JPH0741607U

JPH0741607U - 電源回路

Info

Publication number: JPH0741607U
Application number: JP061940U
Authority: JP
Inventors: 宜正瀬尾
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1993-11-17
Filing date: 1993-11-17
Publication date: 1995-07-21

Abstract

(57)【要約】【目的】電源電圧の変動及び制御機器の動作、非動作
状態にかかわらず、電圧レギュレータに対してその耐圧
を満足し、且つ制御機器の動作電圧を満足する電圧の供
給を可能とする。【構成】電池からの電源電圧を電圧レギュレータによ
り減圧して供給する電源回路において、前記電池と電圧
レギュレータとの間の電源電圧の供給経路として、任意
の電流値に対する電圧降下量の大きな第１の電源経路
と、該第１の電源経路よりも前記電流値に対する電圧降
下量の小さな第２の電源経路とを備え、前記制御機器が
非動作状態のときには第１の電源経路を選択し、該制御
機器が動作状態のときには第２の電源経路を選択する選
択手段を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電池の電源電圧を制御機器に供給する電源回路に係り、特に自動車に装備されるバッテリを電源とするシステムに有効な電源回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２は従来の電源回路を示す回路図であり、一例として２４Ｖ（ボルト）バッテリを電源とする車載用装置の電源回路を示す。車載用オーディオ装置の制御機器として設けられたマイクロコンピュータ１２とバッテリ１０との間の電源経路には、過電圧及び逆流防止のために電圧降下素子である複数のダイオード（ここではＤ１１〜Ｄ１５の５個とする）と、マイクロコンピュータ１２に所定の動作電圧（５Ｖ）を供給するために５Ｖ電圧レギュレータ１１（ここでは耐圧２９Ｖとする）と、自動車のエンジン始動時など一時的なバッテリ電圧の低下時に電圧を保持するためにコンデンサＣ１１、Ｃ１２とが設けられている。

【０００３】この電源回路において、マイクロコンピュータ１２が非動作状態（内部メモリの内容保持等のみを行うスタンバイ状態）のときは消費電力が少ないため前記電源経路に流れる電流が小さく、各ダイオードＤ１１〜Ｄ１５による不完全な導通状態にあってその電圧降下は０．２Ｖ程度になり、５個のダイオードでは１Ｖの電圧降下が生じる。このため、バッテリ１０の電圧が２４Ｖの場合には、ダイオードＤ１１〜Ｄ１５の出力電圧は２３Ｖになり、この電圧はさらに５Ｖレギュレータ１１により５Ｖに変換され、マイクロコンピュータ１２に出力される。また、マイクロコンピュータ１２が動作状態のときには、消費電力が多いため前記電源経路に流れる電流が大きく、各ダイオードＤ１１〜Ｄ１５は完全な導通状態となってその電圧降下もそれぞれ０．７Ｖ程度になり、５個のダイオードでは３．５Ｖの電圧降下が生じる。このため、バッテリ１０の電圧が２４Ｖの場合には、ダイオードＤ１１〜Ｄ１５の出力電圧は２０．５Ｖになり、この電圧はさらに５Ｖレギュレータ１１により５Ｖに変換され、マイクロコンピュータ１２に出力される。

【０００４】しかし、バッテリ１０の電源電圧はエンジンの始動時や停止時等で大きく変動し、上限電圧で３０Ｖ、下限電圧で６Ｖ程度まで変動する。このため、ダイオードＤ１１〜Ｄ１５の出力電圧、即ち、５Ｖレギュレータの入力電圧は、バッテリ１０の電源電圧が３０Ｖの場合、マイクロコンピュータ１２が非動作状態のときは５個のダイオードＤ１１〜Ｄ１５による電圧降下が１Ｖなので２９Ｖとなり、マイクロコンピュータ１２が動作状態のときは５個のダイオードＤ１１〜Ｄ１５による電圧降下が３．５Ｖなので２６．５Ｖになる。

【０００５】また、バッテリ１０の電源電圧が６Ｖの場合、マイクロコンピュータ１２が非動作状態のときは５個のダイオードＤ１１〜Ｄ１５による電圧降下が１Ｖなので５Ｖとなり、マイクロコンピュータ１２が動作状態のときは５個のダイオードではＤ１１〜Ｄ１５による電圧降下が３．５Ｖなので、２．５Ｖになる。従って、図２に示す従来回路では、バッテリ１０が上限電圧３０Ｖを示す場合に５Ｖレギュレータ１１の耐圧２９Ｖに対して問題ないが、バッテリ１０が下限電圧６Ｖを示す場合に電源経路の電圧が２．５Ｖ程度になり、マイクロコンピュータ１２が動作できなくなる恐れがある。

