JPH0685141B2 - 充放電回路 - Google Patents

充放電回路

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JPH0685141B2
JPH0685141B2 JP58056075A JP5607583A JPH0685141B2 JP H0685141 B2 JPH0685141 B2 JP H0685141B2 JP 58056075 A JP58056075 A JP 58056075A JP 5607583 A JP5607583 A JP 5607583A JP H0685141 B2 JPH0685141 B2 JP H0685141B2
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    • H03H11/02Multiple-port networks
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • 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
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    • G05F1/585Regulating 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 for plural loads providing voltages of opposite polarities

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえばバイポーラ・モノリシックアンプの
中点電位(基準電位)を決めるために用いられる充放電
回路に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
この種の従来の充放電回路は、たとえば第1図に示すよ
うに電源電圧(+VCC)を分割するための抵抗R1,R2のう
ちの一方にコンデンサCが並列接続されてなり、上記抵
抗R1,R2の接続点から基準電位VRを取り出している。上
記コンデンサCは、定常状態における電源電圧のリップ
ル分を除去するためのものであり、リップル除去率を向
上させるためにはコンデンサCの容量値および抵抗R1,R
2の抵抗値をそれぞれ大きくする必要がある。一方、電
源投入時および遮断時における前記基準電位VRの立上り
および立下りを急速に行なわせるためには、前記大容量
のコンデンサCの充電および放電を急速に行なわせるよ
うに抵抗R1およびR2の値をそれぞれ小さくしなければな
らない。しかし、このように抵抗値を小さくすると、抵
抗R1,R2の消費電流が大きくなる。つまり、上記従来の
回路は、リップル除去率の向上および消費電流の低減化
の要求に対してそれぞれ充分に満足させることができ
ず、一方の要求を犠牲にして他方の要求を充分に満足さ
せるか、両方の要求をそれぞれ不充分なレベルで満足さ
せざるを得なかった。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、基準電位
用出力端の電位のリップル除去率を向上し得ると共に上
記出力端における充放電を所望の特性に設定でき、リッ
プル除去特性および充放電特性の両方とも充分満足で
き、しかも定常状態では充放電経路がオフ状態になって
基準電位出力端の電位が安定する充放電回路を提供する
ものである。
〔発明の概要〕
即ち、本発明の充放電回路は、第1の電位供給源と第2
の電位供給源との間に接続され、これら電位供給源間の
電位差を分割して基準電位を生成し、基準電位出力端か
ら出力する電圧分割手段と、上記基準電位出力端と上記
第2の電位供給源との間に接続されるリップル除去用の
キャパシタ手段と、第1の電位供給源と第2の電位供給
源との間に接続され、これら電位供給源間の電位差を分
割して上記基準電位に対応した第1の電位を生成するバ
イアス手段と、上記第1の電位供給源と上記基準電位出
力端との間に接続され、上記バイアス手段の出力に応答
して動作し、上記基準電位出力端の電位が上記第1の電
位よりも低い時、上記第1の電位供給源から上記キャパ
シタ手段に充電電流を流して充電し、上記基準電位出力
端の電位が上記第1の電位を越えた時に、上記充電電流
の供給を停止する充電手段と、上記第2の電位供給源と
上記基準電位出力端との間に設けられ、上記バイアス手
段の出力に応答して動作し、上記基準電位出力端の電位
が上記第1の電位より低い第2の電位を越えた時に、上
記キャパシタ手段から上記第2の電位供給源へ放電電流
を流して放電し、上記基準電位出力端の電位が上記第2
の電位よりも低い時に上記放電を停止する放電手段とを
具備することを特徴とするものである。
上記構成の充放電回路においては、基準電位出力端の電
位が第1または第2の電位を越えて変動した時には充電
手段または配電手段が動作して基準電位を所定のレベル
に戻し、定常状態では充電手段と放電手段が共に非動作
状態となる。したがって、電圧分割手段とキャパシタ手
