JPH1098874A

JPH1098874A - 直流安定化電源

Info

Publication number: JPH1098874A
Application number: JP8251901A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Suzuki; 友広鈴木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】降圧チョッパ型レギュレータ回路２を用いた
直流安定化電源１Ａにおいて、コイル１８による、例え
ば、パルス電流負荷時の瞬間的な負荷の増大に伴う出力
電圧Ｖ_Oの降下を抑制し、安定した出力電圧Ｖ_Oが得ら
れるようにする。【解決手段】降圧チョッパ型レギュレータ回路２と並
列に降圧チョッパ型レギュレータ回路２よりも負荷応答
性のよい負荷電流供給回路３Ａを設けることにより、降
圧チョッパ型レギュレータ回路２による出力電圧Ｖ_Oの
降下時に、負荷電流供給回路３Ａから不足する電流Ｉ₂
を補充させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、効率がよく、かつ
負荷の増大による出力電圧の変動を小さくすることが可
能な直流安定化電源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、直流安定化電源には、電圧を安定
化させるべくレギュレータ回路が用いられているが、入
力電圧より低い出力電圧を必要とする場合に用いる降圧
型のレギュレータ回路には、大きく分けて、スイッチン
グレギュレータの一種である降圧チョッパ型レギュレー
タ回路と、トランジスタを一種の可変抵抗として用いる
ことにより電圧を降下させるドロッパ型レギュレータ回
路とがある。

【０００３】降圧チョッパ型レギュレータ回路を用いた
直流安定化電源として、例えば、図９に示す直流安定化
電源１００は、基準電圧回路１０１、差動増幅器１０
２、発振器１０３、ＰＷＭコンパレータ１０４、駆動用
のＰＮＰ型トランジスタ１０５、出力用のＮＰＮ型トラ
ンジスタ１０６をＩＣチップ化した降圧チョッパ型レギ
ュレータ回路１０７と、キャッチダイオード１０８、コ
イル１０９、抵抗１１０、１１１、出力コンデンサ１１
２とにより構成された平滑化回路１１３とにより構成さ
れており、降圧チョッパ型レギュレータ回路１０７にお
いて発生するパルス電流を平滑化回路１１３により平滑
化して、直流の出力電圧Ｖ_Oを得ている。上記の降圧チ
ョッパ型レギュレータ回路１０７を用いた直流安定化電
源１００では、入力された電圧を断続させて、得られた
パルス電圧を平滑化することにより出力電圧を得ている
ので、損失するエネルギが少なく、効率がよいという利
点がある一方、チョッピングを行うことによってノイズ
が発生するという欠点があった。

【０００４】また、ドロッパ型レギュレータ回路を用い
た直流安定化電源として、例えば、図１０に示す直流安
定化電源１２０は、起動回路１２１、基準電圧回路１２
２、誤差増幅器１２３、出力制御用のトランジスタ１２
４、駆動用のトランジスタ１２５、電流制限用のトラン
ジスタ１２６、出力電圧に応じて抵抗値が設定される抵
抗１２７、１２８、１２９および出力電圧を分圧するた
めの抵抗１３０、１３１をＩＣチップ化したドロッパ型
レギュレータ回路１３２と、平滑コンデンサ１３３とか
ら構成されており、基準電圧回路１２２が発生する基準
電圧と、出力電圧Ｖ_Oの抵抗１３０、１３１による分圧
値との差分を誤差増幅器１２３により増幅しており、出
力電圧Ｖ_Oを制御するトランジスタ１２４のベース電流
は、誤差増幅器１２３の出力によって駆動される駆動用
のトランジスタ１２５によって制御されて、出力電圧Ｖ
_Oを安定化させている。なお、上記ドロッパ型レギュレ
ータ回路１３２においては、トランジスタ１２４のコレ
クタ電流が増大したときに、トランジスタ１２４のエミ
ッタに接続された抵抗１２９による電圧降下が大きくな
り、トランジスタ１２６のベース−エミッタ間の電圧が
上昇する結果、さらにトランジスタ１２４のベース電流
が制限されるという過電流保護回路が形成されている。
上記のドロッパ型レギュレータ回路１３２を用いた直流
安定化電源１２０は、出力トランジスタにより電圧をド
ロップさせて出力電圧を安定化させているので、ドロッ
プ分が熱として放出されるため、入出力電圧差が大きい
ときには特に効率は良好とは言えないが、設計が容易で
あり、ノイズが小さいため、用途が限定されにくいとい
う利点を有している。