【０００６】このため、従来は図２のように電源経路に並列にコンデンサＣ１１、Ｃ１２を設け、自動車のエンジン始動時など一時的なバッテリ電圧の低下時、即ち、下限電圧６Ｖとなるときに所定時間電源経路の電圧を保持することで、マイクロコンピュータ１２が動作できなくなるような不都合を防止していた。尚、電源電圧が６Ｖのときにマイクロコンピュータ１２に対して常に動作電圧５Ｖ以上の電圧が供給されるようにするためには、ダイオードの数を減らせばよいが、この場合でも不都合が生じる。例として、ダイオードを１個にした場合、マイクロコンピュータ１２が動作状態のときに５Ｖレギュレータ１１に入力される電圧は５．３Ｖ、非動作状態の時に入力される電圧は５．８Ｖになる。これでマイクロコンピュータ１２の動作電圧は満足するが、逆に電源電圧が３０Ｖの時に５Ｖレギュレータ１１に入力される電圧が、マイクロコンピュータ１２の動作状態で２９．３Ｖ、非動作状態で２９．８Ｖとなり、５Ｖレギュレータ１１の耐圧２９Ｖを超えてしまうため対応できなくなる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

図２に示す従来回路では、バッテリ１０の電圧が６Ｖ程度に低下した場合でも、コンデンサＣ１１、Ｃ１２に蓄えられた電圧でマイクロコンピュータの動作状態を所定時間維持することが可能であるが、比較的長時間にわたって電源電圧が低下する場合には、コンデンサＣ１１、Ｃ１２の充電電圧では完全に補うことが出来ないという問題があった。

【０００８】また、コンデンサＣ１１、Ｃ１２として大容量のものを使用すると、バッテリ１０の電圧低下時においても比較的長時間にわたって電源経路の電圧を維持できるが、コスト高、回路規模の大型化といった問題があった。さらに、５Ｖ電圧レギュレータとして耐圧の高いものを用い、電源経路に設けるダイオードの数を減らすことも考えられるが、これも５Ｖレギュレータとして高価なものを使用しなければならず、コスト高となる問題があった。

【０００９】本考案はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、電源電圧の変動及び制御機器の動作、非動作状態にかかわらず、電圧レギュレータに対してその耐圧を満足し、且つ制御機器の動作電圧を満足する電圧を供給することができる電源回路を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために本考案は、電池からの電源電圧を電圧レギュレータにより減圧して供給する電源回路において、前記電池と電圧レギュレータとの間の電源電圧の供給経路として、任意の電流値に対する電圧降下量の大きな第１の電源経路と、該第１の電源経路よりも前記電流値に対する電圧降下量の小さな第２の電源経路とを備え、前記制御機器が非動作状態のときには第１の電源経路を選択し、該制御機器が動作状態のときには第２の電源経路を選択する選択手段を設けたことを特徴とする。

【００１１】また、前記第１の電源経路および第２の電源経路にはそれぞれ電圧降下素子が設けられ、該電圧降下素子は前記制御機器が動作状態の時の前記第１の電源経路の電圧降下量と、該制御機器が非動作状態の時の前記第２の電源経路の電圧降下量とが略同一となるようにそれぞれの電圧降下が設定されていることを特徴とする。

【００１２】

【作用】

本考案によれば、電池と電圧レギュレータとの間の電源電圧の供給経路として、電圧降下量の大きな第１の電源経路と、該第１の電源経路よりも電圧降下量の小さな第２の電源経路とを備え、制御機器が非動作状態のときには第１の電源経路を選択し、前記制御機器が動作状態のときには第２の電源経路を選択するようにしたので、第１の電源経路の電圧降下量と第２の電源経路の電圧降下量を適宜選択することにより、電源電圧の変動及び制御機器の動作、非動作状態にかかわらず、電圧レギュレータに対してその耐圧を満足し、且つ制御機器の動作電圧を満足する電圧を供給することができる。

【００１３】さらに、制御機器が動作状態の時の第１の電源経路の電圧降下量と、制御機器が非動作状態の時の第２の電源経路の電圧降下量とを略同一に設定することにより、制御機器の動作、非動作状態にかかわらず電圧レギュレータへの供給電圧を略一定にすることができる。従って、双方の状態を考慮した回路設計が不要となるので回路設計工数を削減できる。

