JPH08263152A - 安定化電源回路 - Google Patents

安定化電源回路

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JPH08263152A
JPH08263152A JP7087340A JP8734095A JPH08263152A JP H08263152 A JPH08263152 A JP H08263152A JP 7087340 A JP7087340 A JP 7087340A JP 8734095 A JP8734095 A JP 8734095A JP H08263152 A JPH08263152 A JP H08263152A
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JP
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circuit
value
voltage
output
current
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JP7087340A
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Susumu Fujiwara
進 藤原
Yuuji Nao
祐司 直
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Denso Ten Ltd
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
Rohm Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/006Calibration or setting of parameters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications

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  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】電源回路を内蔵するICあるいは電源回路IC
を製造した後において、後からほぼ要求された定格出力
電流に対応する過電流保護機能を持つ安定化電源回路を
提供することにある。 【構成】所定の一定値と比較して動作する過電流保護回
路と外部からのDC電圧に応じて所定の一定値を選択す
ることができる比較値選択回路とを設けているので、単
に外部から所定のDC電圧を加えるだけで、出力回路の
パワートランジスタの定格電流をあらかじめ決められた
所定値に設定でき、定格電流値を越えたときにそれに応
じて過電流保護回路を動作させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、安定化電源回路に関
し、詳しくは、過電流として検出する電流値を使用状態
に応じて選択できるようなIC化に適した電源回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】図4に、従来のIC化に適した安定化電
源回路の例を示す。また、図5にパワートランジスタに
関する部分が一部異なる例を示す。ここで、1は基準電
圧Vrを発生する基準電圧源、2は出力電圧Voを抵抗
分圧して検出電圧Vfとして検出する出力電圧検出回
路、3は基準電圧Vrと検出電圧Vfとの誤差を増幅し
て出力する誤差増幅回路である。これらにより、一定の
制御目標値(Vr×(R1+R2)/R2)からの出力
電圧Voのずれに対応した誤差信号Aを発生する。
【0003】Qp は誤差増幅回路3の出力に応じて電源
電圧Vccから出力電圧Voにまで降下させる電圧を制御
するパワートランジスタである。これにより、誤差信号
Aに応じて基準電圧Vrと検出電圧Vf(=Vo×R2
/(R1+R2))とが一致するように電源電圧Vccか
ら出力電圧Voへの降下電圧量(Vcc−Vo)が制御さ
れ、常時出力電圧Voが一定の制御目標値(Vr×(R
1+R2)/R2)になるように制御される。そこで、
電源電圧Vccが変動したり、出力電圧Voを受ける負荷
状態が変動した場合であっても、出力電圧Voはほぼ一
定に安定化される。
【0004】また、4は過電流検出回路、5は誤差増幅
回路3の動作電流を制御する電流制御回路であり、これ
らはトランジスタQp の過電流保護回路として設けられ
ている。すなわち、トランジスタQp を介する出力電流
がトランジスタの定格を越えると、又は越えんとする
と、このことが過電流検出回路4によって検出される。