【０００５】上記のような降圧型レギュレータを用いる
直流安定化電源の主要な用途の一つとして電子機器が挙
げられるが、電子機器等に必要な直流電源としては、低
ノイズであるほうが好ましいことと、比較的、必要とす
る電流が小さいことから、専らドロッパ型レギュレータ
回路を用いた直流安定化電源が使用されてきた。

【０００６】しかしながら、最近のパソコン等の電子機
器における高速化の進展には著しいものがあり、中で
も、クロック周波数の向上による高速化は、消費電力の
増大を招くものであるため、従来用いられていたドロッ
パ型レギュレータ回路を用いた直流安定化電源に代わっ
て、より効率の高い降圧チョッパ型レギュレータ回路を
用いた直流安定化電源が使用されはじめている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、降圧チョッ
パ型レギュレータ回路では、前記したように通常コイル
とコンデンサを用いた平滑化回路を有しているが、上記
コイルによって負荷電流が供給されているため、瞬間的
に流れるパルス負荷電流Ｉ_O（図１１（ａ））に対して
応答が遅れて、出力電圧Ｖ_Oが大きく低下してしまうと
いう問題がある（図１１（ｂ））。一方、上記ドロッパ
型レギュレータでは、降圧チョッパ型レギュレータに比
べれば、誤差増幅器のゲインを向上させることにより負
荷電流の増加に対する応答性は良くすることはできる
が、前記したように効率が良くないので、消費電流の増
大に伴って、損失する電気エネルギおよび上記損失によ
って発生する熱の増大が問題となる。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、効率がよく、かつ安定し
た出力電圧が得られる直流安定化電源を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る直
流安定化電源は、上記の課題を解決するために、コイル
とコンデンサを用いる平滑化回路を備えた直流安定化電
源回路と並列に、該直流安定化電源回路より出力電圧の
変動に対する応答性が良好な負荷電流供給部が設けられ
ていることを特徴としている。上記の構成により、直流
安定化電源回路に対し、パルス電流を要求する負荷が接
続されているときに、上記コイルとコンデンサの特性に
よって、パルス電流の増大に追従できず、出力電圧が降
下するような場合に、上記直流安定化電源回路よりも応
答性のよい負荷電流供給部が、上記電圧降下に際して電
流を供給することができるので、直流安定化電源全体と
しては、出力電圧の低下を抑制でき、安定した出力電圧
を維持することができる。

【００１０】また、請求項２の発明に係る直流安定化電
源は、上記の課題を解決するために、出力電圧と基準電
圧との関係に基づいて出力電圧を制御する降圧チョッパ
型レギュレータ回路を用いた直流安定化電源であって、
出力電圧と基準電圧との関係に基づいて出力電流を制御
するドロッパ型レギュレータ回路が、上記降圧チョッパ
型レギュレータ回路と並列に設けられていることを特徴
としている。上記の構成により、降圧チョッパ型レギュ
レータ回路を直流安定化電源として使用するときに必要
なコイルの特性によって、降圧チョッパ型レギュレータ
回路のみでは、パルス電流の負荷増大に伴う電圧降下が
生じるような場合でも、ドロッパ型レギュレータ回路に
よって電流が供給され、上記電圧降下の程度が抑制さ
れ、特に、入出力電圧差が大きく、パルス電流負荷とな
るような用途では、降圧チョッパ型レギュレータ回路を
用いることによる直流安定化電源全体の効率を高効率に
保つとともに、生じる電圧降下分のみをドロッパ型レギ
ュレータ回路により補うようにすることから、ドロッパ
型レギュレータ回路による低効率の影響が最小限に抑制
される。すなわち、降圧チョッパ型レギュレータ回路の
低い負荷応答性がドロッパ型レギュレータ回路によって
解消されるから、降圧チョッパ型レギュレータ回路にお
ける高効率のメリットを生かしつつ、より安定した出力
電圧を維持することができる。

【００１１】請求項３の発明に係る直流安定化電源は、
上記の課題を解決するために、請求項１の構成に加え
て、降圧チョッパ型レギュレータ回路における基準電圧
の値と、ドロッパ型レギュレータ回路における基準電圧
の値とを等しくしたことを特徴としている。上記の構成
により、基準電圧回路を共通化できるので、構成の低減
によるコストダウンおよび小型化が可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】

