JPH0683464A - 定電圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源スイッチ機能と動作表示機能とを備え
た、経済的な定電圧回路を提供する。 【構成】 電圧制御用トランジスタＱ21を設ける。基準
電圧ＶREF と、出力電圧ＶOUT に基づく電圧との誤差を
検出する誤差電圧検出回路Ｑ22を設ける。この誤差電圧
検出回路Ｑ22の出力を、電圧制御用トランジスタＱ21の
ベースに供給して出力電圧ＶOUT を一定に制御する。誤
差電圧検出回路Ｑ22の動作を制御するスイッチング素子
Ｑ23を設ける。スイッチング素子Ｑ23をオンオフ制御す
るスイッチ手段SWを設ける。このスイッチ手段SWと、電
圧制御用トランジスタＱ21のベースとの間に、コンデン
サＣ21を設ける。スイッチ手段SWをオンとしたとき、ス
イッチング素子Ｑ23を通じて誤差電圧検出回路Ｑ22の動
作を可能とするとともに、コンデンサＣ21を通じて電圧
制御用トランジスタＱ21を起動する。起動後は、定電圧
動作を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、直列制御型の定電圧
回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】入力電圧の変化や負荷電流の変化によっ
て出力電圧が変動することを防止するため、例えば、図
３に示すような直列制御型の定電圧回路が用いられてい
る。

【０００３】すなわち、図３において、１は入力電源用
の例えば３Ｖの電池、２は負荷、１０は１チップＩＣ化
された直列制御型の定電圧回路を示す。そして、定電圧
回路１０の入力端子Ｔ11と共通端子Ｔ13との間に、電池
１が接続されるととともに、出力端子Ｔ12と共通端子Ｔ
13との間に、負荷２が接続される。

【０００４】また、定電圧回路１０において、入力端子
Ｔ11と出力端子Ｔ12との間に、電圧制御素子としてＦＥ
Ｔ（Ｑ11）のソース・ドレイン間が接続される。さら
に、入力端子Ｔ11と共通端子Ｔ13との間に、定電流源Ｑ
12と、定電圧ダイオードＤ11とが直列接続されて基準電
圧ＶREF が形成され、この基準電圧ＶREF が、誤差電圧
検出用のオペアンプＱ13に供給されるとともに、出力端
子Ｔ12と共通端子Ｔ13との間に得られる出力電圧ＶOUT
が、抵抗器Ｒ11、Ｒ12により分圧されてからオペアンプ
Ｑ13に供給される。

【０００５】こうして、オペアンプアンプＱ13におい
て、基準電圧ＶREF と、出力電圧ＶOUT の分圧電圧とが
電圧比較され、その比較出力が、ＦＥＴ（Ｑ11）のゲー
トに供給されてＦＥＴ（Ｑ11）のソース・ドレイン間の
抵抗が制御され、出力端子Ｔ12の出力電圧ＶOUT は一定
値に制御される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図３からも
明らかなように、従来の定電圧回路１０は、電源スイッ
チの機能を備えていない。このため、定電圧回路１０の
出力電圧ＶOUT をタイマＩＣなどによりオンオフ制御す
る場合には、例えば図４に示すように、定電圧回路１０
に、スイッチ用のトランジスタＱ1 、Ｑ2 を別途に接続
するとともに、そのトランジスタＱ1 、Ｑ2 を、タイマ
ＩＣ３によりオンオフ制御する必要がある。

【０００７】このため、図４からも明らかなように、構
成素子数が多くなり、大きなコストアップとなってしま
う。しかも、メインスイッチ用のトランジスタＱ1 は、
定電圧回路１０のＦＥＴ（Ｑ11）と同じ電流容量を必要
とし、この点からもコストアップとなるとともに、不経
済でもある。

【０００８】また、トランジスタＱ1 のコレクタ・エミ
ッタ間に電圧降下を生じるので、電池１の電圧ＶINが例
えば３Ｖと低い場合、効率が低下し不利である。さら
に、従来の定電圧回路１０は、電源表示のために表示素
子を別途に設け、これを駆動する必要があるので、さら
にコストアップを招くとともに、消費電流の増大という
問題もあった。

【０００９】この発明は、このような問題点を解決しよ
うとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、各部の参照符号を後述の実施例に対応させる
と、入力端子Ｔ21及び出力端子Ｔ22に、エミッタ及びコ
レクタがそれぞれ接続された電圧制御用トランジスタＱ
21と、基準電圧ＶREF と、出力電圧ＶOUT に基づく電圧
との誤差を検出する誤差電圧検出回路Ｑ22とを有し、こ
の誤差電圧検出回路Ｑ22の出力を、電圧制御用トランジ
スタＱ21のベースに供給して出力電圧ＶOUT を一定に制
御する定電圧回路において、誤差電圧検出回路Ｑ22に接
続されてこの誤差電圧検出回路Ｑ22の動作を制御するス
イッチング素子Ｑ23と、このスイッチング素子Ｑ23に接
続されてこのスイッチング素子Ｑ23をオンオフ制御する
スイッチ手段SWと、このスイッチ手段SWと、電圧制御用
トランジスタＱ21のベースとの間に接続されたコンデン
サＣ21とを設け、スイッチ手段SWをオン（あるいはオ
フ）としたとき、スイッチング素子Ｑ23を通じて誤差電
圧検出回路Ｑ22の動作を可能とするとともに、コンデン
サＣ21を通じて電圧制御用トランジスタＱ21を起動し、
以後、定電圧動作を保持するようにしたものである。