【００１４】

【実施例】

以下、図面を用いて本考案の実施例について説明する。図１は本考案の実施例を示す電源回路の回路図である。図１において、１はマイクロコンピュータであり図示しない車載用オーディオ装置の制御機器として設けられると共に、トランジスタＴｒ２のオン、オフ信号を出力する。２は５Ｖ電圧レギュレータで本実施例では耐圧を２９Ｖとし、耐圧内で入力された電圧を５Ｖに変換してマイクロコンピュータ１に供給する。３は電源で自動車の２４Ｖバッテリである。Ｄ１〜Ｄ５は第１の電源経路に設けられたダイオードであり、マイクロコンピュータ１が非動作状態の時の過電圧及び逆流防止のためのもので、ダイオードの個数は必要とする電圧降下量に応じて複数個使用されるが、本実施例では５個とする。Ｄ６は第２の電源経路に設けられたダイオードであり、マイクロコンピュータ１が動作状態の時の過電圧及び逆流防止のためのものである。トランジスタＴｒ１はトランジスタＴｒ２と共に選択手段を構成し、マイクロコンピュータ１からのオン、オフ信号により第１の電源経路または第２の電源経路を選択する。また、トランジスタＴｒ１はダイオードＤ１と同様、マイクロコンピュータ１が動作状態の時の過電圧及び逆流防止の作用を持つ。

【００１５】尚、ダイオードＤ１〜Ｄ６として本実施例では便宜上同等のものを用い、マイクロコンピュータ１が動作状態の時のような各ダイオードの完全導通時における電圧降下を０．７Ｖ、マイクロコンピュータ１が非導通状態（内部メモリの内部保持等のみを行うスタンバイ状態）の時の不完全導通時における電圧降下を０．２Ｖとする。また、トランジスタＴｒ１の導通時における電圧降下を０．３Ｖとする。

【００１６】この回路構成について説明すると、マイクロコンピュータ１への電源経路として、マイクロコンピュータ１が動作状態の時にはマイクロコンピュータ１がスイッチングトランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ１をオンにするので、電源電圧はトランジスタＴｒ１とダイオードＤ１で電圧降下を生じて、５Ｖレギュレータ２へ入力する。入力された電圧は５Ｖに変換されマイクロコンピュータ１へ出力する。マイクロコンピュータ１が非動作状態の時には、マイクロコンピュータ１がスイッチングトランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ１をオンにしないため、電源電圧は５個の直列に接続されたダイオードＤ１〜Ｄ５で電圧降下を生じて、５Ｖレギュレータ２へ入力する。入力された電圧は５Ｖに変換されマイクロコンピュータ１へ出力する。

【００１７】次に、上記のように構成された電源回路の動作を説明する。通常、バッテリ３の電源電圧は２４Ｖであり、マイクロコンピュータ１がラジオ、カセットテープレコーダ、ＣＤプレーヤ等のオーディオ装置の制御を行う動作状態の時には、マイクロコンピュータ１はトランジスタＴｒ２のベースに対して制御信号を供給して、トランジスタＴｒ２をオンにする。トランジスタＴｒ２がオンになると、トランジスタＴｒ１のベースが低電位となるため、トランジスタＴｒ１がオンになり、電流は主にトランジスタＴｒ１とダイオードＤ１側を流れ、バッテリ３からの電源電圧はこの両者により電圧降下を生じる。２４Ｖの電源電圧はトランジスタＴｒ１で０．３Ｖ、ダイオードＤ６で０．７Ｖの合計１Ｖの電圧降下を生じ、２３Ｖの電圧となって５Ｖレギュレータ２へ入力される。５Ｖレギュレータ２へ入力された電圧は５Ｖに変換され、マイクロコンピュータ１へ出力される。

【００１８】マイクロコンピュータ１がオーディオ装置の制御を行わない非動作状態（内部メモリの内容保持等のみを行うスタンバイ状態）のときには、マイクロコンピュータ１はトランジスタＴｒ２のベースに対して制御信号を供給しないため、トランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ１とはオフ状態を保ち、バッテリ３からの電源電圧は５個のダイオードＤ１〜Ｄ５で電圧降下を生じる。この場合、マイクロコンピュータ１が非動作状態のため、第１の電源経路に流れる電流は小さく、従って各ダイオードＤ１〜Ｄ５による電圧降下は０．２Ｖとなり合計で１Ｖの電圧降下となるため、２３Ｖの電圧が５Ｖレギュレータ２へ入力される。入力された電圧は５Ｖに変換され、同様にマイクロコンピュータ１へ出力される。

