JPH0799935B2 - スイッチングレギュレータ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 負電圧の直流電源から所定の負電圧を発生するスイッチ
ングレギュレータ回路に関し、 市販の制御用ICを用いて負電圧から所定の負電圧を発生
するスイッチングレギュレータを実現することを目的と
し、 与えられる断続制御信号に応じて入力電圧を断続し、所
定の出力電圧を発生する電圧変換手段と、出力電圧に応
じた帰還電圧と所定の基準電圧との差を一定値以下とす
る制御を行う断続制御信号を出力する制御手段とを備え
たスイッチングレギュレータ回路において、電圧変換手
段の入力電源および制御手段の駆動電源を負電源とし、
出力電圧を電流に変換し、入力電流と絶対値の等しい電
流を出力するとともに、その出力が抵抗器を介して負電
源に接続されたミラー回路を備えて構成され、抵抗器に
より生じた電圧を帰還電圧とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、負電圧の直流電源から所定の負電圧を発生す
るスイッチングレギュレータ回路に関する。

〔従来の技術〕

現在、各種の電源を得る方法として、効率の良いスイッ
チングレギュレータ回路が一般的に採用され、その制御
用回路を実現する制御用ICが多く市販されている。

第３図は、従来のスイッチングレギュレータ回路の構成
例を示す図である。

図において、入力電源線は直列接続されたチョークコイ
ル31、順方向接続のダイオード32およびコンデンサ33を
介して接地線に接続される。コンデンサ33に並列に取り
出される出力端子間には、分圧器として動作する抵抗器
（抵抗値R1）34、抵抗器（抵抗値R2）35が直列に挿入さ
れ、その接続点に制御用IC36の入力端子が接続される。
また、制御用IC36は入力電源線から与えられる正の入力
電圧V_ccによって駆動され、その出力はチョークコイル3
1とダイオード32の接続点に接続される。なお、符号37
は、出力端子に接続される負荷抵抗器である。

また、制御用IC36の内部では、上述の入力端子が初段に
設けられた誤差増幅器38の一方の入力に接続され、その
他方の入力には入力電圧V_ccにより所定電圧（＝V_ref）
を発生する基準電圧源39が接続される。誤差増幅器38の
出力はコンパレータ40の反転入力端子に接続され、その
非反転入力端子には所定の三角波を発生する発振器41の
出力が接続される。コンパレータ40の出力は、最終段に
設けられたオープンコレクタのNPN型トランジスタ42の
ベースに接続される。

NPN型トランジスタ42がオンの状態では、チョークコイ
ル31に電流が流れ、NPN型トランジスタ42がオフになる
と、この電流は急激な変化に応答できないためにダイオ
ード32を介してコンデンサ33に供給される。コンデンサ
33には、このようなNPN型トランジスタ42のオン・オフ
動作の繰り返しにより電荷が蓄積され、所定の出力電圧
に近い電圧が得られる。この電圧は、抵抗器34、35によ
り分圧され、帰還電圧として制御用IC36に入力される。
制御用IC36内では、誤差増幅器38が帰還電圧と基準電圧
V_refとの差に応じた電圧を出力し、コンパレータ40がこ
の電圧および発振器41の出力に応じて帰還電圧の変動を
補正する断続制御信号をNPN型トランジスタ42のベース
に与える。

したがって、出力電圧V_r1は、 V_r1・R2/（R1＋R2）＝V_ref の式が成立するように安定化される。

このように制御用IC36の内部では、基準電圧V_refがその
回路アース側（負側）を基準として発生され、正電圧に
より駆動される場合には、上述のように出力電圧を抵抗
により分圧して帰還することが可能である。

しかし、市販されている制御用ICは、正電圧から所定の
正電圧を発生するものおよび正電圧から所定の負電圧を
発生するものがその大半であり、負電圧から負電圧を発
生するものは無かった。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、交換機その他では、主電源より与えられる負
電圧から所定の負電圧を発生することが要求される。し
かし、このようなレギュレータ回路に上述の制御用ICを
使用した場合には、その内部で発生される基準電圧の基
準が負の入力電圧が印加される端子であるために、制御
用ICでは帰還される出力電圧の変動分がその変動値を補
正する方向と逆方向に認識される。したがって、従来と
同様に出力電圧を帰還することはできない。

また、トランスその他を使用したアイソレーション電源
により所望の負電圧を得ることも可能であるが、アイソ
レーションをとることは必ずしも要求されず、また機械
的寸法および価格の点で適用できない場合があった。

本発明は、市販の制御用ICを用いて負電圧から所定の負
電圧を発生するスイッチングレギュレータを実現するス
イッチングレギュレータ回路を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の原理ブロック図である。