〔実施の形態１〕本発明の実施の一形態について図１な
いし図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。本
実施の形態における直流安定化電源１Ａは、図１に示す
ように、降圧チョッパ型レギュレータ回路２と、負荷電
流供給回路３Ａと、平滑化回路４とを備えており、直流
安定化電源１Ａへの直流の入力電圧Ｖ_INを、Ｖ_O＜Ｖ_IN
となる直流の出力電圧Ｖ_Oに変換して負荷５に供給する
ものである。

【００１３】上記降圧チョッパ型レギュレータ回路２
は、基準電圧回路１１と、誤差増幅器１２と、発振器１
３と、ＰＷＭコンパレータ１４と、駆動用のＰＮＰ型ト
ランジスタ１５と、出力用のＮＰＮ型トランジスタ１６
とが１チップ化されており、外部にＩＮ₁ 端子とＯＵＴ
₁端子と、フィードバック情報（正確には、後述する出
力電圧Ｖ_Oの分圧値Ｖ_O1である）を入力するＡＤＪ端子
を備えている。そして、基準電圧回路１１が発生させる
基準電圧Ｖ_Sが、誤差増幅器１２の非反転入力側に入力
され、ＡＤＪ端子から入力される分圧値Ｖ_O1が誤差増幅
器１２の反転入力側に入力されている。誤差増幅器１２
から出力される誤差信号Ｖ₁₂はＰＷＭコンパレータ１４
の非反転入力側に入力され、ＰＷＭコンパレータ１４の
反転入力側には発振器１３から出力される所定周期の三
角波Ｖ₁₃が入力されることになる。さらに、ＰＷＭコン
パレータ１４からの制御信号Ｖ₁₄によってＰＮＰ型トラ
ンジスタ１５のＯＮ／ＯＦＦが制御され、ＰＮＰ型トラ
ンジスタ１５の出力によってＮＰＮ型トランジスタ１６
における入力電圧Ｖ_INのＯＮ／ＯＦＦが行われ、ＯＵＴ
₁端子より出力されるようになっている。

【００１４】一方、平滑化回路４には、キャッチダイオ
ード１７、コイル１８、抵抗１９、２０、出力コンデン
サ２１が設けられており、キャッチダイオード１７とコ
イル１８と出力コンデンサ２１とによって、ＯＵＴ₁端
子からの出力を平滑化し、出力電圧Ｖ_Oとして外部に出
力するとともに、フィードバック情報として抵抗１９、
２０によって出力電圧Ｖ_Oの分圧値Ｖ_O1を得ている。

【００１５】なお、上記出力用のＮＰＮ型トランジスタ
１６のデューティファクタＵ（ＯＮ時間／１周期）は以
下の式によって求まる。Ｕ＝（Ｖ_O＋Ｖ_f）／（Ｖ_IN−Ｖ_ce(sat) ＋Ｖ_f）ただし、Ｖ_f ：キャッチダイオード１７の順方向電圧Ｖ_IN ：入力電圧Ｖ_ce(sat) ：出力ＮＰＮ型トランジスタ１６のコレクタ
ーエミッタ間電圧降下（コレクターエミッタ間飽和電
圧）である。

【００１６】上記構成に基づいて、上記降圧チョッパ型
レギュレータ回路２と平滑化回路４における動作につい
て説明する。まず、入力電圧Ｖ_INとして、図２（ａ）の
前半部に示す電圧Ｖ_aが与えられ、出力電圧Ｖ_Oを出力
する平衡状態にあるとき、出力電圧Ｖ_Oに見合った分圧
値Ｖ_O1が、ＡＤＪ端子を介して誤差増幅器１２の反転入
力側に入力されている。そして、誤差増幅器１２では、
上記分圧値Ｖ_O1と基準電圧回路１１からの基準電圧Ｖ_S
との差を増幅した誤差信号Ｖ₁₂をＰＷＭコンパレータ１
４に与える。ＰＷＭコンパレータ１４では、発振器１３
から入力される三角波Ｖ₁₃に対する上記誤差信号Ｖ₁₂の
差を演算している。