【００１１】

【作用】スイッチ手段SWのオンオフにしたがって、誤差
電圧検出用トランジスタＱ22が動作あるいは非動作状態
となる。そして、その動作時には、コンデンサＣ21の電
流により電圧制御用トランジスタＱ21が起動され、以
後、定電圧動作が行われる。

【００１２】

【実施例】図１において、入力電源用の電池１が、入力
端子Ｔ21と接地との間に接続され、負荷２が、出力端子
Ｔ22と接地との間に接続される。また、入力端子Ｔ21と
出力端子Ｔ22との間に、電圧制御用のトランジスタＱ21
のエミッタ・コレクタが接続される。

【００１３】さらに、端子Ｔ22と接地との間に、ＬＥＤ
（Ｄ21）と抵抗器Ｒ22とが直列接続されるとともに、そ
の接続中点が誤差電圧検出用のトランジスタＱ22のエミ
ッタに接続される。また、出力端子Ｔ22と接地との間
に、分圧抵抗器Ｒ23、Ｒ24が直列接続され、その接続中
点がトランジスタＱ22のベースに接続され、そのトラン
ジスタＱ22のコレクタが、トランジスタＱ21のベースに
接続される。

【００１４】また、入力端子Ｔ21と接地との間に、抵抗
器25、Ｒ26と、操作スイッチSWとが直列接続され、抵抗
器Ｒ25、Ｒ26の接続中点が、スイッチング用のトランジ
スタＱ23のベースに接続され、そのエミッタが接地さ
れ、そのコレクタがトランジスタＱ2 のベースに接続さ
れる。

【００１５】さらに、トランジスタＱ21のベースと、ス
イッチSWとの間に、起動用のコンデンサＣ21と、放電用
の抵抗器Ｒ21との並列回路が接続される。

【００１６】なお、一例として、 ＶIN：３Ｖ（電池１の電圧） Ｒ21：680 ｋΩ Ｒ25：１ＭΩ Ｒ26：１ｋΩ Ｃ21：4.7 μＦ である。

【００１７】このような構成によれば、スイッチSWがオ
フの場合には、トランジスタＱ23が抵抗器Ｒ25を通じて
バイアスされるので、トランジスタＱ23はオンである。
したがって、トランジスタＱ22はオフであり、これによ
りトランジスタＱ21もオフとなるので、端子Ｔ22には出
力電圧ＶOUT は取り出されない。また、トランジスタＱ
21がオフなので、ＬＥＤ（Ｄ21）が点灯することもな
い。

【００１８】すなわち、今の場合、電源がオフであると
ともに、ＬＥＤ（Ｑ21）が点灯しないことにより、その
電源がオフであることが示される。

【００１９】なお、このとき、抵抗器Ｒ25を通じて電池
１からトランジスタＱ23にベース電流ＩB23 が流れる
が、その大きさは、 ＩB23 ＝（ＶIN−ＶBE23）／Ｒ25 ＶBE23：トランジスタＱ23のベース・エミッタ間電圧
（ＶBE23＝0.7 Ｖ） で示され、 ＩB23 ＝（３Ｖ−0.7 Ｖ）／１ＭΩ ＝2.3 μＡ となるので、ベース電流ＩB23 は無視できる。

【００２０】一方、スイッチSWをオンにすると、抵抗器
Ｒ26により、トランジスタＱ23のベース電圧が低下する
ので、トランジスタＱ23はオフとなる。また、このと
き、電池１→トランジスタＱ21のエミッタ・ベース間→
コンデンサＣ21→スイッチSW→電池１のラインに、コン
デンサＣ21の充電電流が一時的に流れ、この充電電流に
よりトランジスタＱ21がオンになり、端子Ｔ22に出力電
圧ＶOUT が取り出される。

【００２１】すると、このとき、トランジスタＱ23は、
上記のようにオフなので、トランジスタＱ22のベース
に、出力電圧ＶOUT が抵抗器Ｒ23、Ｒ24により分圧され
て供給される。また、トランジスタＱ21がオンなので、
ＬＥＤ（Ｄ21）の両端には、ほぼ一定の電圧ＶREF が取
り出され、電圧（ＶOUT −ＶREF ）がトランジスタＱ22
のエミッタに基準電圧として供給される。

【００２２】したがって、トランジスタＱ23において、
出力電圧ＶOUT を分圧した電圧と、基準電圧（ＶOUT −
ＶREF ）とが電圧比較され、その比較出力がトランジス
タＱ21のベースに供給されるので、以後、コンデンサＣ
21に充電電流が流れなくなっても、トランジスタＱ21の
オンの状態が保持されるとともに、出力電圧ＶOUT の大
きさにしたがって、トランジスタＱ21のエミッタ・コレ
クタ間の抵抗が、トランジスタＱ22の比較出力により制
御され、出力電圧ＶOUT は所定の一定値に制御され、す
なわち、端子Ｔ22には、定電圧出力ＶOUT が取り出され
る。