電流制御回路5がこの検出信号を受けると誤差増幅回路
3の動作電流を制限する。これにより、誤差増幅器3に
おける増幅率が低下し、出力電圧Voの安定化に優先し
て、出力電流の増加が抑制される。そこで、出力電流が
パワートランジスタQp の定格出力電流以下に制限さ
れ、パワートランジスタQp ひいてはICの破壊が防止
される。図4おいては、パワートランジスタQp に並列
にトランジスタQp'が設けられている。トランジスタQ
p'は、パワートランジスタQp に対してエミッタ面積が
1/nのトランジスタであって、パワートランジスタQ
p に流れる電流を1/nにして過電流を検出する過電流
検出回路4がそのコレクタ側に設けられている。これに
よりパワートランジスタQp のコレクタ側には過電流検
出用の抵抗を挿入しないで済むので、その分、無駄な電
力消費が抑えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の安定
化電源回路では、出力電圧の制御にパワートランジスタ
が要る。一般に、パワートランジスタは、大電流を流す
ためにトランジスタ領域の面積が広いことから電流の局
所集中を防止して電流密度の均一化を図る必要がある。
さらに配線抵抗の均一化やプロセスによるばらつきの抑
制等を図る必要もある。
【0006】一方、オーディオ装置では、ユーザーの要
求や希望に合うような各種機能を付加した小量多品種の
製品が開発されている。例えば、出力アンプは同じであ
っても、種々の付加機能を加えた回路が付加されてそれ
ぞれ異なる機種として製造されたり、あるいは付加機能
がほぼ同じであって出力が相違するような機種もある。
このような各種機能を付加した小量多品種の製品ごと
に、電源回路を設計してIC化していたのでは、電源回
路の種類も多くなり、製造コストも高くならざるを得な
い。その管理も煩雑になる。さらに、設計時点での仕様
変更により電源回路の電流容量を変更しなければならな
くなる場合も多々ある。このような場合には、あらため
て電源回路の設計をする必要がある。
【0007】しかし、このようなことを見越してあらか
じめ大きな容量の電源回路を設定して使用すると、負荷
回路に大きな電流が瞬間的に流れたときに、負荷回路を
保護することはできなくなる。したがって、仕様の異な
るものに対して電源回路を共通化することは難しい。こ
の発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決す
るものであって、電源回路を内蔵するICあるいは電源
回路ICを製造した後において、後からほぼ要求された
定格出力電流に対応する過電流保護機能を持つ安定化電
源回路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明の安定化電源回路の構成は、出力回路
の出力電流値を電流値又は電圧値として検出して所定の
一定値と比較し、この所定の一定値を越えているときに
出力回路の動作を制限しまたは停止させる過電流保護回
路と、外部からDC電圧信号を受けてその電圧値に応じ
てあらかじめ設定された複数の電圧値又は電流値の1つ
を選択してそれを所定の一定値として過電流保護回路に
送出する比較値選択回路とを備えていて、複数の電圧値
又は電流値がそれぞれあらかじめ定められた出力回路の
それぞれの過電流値に対応して設けられ、出力回路がそ
れぞれの過電流値のうちの最大値に対応するか、これよ
り大きな出力電流値を定格電流値として出力する能力を
有しているものである。
【0009】
【作用】このような構成の安定化電源回路にあっては、
所定の一定値と比較して動作する過電流保護回路と外部
からのDC電圧に応じて所定の一定値を選択することが
できる比較値選択回路とを設けているので、単に外部か
ら所定のDC電圧を加えるだけで、出力回路のパワート
ランジスタの定格電流をあらかじめ決められた所定値に
設定でき、定格電流値を越えたときにそれに応じて過電
流保護回路を動作させることができる。したがって、同
一の電源回路ICあるいは電源回路内蔵のICにおい
て、あらかじめ定められたそれぞれの過電流値の1つを
後から定格電流値として設定することができる。これに
より、同じ電源回路を内蔵するICあるいは電源回路I
Cにより異なる定格電流値の電源回路ICとして利用す
ることができ、異なる過電流値において保護ができるの
で、多種類の仕様の電源回路ICをそれぞれに設けなく
ても済む。
【0010】
【実施例】図1は、この発明を適用した安定化電源回路
の一実施例のブロック図であり、図2は、その具体的な
回路図の一例の説明図、図3は、その動作を示す表であ
る。ここで、基準電圧源1、出力電圧検出回路2、誤差
増幅回路3は従来と同様であるので同一の符号を以て示
す。また、パワートランジスタQp 及びトランジスタQ