【００１７】三角波Ｖ₁₃と誤差信号Ｖ₁₂との相対的な関
係は図２（ｂ）に示す通りであり、ＰＮＰ型トランジス
タ１５は、ＰＷＭコンパレータ１４におけるある時点の
三角波Ｖ₁₃から誤差信号Ｖ₁₂を引いた出力信号Ｖ₁₄によ
ってＯＮ／ＯＦＦが制御されている（図２（ｃ））。す
なわち、三角波Ｖ₁₃よりも誤差信号Ｖ₁₂が大きく出力信
号Ｖ₁₄が負となるときに、ＰＮＰ型トランジスタ１５の
コレクタ−エミッタ間に電流が流れてＮＰＮ型トランジ
スタ１６のＯＮ／ＯＦＦが制御されることになる。その
結果、ＮＰＮ型トランジスタ１６からの出力電圧Ｖ_ce(s
at) はパルス状波形となる。

【００１８】そして、キャッチダイオード１７およびコ
イル１８によって、ＮＰＮ型トランジスタ１６がＯＮの
ときには、図２（ｄ）に示す右肩上がりのパルス電流が
流れ、ＮＰＮ型トランジスタ１６がＯＦＦのときには、
ＯＮ時にコイル１８に蓄えられたエネルギーがキャッチ
ダイオード１７を介して流れ、図２（ｅ）に示す右肩下
がりのパルス電流が発生し、コイル１８に流れる電流は
図２（ｆ）で示される直流成分を含む三角波状となる。
つまり、直流安定化電源１ＡのＯＵＴ端子からは、図２
（ｄ）と図２（ｅ）のパルス電流の和が出力コンデンサ
２１によって平滑化されて、出力電流Ｉ_O（図２
（ｆ））が得られる。上記において、入力電圧Ｖ_INが、
図２（ａ）後半部に示す電圧Ｖ_b（ただし、Ｖ_a＜Ｖ_b
とする）に変化したとき、基準電圧Ｖ_Sとの誤差増幅器
１２で得られる誤差信号Ｖ₁₂と三角波Ｖ₁₃との関係が、
図２（ｂ）に示すように変化するため、ＰＮＰ型トラン
ジスタ１５、すなわち、ＮＰＮ型トランジスタ１６のＯ
Ｎ期間が短くなる。逆に、入力電圧Ｖ_INが小さくなれ
ば、ＯＮ期間が長くなるように制御されるから、単位時
間当たりに平滑化回路４に与えられる電気エネルギーの
総量が一定となるように制御され、負荷５の大きさによ
らず出力電圧Ｖ_Oを安定化させることができる。

【００１９】しかし、上記降圧チョッパ型レギュレータ
回路２と平滑化回路４のみであれば、通常の降圧チョッ
パ型レギュレータを用いた直流安定化電源回路に過ぎな
いが、上記したように、本実施の形態の直流安定化電源
１Ａは、上記降圧チョッパ型レギュレータ回路２に対し
て並列に負荷電流供給回路３Ａを配置しており、負荷電
流供給回路３Ａは、負荷５における出力電流Ｉ_Oが、コ
イル１８と出力コンデンサ２１とによって定まる電気エ
ネルギーの放出速度よりも速くなるパルス負荷電流であ
るときに、出力電圧Ｖ_Oに生じる電圧降下分を保障して
いる。

【００２０】例えば、負荷５が図３（ａ）に示すパルス
負荷電流型の出力電流Ｉ_Oを必要とするとき、参照符ｇ
で示される定常期間（以下、ｇ期間と称する）において
は、降圧チョッパ型レギュレータ回路２と平滑化回路４
によって負荷５に電流Ｉ₁（図３（ｂ））が供給され、
参照符ｈで示されている瞬間的なパルス電流が流れるパ
ルス期間（以下、ｈ期間と称する）になると出力電圧Ｖ
_Oが低下しようとするが、負荷電流供給回路３Ａが出力
電圧Ｖ_Oの低下を検出して、負荷５へ電流Ｉ₂（図３
（ｃ））を供給するため、図３（ｄ）に示すように、ｈ
期間における出力電圧Ｖ_Oの電圧降下が抑制される。す
なわち、負荷応答の遅延が改善されるので、安定した出
力電圧Ｖ_Oを負荷５に供給することができるようにな
る。

【００２１】以上のように、上記直流安定化電源１Ａに
おいては、効率のよい降圧チョッパ型レギュレータ回路
２に対し、応答性の良好な負荷電流供給回路３Ａを並列
に接続する構成とすることにより、降圧チョッパ型レギ
ュレータ回路２と平滑化回路４のみによる直流安定化電
源回路において生じる負荷応答の遅延が改善され、消費
電力の増大に伴う効率の低下がなく、かつ、安定した出
力電圧を供給することができるようになる。