【００２３】また、このとき、ＬＥＤ（Ｄ21）には電流
が流れているので、ＬＥＤ（Ｄ21）が点灯し、電源がオ
ンであることが表示される。

【００２４】しかし、スイッチSWをオフにすると、トラ
ンジスタＱ23が抵抗器Ｒ25を通じてバイアスされてオン
になり、これによりトランジスタＱ22がオフになるとと
もに、トランジスタＱ21もオフになる。すなわち、電源
オフの状態となる。そして、ＬＥＤ（Ｄ21）も消灯す
る。

【００２５】また、このとき、コンデンサＣ21の充電電
荷は、抵抗器Ｒ21を通じて放電し、次回の電源オンに備
えられる。

【００２６】図２は、上述の定電圧回路の定電圧特性の
測定結果を示すもので、負荷２として200 Ωの抵抗器を
接続した場合である。そして、曲線ＡはＲ24＝22ｋΩの
ときの特性、曲線ＢはＲ24＝18ｋΩのときの特性であ
る。

【００２７】そして、この測定結果からも明らかなよう
に、入力電圧ＶINのかなり広い範囲に対して、出力電圧
ＶOUT が一定に保持されている。

【００２８】なお、タイマ回路３を接続するときには、
そのタイマ回路３をスイッチSWの代わりに接続すればよ
い。

【００２９】

【発明の効果】こうして、この発明によれば、定電圧出
力ＶOUT を得ることができるとともに、スイッチSWをオ
ン・オフすることにより、その定電圧出力ＶOUT をオン
・オフすることができるが、この場合、特にこの発明に
よれば、トランジスタＱ23など数個の素子を追加するだ
けで、出力定電圧OUT をオン・オフすることができ、コ
ストアップを最小に抑えることができる。

【００３０】しかも、定電圧制御用のトランジスタＱ21
をオン・オフすることにより、電源のオン・オフを実現
しているので、図４のようなメインスイッチ用のトラン
ジスタＱ1 を設ける必要がなく、この点からもコストア
ップにならない。また、電池１の電圧ＶINの利用効率も
高い。

【００３１】また、基準電圧ＶREF の形成素子としてＬ
ＥＤ（Ｄ21）を使用しているので、コストアップや消費
電流の増大を招かずに、電源のオン・オフを表示するこ
とができる。

【００３２】さらに、図２にも示すように、入力電圧Ｖ
INのかなりの範囲に対して、一定の出力電圧ＶOUT を得
ることができるので、特に、エネルギー密度は高いが、
内部抵抗の高い電池を使用する機器、例えば空気電池を
電源とするコードレスオーディオ装置において、動作の
安定化に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一例を示す接続図である。

【図２】図１の回路の入出力特性を示す特性図である。

【図３】従来例を示す接続図である。

【図４】図３の回路の使用例を示す接続図である。

【符号の説明】

１ 電池 ２ 負荷 Ｑ21 電圧制御用トランジスタ Ｑ22 誤差電圧検出用トランジスタ Ｑ23 スイッチング用トランジスタ Ｄ21 ＬＥＤ Ｃ21 起動用コンデンサ SW 操作スイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力端子及び出力端子に、エミッタ及び
   コレクタがそれぞれ接続された電圧制御用トランジスタ
   と、 基準電圧と、出力電圧に基づく電圧との誤差を検出する
   誤差電圧検出回路とを有し、 この誤差電圧検出回路の出力を、上記電圧制御用トラン
   ジスタのベースに供給して上記出力電圧を一定に制御す
   る定電圧回路において、 上記誤差電圧検出回路に接続されてこの誤差電圧検出回
   路の動作を制御するスイッチング素子と、 このスイッチング素子に接続されてこのスイッチング素
   子をオンオフ制御するスイッチ手段と、 このスイッチ手段と、上記電圧制御用トランジスタのベ
   ースとの間に接続されたコンデンサとを有し、 上記スイッチ手段をオン（あるいはオフ）としたとき、
   上記スイッチング素子を通じて上記誤差電圧検出回路の
   動作を可能とするとともに、 上記コンデンサを通じて上記電圧制御用トランジスタを
   起動し、 以後、定電圧動作を保持するようにした定電圧回路。
2. 【請求項２】 請求項１の定電圧回路において、上記誤
   差電圧検出回路が、上記出力電圧の分圧電圧と、基準電
   圧とを電圧比較し、その比較出力を上記電圧制御用トラ
   ンジスタのベースに供給する回路である定電圧回路。
3. 【請求項３】 請求項１の定電圧回路において、上記基
   準電圧を、ＬＥＤと抵抗器との直列回路により形成する
   ようにした定電圧回路。
4. 【請求項４】 請求項１の定電圧回路において、上記コ
   ンデンサに抵抗器が並列接続された定電圧回路。