【００１９】しかし、バッテリ３の電源電圧は自動車のエンジンの始動時や停止時等で大きく変動し、上限電圧が３０Ｖで、下限電圧が６Ｖ程度まで変動する。バッテリ３の電源電圧が３０Ｖになりマイクロコンピュータ１が動作状態である場合、５Ｖレギュレータ２に入力される電圧は、前記のようにトランジスタＴｒ１とダイオードＤ６で１Ｖの電圧降下を生じるため２９Ｖとなり、５Ｖレギュレータ２へ入力される。５Ｖレギュレータ２へ入力された電圧は５Ｖに変換され、マイクロコンピュータ１へ出力される。

【００２０】マイクロコンピュータ１が非動作状態である場合も、前記のように５個のダイオードＤ１〜Ｄ５により１Ｖの電圧降下を生じるため、電圧は２９Ｖとなり、５Ｖレギュレータ２へ入力される。５Ｖレギュレータ２へ入力された電圧は５Ｖに変換され、マイクロコンピュータ１へ出力される。前記とは逆にバッテリの電源電圧が６Ｖに低下したとき、マイクロコンピュータ１が動作状態である場合は、５Ｖレギュレータ２に入力される電圧は、トランジスタＴｒ１とダイオードＤ６で１Ｖの電圧降下を生じるため５Ｖとなり、５Ｖレギュレータ２へ入力される。５Ｖレギュレータ２へ入力された電圧はそのままマイクロコンピュータ１へ出力される。

【００２１】マイクロコンピュータ１が非動作状態である場合も、前記のように５個のダイオードＤ１〜Ｄ５により１Ｖの電圧降下を生じるため、電圧は５Ｖとなり、５Ｖレギュレータ２へ入力される。５Ｖレギュレータ２へ入力された電圧はそのままマイクロコンピュータ１へ出力される。以上説明したように上記実施例では、電源電圧に変動が起こり電圧が上昇したり下降した場合でも、マイクロコンピュータ１の動作状態、非動作状態にかかわらず、５Ｖレギュレータ２に対してその耐圧を満足し、且つマイクロコンピュータ１の動作電圧を満足する電圧を供給することができる。さらに、マイクロコンピュータ１が動作状態の時の第１の電源経路の電圧降下量と、マイクロコンピュータ１が非動作状態の時の第２の電源経路の電圧降下量とを略同一に設定することにより、マイクロコンピュータ１の動作、非動作状態にかかわらず電圧レギュレータへの供給電圧を略一定にすることができ、従って双方の状態を考慮した回路設計が不要となるので回路設計工数が削減できる。尚、本実施例では電池としてバッテリを用いた車載用電源回路として説明したが、例えば乾電池を用いたホーム用ポータブル製品の電源回路に採用してもよい。

【００２２】また、電圧降下素子としてはダイオード以外に抵抗器でもよく、第１、第２の電圧経路を選択する選択手段としてはトランジスタにより構成されるスイッチング手段以外にリレースイッチを用いてもよい。さらに、本実施例においても電源の瞬断対策としてコンデンサＣ１、コンデンサＣ２を設けているが、これらの容量は図２に示した従来回路に比べて少容量のものでもよい。

【００２３】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、電源電圧に変動が起こり電圧が上昇したり下降した場合でも、制御機器の動作、非動作状態にかかわらず、電圧レギュレータに対してその耐圧を満足し、且つ制御機器の動作電圧を満足する電圧を供給することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す車載用オーディオ回路の
回路図である。

【図２】従来の車載用オーディオ回路の回路図である。

【符号の説明】

１・・・マイクロコンピュータ２・・・５Ｖ電圧レギュレータ３・・・バッテリＤ１〜Ｄ６・・・ダイオードＴｒ１、Ｔｒ２・・・トランジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０２Ｍ 3/155 Ｂ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】電池からの電源電圧を電圧レギュレータ
により減圧して供給する電源回路において、前記電池と
電圧レギュレータとの間の電源電圧の供給経路として、
任意の電流値に対する電圧降下量の大きな第１の電源経
路と、該第１の電源経路よりも前記電流値に対する電圧
降下量の小さな第２の電源経路とを備え、前記制御機器
が非動作状態のときには第１の電源経路を選択し、該制
御機器が動作状態のときには第２の電源経路を選択する
選択手段を設けたことを特徴とする電源回路。
【請求項２】請求項１に記載の電源回路において、前
記第１の電源経路および第２の電源経路にはそれぞれ電
圧降下素子が設けられ、該電圧降下素子は前記制御機器
が動作状態の時の前記第１の電源経路の電圧降下量と、
該制御機器が非動作状態の時の前記第２の電源経路の電
圧降下量とが略同一となるように設定されていることを
特徴とする電源回路。