【００２２】上記した直流安定化電源１Ａは、例えば、
図４（ａ)(ｂ）に示すように、それぞれ１チップ化され
た降圧チョッパ型レギュレータ回路２および負荷電流供
給回路３Ａとを、トランスファモールド等の工程によっ
て、エポキシ樹脂の外装樹脂からなるパッケージ５０に
まとめればよい。

【００２３】図４（ａ)(ｂ）において、１チップ化され
た降圧チョッパ型レギュレータ回路２には、ＩＮ₁端
子、ＯＵＴ₁端子、ＧＮＤ端子、ＡＤＪ端子が、負荷電
流供給回路３Ａには、ＩＮ₂端子、ＯＵＴ₂端子、ＧＮ
Ｄ端子がそれぞれ露出して設けられるとともに、各チッ
プはハンダからなる接合部５１によって金属フレーム５
２上にダイボンディングされている。

【００２４】上記金属フレーム５２の一端の部位が長く
延びてアウターリードフレーム５３が形成されており、
この部分がグランド端子ＧＮＤとなっている。また、負
荷電流供給回路３ＡのＯＵＴ₂端子と接続されるアウタ
ーリードフレーム５４、降圧チョッパ型レギュレータ回
路２のＩＮ₁端子および負荷電流供給回路３ＡのＩＮ₂
端子と接続されるアウターリードフレーム５５、降圧チ
ョッパ型レギュレータ回路２のＯＵＴ₁端子と接続され
るアウターリードフレーム５６、ＡＤＪ端子と接続され
るアウターリードフレーム５７がそれぞれ、アウターリ
ードフレーム５３と平行に設けられ、それぞれのアウタ
ーリードフレームと各端子はワイヤボンディングされて
いる。さらに、降圧チョッパ型レギュレータ回路２およ
び負荷電流供給回路３Ａの各チップと、金属フレーム５
２と、アウターリードフレーム５４〜５７の一端部と
が、上記パッケージ５０内に封入されている。

【００２５】なお、上記のパッケージ化については、説
明の重複を避けるため、後述する実施の形態２〜４では
触れていないが、実施の形態２〜４においても、本実施
の形態と同様に適用することができる。上記のように、
１パッケージにまとめることにより、取扱いが簡便とな
り、例えば直流安定化電源の実装が容易に行えるように
なる。

【００２６】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の形態
を図５に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、
説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した構成
と同一の機能を有する構成には、同一の符号を付記し、
その説明を省略する。本実施の形態における直流安定化
電源１Ｂは、図５に示すように、前記実施の形態１で示
した降圧チョッパ型レギュレータ回路２と、負荷電流供
給回路３Ｂと、平滑化回路４′とにより構成されてお
り、前記実施の形態１における負荷電流供給回路３Ａの
構成を具体的な構成として示すものである。

【００２７】上記負荷電流供給回路３Ｂは、起動回路３
１、基準電圧回路３２、前記降圧チョッパ型レギュレー
タ回路２における誤差増幅器１２と同じ特性を有する誤
差増幅器３３、出力制御用トランジスタ３４、駆動用ト
ランジスタ３５、電流制限用トランジスタ３６が設けら
れている。上記構成において、起動回路３１の出力が基
準電圧回路３２に入力され、基準電圧回路３２が発生す
る基準電圧Ｖ_S′は誤差増幅器３３の非反転入力側に入
力されるとともに、平滑化回路４′の抵抗１９、２０に
よる分圧値Ｖ_O1が反転入力側に入力され、その差分が増
幅されて、駆動用トランジスタ３５のベースと電流制限
用トランジスタ３６のコレクタに与えられる。出力制御
用トランジスタ３４と駆動用トランジスタ３５のコレク
タには入力電圧Ｖ_INが入力されており、駆動用トランジ
スタ３５のエミッタと出力制御用トランジスタ３４のベ
ースが接続され、さらに抵抗３７を介して電流制限用ト
ランジスタ３６のベースと接続されている。また、出力
制御用トランジスタ３４のエミッタが抵抗３８を介して
ＯＵＴ₂端子に接続され、電流制限用トランジスタ３６
のエミッタもやはりＯＵＴ₂端子に接続されており、上
記負荷電流供給回路３Ｂはいわゆるドロッパ型レギュレ
ータを構成している。