p'も、それぞれ図4,図5におけるパワートランジスタ
と同様である。以下、従来との相違点を中心に説明す
る。
【0011】30は比較値選択回路であり、40は過電
流保護回路である。比較値選択回路30は、比較電圧選
択回路31と比較電圧発生回路32とからなる。比較電
圧選択回路31は、比較基準電圧Va,Vb,Vc,
…,Vn(ただし、Va<Vb<Vc<…<Vn)と相
違する電圧を信号入力側である(+) 入力側に受ける複数
のコンパレータ(COM)31a,31b,31c,
…,31nからなる。これら複数のコンパレータ31
a,31b,31c,…,31nの基準電圧入力側
((-) 入力)側は、共通に抵抗Riを介して端子33に
接続されている。
【0012】比較電圧発生回路32は、これらコンパレ
ータの出力を受けてON/OFFする、コンパレータに
対応して設けられたスイッチ回路32a,32b,32
c,…,32nと、基準電圧源1の基準電圧が加えられ
ている誤差増幅回路3の(+)入力側のラインと接地GN
D間に直列に接続された抵抗R、抵抗Ra,Rb,R
c,…,Rnとからなり、各スイッチ回路32a,32
b,32c,…,32nが順次抵抗Ra,Rb,Rc,
…,Rnの各抵抗の接続点と接地GND間に接続されて
いて、各スイッチ回路32a,32b,32c,…,3
2nは、通常は、ON状態にあって、それぞれのコンパ
レータの出力によりOFFされる。なお、ここでは、各
コンパレータ31a,31b,31c,…,31nの
(-)入力側に入力信号を受けて(+) 入力側の基準電圧と
比較して出力を発生する反転タイプになっているので、
各コンパレータ31a,31b,31c,…,31nの
出力は、入力信号が基準電圧を越えたときにHIGHレ
ベルからLOWレベルになる。この出力によりスイッチ
回路32a,32b,32c,…,32nをOFFさせ
る。
【0013】過電流保護回路40は、電流検出用のトラ
ンジスタQp'のコレクタ側にダイオード接続の入力側ト
ランジスタTr1が挿入されたカレントミラー42と、こ
のカレントミラー42の出力側トランジスタTr2のコレ
クタ側と接地GNDとの間に挿入された過電流検出用の
抵抗Rsと、この抵抗Rsに発生する電圧値Vsを信号
入力として(-) 入力側に受ける差動増幅回路41とから
なる。差動増幅回路41の信号入力である(+) 入力側
は、直列抵抗回路の抵抗Rと抵抗Raとの接続点N(そ
の電圧VREF )に接続され、この差動増幅回路41の出
力が検出信号として誤差増幅回路3の電流制御回路5に
送出されて誤差増幅回路3の動作電流を制限する。な
お、前記のカレントミラー42のトランジスタTr1は、
そのエミッタが電源ラインVccに接続され、コレクタ側
がトランジスタQp'のコレクタに接続され、トランジス
タTr2のエミッタが電源ラインVccに接続されて、その
ベースがトランジスタTr1のベースに接続されてカレン
トミラーを構成する。
【0014】その動作を説明すると、まず、抵抗Rsの
端子電圧Vsが接続点Nに発生する前記分圧電圧VREF
を越えたときに差動増幅回路41が動作して電流制御回
路5に誤差信号の電流値を制限する制御電流が送出され
る。ここで、端子33にはDC電圧(Vi)が外部から
加えられ、Va<Vb<Vc<…<Vnの関係から、こ
のDC電圧値に応じてその大きさが大きくなるにつれて
コンパレータ31a,31b,31c,…,31nから
順次出力(LOWレベル)が発生してその出力に応じて
各スイッチ回路32a,32b,32c,…,32nが
順次OFFになり、抵抗Raの下側に順次抵抗Rb,…
が接続されていく。これにより抵抗Rとその下側の直列
抵抗によって分圧される接続点Nの電圧VREF が上昇す
る。それにより比較基準電圧が高くなって、差動増幅回
路41が動作を開始するための過電流検出用の抵抗Rs
の端子電圧Vsが高くなり、これらの差(Vs−VREF
)に応じて差動増幅回路41の出力により制限される
パワートランジスタQp (トランジスタQp')の出力電
流値が高くなる。その結果、過電流としての保護する動
作電流値が大きくなる。なお、先と同様に、差動増幅器
41は、その(-) 入力側に入力信号を受けて(+) 入力側
の基準電圧と比較して出力を発生する反転タイプになっ
ているので、差動増幅器41の差Vs−VREF の値に応
じて差動増幅器41の出力電圧が低減する。また、Vs
>=VREF では、差動増幅器41の出力は、一定電圧に
クランプされている。
【0015】ここで、前記の抵抗Ra,Rb,Rc,
…,Rnの各抵抗の接続点を接地したときに抵抗Rと抵
抗Raとの接続点に発生する各電圧を、検出すべき過電
流値に対応させておけば、端子33に入力される外部電
圧Viに応じて外部から検出すべき過電流値が設定で
