許請求の範囲第9項に記
    載の直流電圧調整装置。
  11. 【請求項11】前記補助電圧源が調整トランジスタ(T
    )のエミッタと第2差動増幅器(V)の反転入力
    (-)との間に接続された抵抗器(R)を含み、前記抵
    抗器(R)と前記第2差動増幅器(V)の反転入力
    (-)が、一次電圧レベル(U30)を発生する定電流源
    (I)と可変電圧を発生し、その電流が調整トランジ
    スタ(T)のコレクタ電流(IC1)に比例しているよ
    うな可変電流源(T′,D,T)の両者に接続され
    ている特許請求の範囲第10項に記載の直流電圧調整装
    置。
  12. 【請求項12】前記可変電流源が補助トランジスタ(T
    ′)を含み、そのエミッタが調整トランジスタ
    (T)のエミッタに接続され、一方、ベースは調整ト
    ランジスタ(T)のベースに接続され、またコレクタ
    は調整トランジスタ(T)のコレクタ電流に比例する
    電流(IC1/K)を発生し、補助トランジスタ
    (T′)のエミッタ域と調整トランジスタ(T)の
    エミッタ域との間には両者のコレクタ電流間の所望の比
    例関数に対応する関係があるようになされている特許請
    求の範囲第11項に記載の直流電圧調整装置。
  13. 【請求項13】前記調整トランジスタ(T)は、直流
    電圧調整装置の出力に接続される主コレクタを有するマ
    ルチトランジスタとして設計され、補助コレクタは主コ
    レクタ電流に比例した電流を発生し、主コレクタ域と補
    助コレクタ域は、前記主コレクタおよび補助コレクタ電
    流間の所望の比例率に対応する関係にあるようにされた
    特許請求の範囲第11項に記載の直流電圧調整装置。
  14. 【請求項14】前記補助トランジスタ(T′)のコレ
    クタ又は補助コレクタが、出力側が抵抗器(R)と前
    記第2差動増幅器(V)の反転入力(-)間の接続点に
    接続されているような電流ミラー回路(D,T)の入
    力側に接続されている特許請求の範囲第12項又は第13項
    に記載の直流電圧調整装置。
  15. 【請求項15】前記補助トランジスタ(T′)のコレ
    クタ又は補助コレクタが、定電流源(I)に並列に接
    続されたエミッタ−コレクタパスを有し、ダイオード
    (D)がベース−エミッタパスに接続されている特許請
    求の範囲第14項に記載の直流電圧調整装置。
  16. 【請求項16】前記トランジスタ中の少なくとも幾つか
    が、電源,ドレインおよびゲート電極をエミッタ,コレ
    クタおよびベース電極を置き換えられる電界効果トラン
    ジスタであるような特許請求の範囲第1項乃至第15項の
    いずれかに記載の直流電圧調整装置。
  17. 【請求項17】モノリミックに集積された特許請求の範
    囲第1項乃至第13項のいずれかに記載の直流電圧調整装
    置。
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