【００２８】そして、平滑化回路４′は前記平滑化回路
４とほぼ同じ構成であるが、上記したように負荷電流供
給回路３Ｂに対して、分圧値Ｖ_O1を出力している点で異
なっている。なお、上記基準電圧回路３２から出力され
る基準電圧Ｖ_S′は基準電圧回路１１から出力される基
準電圧Ｖ_Sよりも５〜１０％程度低い値に設定されてい
る。

【００２９】上記構成に基づいて、直流安定化電源１Ｂ
の動作を以下に簡単に説明する。上記負荷電流供給回路
３Ｂは、ＩＮ₂端子に印加される入力電圧Ｖ_INが一定の
レベルになると起動回路３１が起動し、基準電圧回路３
２に基準電圧Ｖ_S′を発生させる。そして、誤差増幅器
３３ではこの基準電圧Ｖ_S′と分圧値Ｖ_O1との差が増幅
され、誤差信号Ｖ₃₃が出力される。出力制御用トランジ
スタ３４のベース電流を、誤差信号Ｖ₃₃をベース電流と
して駆動用トランジスタ３５から出力されるエミッタ電
流によって制御させることにより、出力電圧を安定化さ
せている。上記構成の直流安定化電源１Ｂにおいても前
記実施の形態１の直流安定化電源１Ａと同様に、負荷５
に流れる出力電流Ｉ_Oがパルス電流であることから、降
圧チョッパ型レギュレータ回路２における出力電圧Ｖ_O
の降下が生じる。

【００３０】本実施の形態においては、降圧チョッパ型
レギュレータ回路２の基準電圧Ｖ_Sよりも５〜１０％程
度低い値に設定された上記基準電圧回路３２の基準電圧
Ｖ_S′と分圧値Ｖ_O1との差が所定の値以下になった時点
で、負荷電流供給回路３Ｂからも電流Ｉ₂が流れ始め、
負荷５へと供給されることになる。

【００３１】上記所定の値は、負荷５が出力電圧Ｖ_Oの
低下をどの程度許容できるかによって設定してやればよ
いが、上記では、誤差増幅器３３として、誤差増幅器１
２と同じ特性のものを使用しており、出力電圧Ｖ_Oが５
〜１０％程度低下した時点で負荷電流供給回路３Ｂが作
動しはじめる。

【００３２】この結果、実施の形態１と同様に、直流安
定化電源１Ｂでは、降圧チョッパ型レギュレータ回路２
に対し、応答性の良好な負荷電流供給回路３Ｂを並列に
接続する構成とすることにより、降圧チョッパ型レギュ
レータ回路２と平滑化回路４′のみによる直流安定化電
源回路において生じる負荷応答の遅延が改善され、消費
電力の増大に伴う効率の低下が小さく、かつ、安定した
出力電圧を供給することが可能となる。なお、本実施の
形態の負荷電流供給回路３Ｂにおいては、分圧値Ｖ_O1を
得るための構成が必要なく、簡素化されているため、さ
らなる小型化および低コスト化が期待できる。

【００３３】〔実施の形態３〕本発明のさらに他の実施
の形態について図６および図７に基づいて説明すれば以
下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形
態１および２の図面に示した構成と同一の機能を有する
構成には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【００３４】本実施の形態における直流安定化電源１Ｃ
は、図６に示すように、前記降圧チョッパ型レギュレー
タ回路２および平滑化回路４と、負荷電流供給回路３Ｃ
とにより構成されている。上記負荷電流供給回路３Ｃ
は、上記実施の形態２の負荷電流供給回路３Ｂと基本的
には同じ構成であり、いわゆるドロッパ型レギュレータ
を構成しているが、出力電圧Ｖ_Oの分圧用の抵抗３９、
４０を備え、抵抗３９、４０によって得た分圧値Ｖ_O″
を誤差増幅器３３の反転入力側に入力するとともに、誤
差増幅器３３の非反転入力側に、降圧チョッパ型レギュ
レータ回路２の誤差増幅器１２から出力される基準電圧
Ｖ_Sが入力されている点で異なっている。上記構成にお
いては、降圧チョッパ型レギュレータ回路２と負荷電流
供給回路３Ｃとで基準電圧発生回路１２を共用している
ことになるから、負荷電流供給回路３Ｃの構成が簡単に
なり、直流安定化電源１Ｃ全体として、さらに小型化す
ることが可能となる。