図において、電圧変換手段11は、与えられる断続制御信
号に応じて入力電圧を断続し、所定の出力電圧を発生す
る。

制御手段13は、出力電圧に応じた帰還電圧と所定の基準
電圧との差を一定値以下とする制御を行う断続制御信号
を出力する。

電圧変換手段11の入力電源および制御手段13の駆動電源
を負電源とする。

ミラー回路15は、出力電圧を電流に変換し、入力電流と
絶対値の等しい電流を出力するともに、その出力が抵抗
器を介して負電源に接続される。

なお、抵抗器により生じた電圧を帰還電圧とする。

〔作用〕

本発明は、ミラー回路15が出力電圧を電流に変換し、そ
の出力から負電源に接続される抵抗器にこの電流と絶対
値の等しい電流を出力するので、その抵抗器の両端には
出力電圧に応じた帰還電圧が発生する。制御手段13で
は、正電圧の電源で駆動された場合と同様に、その帰還
電圧と所定の基準電圧との差を一定値以下とする制御を
行う断続制御信号を出力し、電圧変換手段11がこの断続
制御信号に応じて負の入力電圧を断続し、負の出力電圧
を出力する。

したがって、小規模のミラー回路15を付加することによ
り、汎用の制御手段13を用いて、負電圧から負電圧を発
生するスイッチングレギュレータ回路を実現できる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明の一実施例を示す図である。

図において、本発明の特徴とするところは、本実施例で
は、使用される制御用IC36は従来と同じであるが、負電
圧V_BBの入力電源で駆動されるために、その電源端子と
アース端子が逆転する。また、出力電圧が負電圧である
ことに伴い、制御用IC36内のNPN型トランジスタ42に代
わって負電圧V_BBのスイッチングを行うPNP型トランジス
タ21を付加し、制御用IC36の出力と接地線との間に挿入
された直列接続の抵抗器22、23の接続点からトランジス
タ21のベースを駆動する。また、入力電源線は直列接続
されたチョークコイル31およびPNP型トランジスタ21を
介して接地線に接続され、PNP型トランジスタ21のコレ
クタがダイオード32およびコンデンサ33を介して接地線
に接続される。

さらに、制御用IC36の電源端子とアース端子が逆転する
ことに伴い、制御用IC36に帰還電圧を与えるための帰還
電流は、ダイオード32のアノード側から直列接続された
抵抗器（抵抗値R3）24およびミラー回路25を介して供給
される。

ミラー回路25では、その入力端が直列接続されたPNP型
トランジスタ26および抵抗器（抵抗値R4）27を介して接
地線に接続され、出力端が直列接続されたPNP型トラン
ジスタ28および抵抗器29を介して接地線に接続される。
さらに、PNP型トランジスタ26のコレクタは、そのベー
スおよびPNP型トランジスタ28のベースに接続される。

本実施例では、出力電圧に応じた電流が抵抗器24を介し
てミラー回路25の入力側に流れ、ミラー回路25の出力側
ではこの電流と絶対値の等しい電流が抵抗器35に供給さ
れるので、抵抗器35の両端には出力電圧に応じた帰還電
圧が得られる。したがって、制御用IC36では、基準電圧
V_refに基づいて出力電圧の変動分の検出が可能となり、
従来と同様に出力電圧を安定化する制御が行われる。

なお、負荷37に与えられる出力電圧V_r1は、（V_r1＋
V_be）・R2/（R3＋R4）＝V_refの式が成立する値となる。
ここに、V_beはPNP型トランジスタ26のベース・エミッタ
間の電圧である。

このように、本実施例によれば、市販の制御用ICを使用
して、負電圧から所定の負電圧を発生するスイッチング
レギュレータ回路を実現できる。

なお、本実施例では、スイッチング用素子としてPNP型
トランジスタを使用しているが、ＰチャネルFETその他
による代替えが可能である。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、ミラー回路を付加し
た小規模の回路により、市販の制御用ICを使用して、負
電圧から所定の負電圧を発生するスイッチングレギュレ
ータ回路を実現できる。

したがって、負電圧から負電圧を発生するスイッチング
レギュレータ回路の低廉・小型化をはかることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の一実施例を示す図、 第３図は従来のスイッチングレギュレータ回路の構成例
を示す図である。 図において、 11は電圧変換手段、13は制御手段、15、25はミラー回
路、21、26、28はPNP型トランジスタ、22、23、24、2
7、29、34、35は抵抗器、31はチョークコイル、32はダ
イオード、33はコンデンサ、36は制御用IC、37は負荷抵
抗器、38は誤差増幅器、39は基準電圧源、40はコンパレ
ータ、41は発振器、42はNPN型トランジスタである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】与えられる断続制御信号に応じて入力電圧
   を断続し、所定の出力電圧を発生する電圧変換手段（1
   1）と、 前記出力電圧に応じた帰還電圧と所定の基準電圧との差
   を一定値以下とする制御を行う前記断続制御信号を出力
   する制御手段（13）と を備えたスイッチングレギュレータ回路において、 前記電圧変換手段（11）の入力電源および前記制御手段
   （13）の駆動電源を負電源とし、 前記出力電圧を電流に変換し、入力電流と絶対値の等し
   い電流を出力するとともに、その出力が抵抗器を介して
   前記負電源に接続されたミラー回路（15）を備え、 前記抵抗器により生じた電圧を前記帰還電圧とすること
   を特徴とするスイッチングレギュレータ回路。