き、パワートランジスタQp の定格出力電流をその電流
値に制限することができる。
【0016】例えば、端子33に1.5Vの電圧を加え
たときには、コンパレータ31aに出力が発生して、ス
イッチ回路32aがOFFして抵抗Rの抵抗値と抵抗R
a+Rbの和の抵抗値との抵抗比に応じた分圧電圧が発
生して、過電流値として保護される定格電流値が1.2
Aに設定され、端子33に3Vの電圧を加えたときに
は、コンパレータ31a,31bに出力が発生して、各
スイッチ回路32a,32bがOFFして、抵抗Rの抵
抗値と抵抗Ra+Rb+Rcの和の抵抗値との抵抗比に
応じた分圧電圧が発生して、それに応じて定格電流値
(保護すべき過電流値)が1.5Aに設定され、端子3
3に電圧を加えないときには、抵抗Rと抵抗Raとの抵
抗比に応じた分圧電圧が発生して、定格電流値(過電流
値)が1.0Aに設定される。
【0017】図2は、npnのパワートランジスタQp
に換えてpnpのパワートランジスタQ3 とし、npn
の過電流検出用のトランジスタQp'とカレントミラー4
2とに換えてpnpのトランジスタQ2 とした例であ
る。したがって、トランジスタQ2 のエミッタ側は、出
力端子に接続されることなく、検出用抵抗Rsを介して
接地されている。これらトランジスタQ2 ,Q3 のベー
スは、抵抗バイアス回路3bを介してドライブ用のダー
リントン接続のトランジスタQ1 のコレクタが接続され
ていて、このトランジスタQ1 のベースに誤差増幅回路
3から誤差信号が入力される。また、差動増幅回路41
と電流制御回路5に換えて、コンパレータ(COM)4
2とスイッチ回路としてトランジスタQ1 のベースを接
地してこれをOFFさせるトランジスタQ4 が設けられ
ている。
【0018】ここで、誤差増幅回路3は、差動トランジ
スタQa ,Qb と、アクティブ負荷のトランジスタQL
a,QLb、トランジスタQa ,Qb をドライブするそれ
ぞれのトランジスタQc ,Qd 、そして定電流源3aと
を有している。この実施例では、比較電圧選択回路31
として、コンパレータ(COM)31a,31b,31
cの3つのコンパレータのほかに、定電流源3aに定電
流を設定して誤差増幅回路3を動作させるコンパレータ
(COM)31mとが設けられている。端子33に所定
の電圧以上のある電圧が設定されたときに、まず、コン
パレータ31mが動作してトランジスタQe をONさせ
てカレントミラー接続のトランジスタQf を介して定電
流源3aを動作させて誤差増幅回路3が動作するように
なっている。
【0019】また、比較電圧発生回路32は、スイッチ
回路32a,32b,32cとしてトランジスタのスイ
ッチ回路Tra,Trb,Trcが抵抗Ra,Rb,Rcのそ
れぞれに直列に挿入されていて、これら抵抗Ra,R
b,Rcとスイッチ回路との直列回路がコンパレータ
(COM)42の(-) 入力端子と接地GND間に接続さ
れた抵抗R3 に並列に接続されている。そして、抵抗R
は、この(-) 入力端子と先の基準電圧源1が接続されて
いる差動トランジスタQc のベースとの間に設けられて
いる。コンパレータ42の出力は、トランジスタQ4 に
加えられて、出力がHIGHレベルのときに、このトラ
ンジスタがONして、ダーリントン接続の駆動トランジ
スタQ1 のベースを接地することで、過電流検出用トラ
ンジスタQ2,パワートランジスタQ3 のドライブ回路
の動作を停止させて出力回路をOFFさせる。なお、R
L は負荷回路である。
【0020】この回路は、端子33に加えられる電圧値
に応じてコンパレータ31a,31b,31c,31m
は、図4の表に示すような動作になる。なお、表中、
「H」は、HIGHレベル、「L」は、LOWレベルで
あり、「H」のときに、そのコンパレータに対応するス
イッチ回路Tra,Trb,TrcのいずれかがONになる。
このONしたトランジスタに応じてコンパレータ42の
(-) 入力端子側に接続された抵抗による並列接続の全抵
抗値が設定されてそれに応じた分圧電圧が(-) 入力端子
に加えられる。
【0021】すなわち、コンパレータ31mの(-) 入力
端子側とコンパレータ(COM)31a,31b,31
cの(+) 入力端子側とは、接地GNDとトランジスタQ
c のベースとの間に順次接続された直列抵抗回路抵抗R
4 〜R8 の各接続点に接続されていて、それぞれの基準
電圧値がコンパレータ(COM)31a<31b<31
cの順で順次高くなるように設定されている。コンパレ
ータ31mの(+) 入力端子側とコンパレータ31a,3
1b,31cの(-) 入力端子側とは、抵抗Riを介して
端子33に接続されている。その結果、端子33に加え
られるDC電圧Viが所定値(0.9V)以下のときに
は、図3に示すように、コンパレータ31mの出力がL