段とによるリップル除去率を高く設定しつつ、充放電手
段及び放電手段の特性を設定することによって所望の充
放電特性が得られる。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
第2図は本発明に係る充放電回路の基本回路を示してお
り、第1の電位供給源(たとえば+VCC電位)と第2の
電位供給源(たとえば接地電位)との間に電圧分割用の
第1,第2の抵抗R1,R2が直列に接続され、上記抵抗R2
並列にリップル除去用のコンデンサCが節沿されてい
る。また、上記+VCC電位の電源と接地端との間に第3
の抵抗R2、バイアス用の第5の抵抗R5、第4の抵抗
直列接続されている。上記第5の抵抗R5と第4の抵抗R4
との接続点はNPN形の第1のトランジスタQ1のベースに
接続され、前記第3の抵抗R3と第5の抵抗R5との接続点
はPNP形の第2のトランジスタQ2のベースに接続されて
いる。上記第1のトランジスタQ1のコレクタは前記+V
CC電位に電源に接続され、エミッタは充電用の第6の抵
抗R6の一端に接続されている。また、前記第2のトラン
ジスタQ2のコレクタは接地され、エミッタは放電用の第
7の抵抗R7の一端に接続されている。これらの第6,第7
のR6,R7の各他端は一括接続されたのち充放電用の第8
の抵抗を介して前第1,第2の抵抗R1,R2の接続点に接
続されている。そして、この接続点が基準電位VRの出力
端20となっている。
次に、上記充放電回路の動作を説明する。上記回路にお
いて、第5〜8図の抵抗R5〜R8の値は第1〜第4の抵抗
R1〜R4の値に比べて非常に小さく設定されている。この
ため、電源投入時には、第1のトランジスタQ1のベース
電位は直ぐにほぼ になろうとする。一方、出力端20にはコンデンサCが接
続されているので、コンデンサCの充電により出力端20
の電位は零電位から上昇していく。このとき、第1のト
ランジスタQ1のエミッタ・ベース間電圧を で表わすと、コンデンサCの電位が に上昇するまでは第1のトランジスタQ1がオン状態にあ
り、第6の抵抗R6および第8の抵抗R8の値が第1の抵抗
R1の値よりも非常に小さいので、主として第1のトラン
ジスタQ1の電流によりコンデンサCが急速に充電され
る。コンデンサCの充電につれて出力端20の電位が上昇
して上記第1のトランジスタQ1がカットオフになると、
第1の抵抗R1を通じてコンデンサCがさらに充電され、
出力端20は第1,第2の抵抗R1,R2による+VCC電位の分割
電位 まで上昇する。
定常状態ではコンデンサCには電流が流れず、上記分割
電位 で決まる基準電位VRが出力する。
電源遮断時には、コンデンサCの蓄積電荷は抵抗R2およ
び第8の抵抗R8→第7の抵抗R7→第2のトランジスタQ2
を通じて放電する。このとき、第2のトランジスタQ2
エミッタ・ベース間電圧を で表わすと、コンデンサCの電位が に低下するまでは第2のトランジスタQ2がオン状態であ
り、主として第2のトランジスタQ2を通じてコンデンサ
Cの放電が急速に行なわれる。コンデンサCの放電につ
れて出力端20の電位が低下して上記第2のトランジスタ
Q2がカットオフになると、第2の抵抗R2を通じてコンデ
ンサCの放電がさらに行なわれ、出力端20は零電位まで
低下する。
したがって、上記回路においては、コンデンサCおよび
第1,第2の抵抗R1,R2のそれぞれの値を大きくしてリッ
プル除去率を高くしておいても、第1のトランジスタQ1
の経路を利用した高速充電および第2のトランジスタQ2
の経路を利用した高速放電が可能であり、充放電回路の
時定数の選定により所望の充放電特性を得ることができ
る。第3図は、第2図の回路の一具体例を示すもので、
第5乃至第7の抵抗R5〜R7がそれぞれ省略(つまり、そ
れぞれの抵抗値が零)されている。この回路は、たとえ
ばVCC=10v、R1=R2=6kΩ、R3=R4=20kΩ、R8=100
Ω、C=100μFに設定されており、 になる。
ここで、上記回路の充電特性を第4図(a)に、放電特
性を第4図(b)に示す。即ち、充電時における出力端
電位は、 になるまでは のカーブで上昇し、この後は で表される。ここで、 T′i≒R8×C=100Ω×100μF=10ms、T1=R1×C=
6kΩ×100μF=0.6secであるので、充電の立上りが急
峻であることが分る。また、放電時における出力端電位
は、 になるまでは のカーブで低下し、その後は で表わされる。ここで、T2′≒R8×C=10ms、T2=R2×
C=0.6secであるので、放電の立下りが急峻であること
が分る。
なお、上記回路において、リップル周波数f=100Hzで
あるとすると、この周波数におけるコンデンサCのイン
ピーダンスZCとなり、出力端20のリップル除去比は で表わされ、dB換算で約−52dBになる。
また、上記回路における抵抗R8は、充,放電の時定数を
決定するだけでなく、トランジスタQ1,Q2の過大電流保
護用としての役目も有している。
ところで、上記回路においては、定常状態ではトランジ
スタQ1およびQ2は共にオフ状態で使用している。この状
態で電源に過大なリップル成分が重畳された場合にトラ