OWレベルとなり、コンパレータ31a,31b,31
cの出力がHIGHレベルとなる。そして、端子33に
加えられるDC電圧Viが所定値(0.9V)を越える
ときには、コンパレータ31mの出力がHIGHレベル
となる。一方、DC電圧Viの電圧値の大きさに応じて
コンパレータ31a,31b,31cの出力が順次LO
Wレベルとなり、スイッチ回路Tra,Trb,Trcが順次
OFFしていく。したがって、前記実施例と同様に端子
33に加えられる電圧に応じて過電流値が設定できる。
【0022】以上説明してきたが、出力回路は、実施例
の構成に限定されるものではなく、また、過電流検出回
路や比較値選択回路も実施例のものに限定されるもので
はない。実施例では、コンパレータや差動増幅回路の比
較値として電圧値で説明しているが、これらは電流値で
比較する回路であってもよい。また、コンパレータや差
動増幅回路の(+) 入力,(-)入力の入力関係は相対的
なものであって、これらを入れ替えられることはもちろ
んである。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、この
発明の安定化電源回路にあっては、所定の一定値と比較
して動作する過電流保護回路と外部からのDC電圧に応
じて所定の一定値を選択することができる比較値選択回
路とを設けているので、単に外部から所定のDC電圧を
加えるだけで、出力回路のパワートランジスタの定格電
流をあらかじめ決められた所定値に設定でき、定格電流
値を越えたときにそれに応じて過電流保護回路を動作さ
せることができる。したがって、同一の電源回路ICあ
るいは電源回路内蔵のICにおいて、あらかじめ定めら
れたそれぞれの過電流値の1つを後から定格電流値とし
て設定することができる。これにより、同じ電源回路を
内蔵するICあるいは電源回路ICにより異なる定格電
流値の電源回路ICとして利用することができ、異なる
過電流値において保護ができるので、多種類の仕様の電
源回路ICをそれぞれに設けなくても済む。その結果、
各種機能を付加した小量多品種の製品について電源回路
ICあるいはこれを内蔵するICについて共通化ができ
る。その都度電源回路を設計してIC化する必要もなく
なる。その管理も煩雑にならないで済む。さらに、設計
時点での仕様変更により電源回路の電流容量を変更しな
ければならなくなる場合で簡単に対処できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明を適用した安定化電源回路の
一実施例のブロック図である。
【図2】図2は、その具体的な回路図の一例の説明図で
ある。
【図3】図3は、その動作を示す表図である。
【図4】図4は、従来のIC化安定化電源回路の一例で
ある。
【図5】図5は、従来のIC化安定化電源回路の他の例
である。
【符号の説明】
1…基準電圧源 2…出力電圧検出回路 3…誤差増幅回路 4…過電流検出回路 5…電流制御回路 30…比較値選択回路 31…比較電圧選択回路 32…比較電圧発生回路 40…過電流保護回路 41…差動増幅回路 42…コンパレータ Qp…パワートランジスタ Qp'…トランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源電圧からの電圧降下により一定電圧の
    出力電圧を発生するために、前記一定電圧と前記出力電
    圧のずれに対応した誤差信号を発生する誤差信号発生回
    路と、この誤差信号に応じて前記一定電圧の出力電圧を
    発生する出力回路とを有し、前記出力電圧を安定化させ
    る安定化電源回路において、 前記出力回路の出力電流値を電流値又は電圧値として検
    出して所定の一定値と比較し、この所定の一定値を越え
    ているときに前記出力回路の動作を制限しまたは停止さ
    せる過電流保護回路と、 外部からDC電圧信号を受けてその電圧値に応じてあら
    かじめ設定された複数の電圧値又は電流値の1つを選択
    してそれを前記所定の一定値として前記過電流保護回路
    に送出する比較値選択回路とを備え、 前記複数の電圧値又は電流値は、それぞれあらかじめ定
    められた前記出力回路のそれぞれの過電流値に対応して
    設けられ、前記出力回路は、前記それぞれの過電流値の
    うちの最大値に対応するか、これより大きな出力電流値
    を定格電流値として出力する能力を有していることを特
    徴とする安定化電源回路。
JP7087340A 1995-03-20 1995-03-20 安定化電源回路 Withdrawn JPH08263152A (ja)

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