ンジスタQ1,Q2がオンするためのリップル成分のピーク
値は、R3とR4との値は1:1であるので、 とすると、2×2VBEQ=2.8vである。そして、1電源方
式の場合にはリップル成分は上記ピーク値2.8vより小さ
いので問題はなく、また2源方式であって第2の電位供
給源として−VEEなる負電位を用いると共にVRを接地電
位に設定し、|VCC|≒|VEE|にする場合にも問題はない。
しかし、上記2電源方式において、任意に|VCC|≠|VEE|
として決められる場合があり、この場合には前記トラン
ジスタQ1もしくはQ2がオフ状態(定常状態)となる電源
電圧範囲が狭くなるという問題が生じる。
この問題を回避するために、第5図に示す充放電回路は
第3図の回路にダイオードD(その順方向インピーダン
スが第2図の第5の抵抗R5に相当する)を挿入すること
によって、定常状態ではトランジスタQ1のベース電位が
トランジスタQ2のベース電位よりも低くなるように設定
したものである。これによって、トランジスタQ1,Q2
オフ状態となる電源電圧領域が拡がり、電源電圧+VCC,
−VEEのばらつきに対して充分耐え得るようになる。
さらに、上記トランジスタQ1,Q2がオフ状態となる電源
電圧領域を拡げるために、第6図に示す充放電回路は第
3図の回路に対して第5の抵抗R5(たとえば1kΩ)、第
6の抵抗R6(たとえば100Ω)、第7の抵抗R7(たとえ
ば200Ω)を挿入し、第8の抵抗R8を省略し、さらにト
ランジスタQ1の過大電流保護用としてそのベースと出力
端20との間に2個のダイオードD1,D2を直列接続し、ト
ランジスタQ2の過大電流保護用としてそのベースと出力
端20との間に2個のダイオードD3,D4を直列接続してい
る。この場合、抵抗R6の値と抵抗R7の値とを異ならせて
いるのは、充電、放電の時定数を異ならせるためであ
る。
なお、第7図に示す充放電回路は、第3図の回路に対し
てトランジスタQ1の過大電流防止用としてそのコレクタ
とVCC電源との間に抵抗R9(たとえば500Ω)を挿入し、
トランジスタQ2の過大電流防止用としてそのコレスタと
接地端との間に抵抗R10(たとえば500Ω)を挿入し、抵
抗R1とVCC電源との間にダイオードD5を挿入し、抵抗R2
と接地端との間にダイオードD6を挿入している。上記ダ
イオードD5,D6は、それぞれ必要に応じてその両端の電
圧を取り出し得るようにしたものである。
〔発明の効果〕
上述したように本発明の充放電回路によれば、基準電位
出力端のリップル除去特性および充放電特性の両方とも
充分満足でき、しかも定常状態での基準電位出力端の電
位を安定させることができるので、この電位をたとえば
バイポーラ・モノリシックアンプの中点電位として供給
する場合などに好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の充放電回路を示す回路図、第2図は本発
明に係る充放電回路の基本構成を示す回路図、第3図は
本発明回路の一実施例を示す回路図、第4図(a)およ
び第4図(b)はそれぞれ第3図の回路の充電特性およ
び放電特性を示す図、第5図乃至第7図はそれぞれ本発
明回路の他の実施例を示す回路図である。 Q1,Q2……トランジスタ、R1〜R8……抵抗、C……コン
デンサ、D……ダイオード。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の電位供給源と第2の電位供給源との
    間に接続され、これら電位供給源間の電位差を分割して
    基準電位を生成し、基準電位出力端から出力する電圧分
    割手段と、 上記基準電位出力端と上記第2の電位供給源との間に接
    続されるリップル除去用のキャパシタ手段と、 第1の電位供給源と第2の電位供給源との間に接続さ
    れ、これら電位供給源間の電位差を分割して上記基準電
    位に対応した第1の電位を生成するバイアス手段と、 上記第1の電位供給源と上記基準電位出力端との間に接
    続され、上記バイアス手段の出力に応答して動作し、上
    記基準電位出力端の電位が上記第1の電位よりも低い
    時、上記第1の電位供給源から上記キャパシタ手段に充
    電電流を流して充電し、上記基準電位出力端の電位が上
    記第1の電位を越えた時に、上記充電電流の供給を停止
    する充電手段と、 上記第2の電位供給源と上記基準電位出力端との間に設
    けられ、上記バイアス手段の出力に応答して動作し、上
    記基準電位出力端の電位が上記第1の電位より低い第2
    の電位を越えた時に、上記キャパシタ手段から上記第2
    の電位供給源へ放電電流を流して放電し、上記基準電位
    出力端の電位が上記第2の電位よりも低い時に上記放電
    を停止する放電手段と を具備することを特徴とする充放電回路。
JP58056075A 1983-03-31 1983-03-31 充放電回路 Expired - Lifetime JPH0685141B2 (ja)

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