【００３５】また、実施の形態１と同様に、上記直流安
定化電源１Ｃにおいては、降圧チョッパ型レギュレータ
回路２に対し、応答性の良好な負荷電流供給回路３Ｃを
並列に接続する構成とすることにより、降圧チョッパ型
レギュレータ回路２と平滑化回路４のみによる直流安定
化電源回路において生じる負荷応答の遅延が改善される
と同時に、消費電力の増大に伴う効率の低下が小さく、
かつ、安定した出力電圧を供給することが可能となる。

【００３６】なお、図７に示すように、上記直流安定化
電源１Ｃにおいて、ＯＵＴ端子と、負荷電流供給回路３
ＣのＯＵＴ₂端子との間にダイオード４１を介挿し、上
記ＯＵＴ₂端子の出力電圧を、（出力電圧Ｖ_O−ダイオ
ード４１の順方向電圧）より少し低くなるように設定し
ておくと、通常、降圧チョッパ型レギュレータ２側にお
いて、出力電圧Ｖ_Oが確保されているときには、負荷電
流供給回路３ＣのＯＵＴ₂端子側への流入電流が阻止で
き、負荷電流供給回路３Ｃの保護および負荷電流供給回
路３Ｃにおける無駄な電力の消費が防止できる。

【００３７】〔実施の形態４〕本発明のさらに他の実施
の形態について図８に基づいて説明すれば以下の通りで
ある。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面
に示した構成と同一の機能を有する構成には、同一の符
号を付記し、その説明を省略する。本実施の形態におけ
る直流安定化電源１Ｄは、図８に示すように、前記降圧
チョッパ型レギュレータ回路２および平滑化回路４と負
荷電流供給回路３Ｄととにより構成されている。

【００３８】上記負荷電流供給回路３Ｄは、基準電圧回
路４４、コンパレータ４５、スイッチトランジスタ４
６、駆動用トランジスタ４７によって、いわゆるドロッ
パ型レギュレータを構成しており、上記基準電圧回路４
４の基準電圧Ｖ_S″は、出力電圧Ｖ_Oに対して少し低く
設定された値であり、上記コンパレータ４５では、基準
電圧Ｖ_S″と出力電圧Ｖ_Oとの差を増幅した、誤差信号
Ｖ₄₅によって、駆動用トランジスタ４７のＯＮ／ＯＦＦ
を制御している。駆動用トランジスタ４７のコレクタと
接続されたスイッチトランジスタ４６のベース電流が変
化することにより、電流Ｉ₂が変化する。

【００３９】上記構成の直流安定化電源１Ｄにおいても
前記実施の形態１の直流安定化電源１Ａと同様に、負荷
５に流れる出力電流Ｉ_Oがパルス電流であることから、
降圧チョッパ型レギュレータ回路２における出力電圧Ｖ
_Oの降下が生じる。

【００４０】本実施の形態においては、上記基準電圧回
路４４の基準電圧Ｖ_S″は、出力電圧Ｖ_Oより少し低く
設定されているので、該基準電圧Ｖ_S″より出力電圧Ｖ
_Oが下がるとコンパレータ４５の出力が“Ｈ”となり、
駆動用トランジスタ４７がＯＮし、スイッチトランジス
タ４６がＯＮする。この結果、降圧チョッパ型レギュレ
ータ回路２から流れる電流Ｉ₁だけではなく、負荷電流
供給回路３Ｄからも電流Ｉ₂が流れ始め、負荷５へと供
給される。そして、パルス負荷電流が流れ終わると、出
力電圧Ｖ_Oが上昇し、コンパレータが“Ｌ”となり駆動
用トランジスタ４７がＯＦＦとなることによってスイッ
チトランジスタ４６がＯＦＦになる。

【００４１】この結果、実施の形態１と同様に、上記直
流安定化電源１Ｄにおいても、降圧チョッパ型レギュレ
ータ回路２に対し、応答性の良好な負荷電流供給回路３
Ｄを並列に接続する構成とすることにより、降圧チョッ
パ型レギュレータ回路２と平滑化回路４のみによる直流
安定化電源回路において生じる負荷応答の遅延が改善さ
れ、消費電力の増大に伴う効率の低下が小さく、かつ、
安定した出力電圧を供給することが可能となる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１の発明に係る直流安定化電源
は、以上のように、コイルとコンデンサを用いる平滑化
回路を備えた直流安定化電源回路と並列に、該直流安定
化電源回路より出力電圧の変動に対する応答性が良好な
負荷電流供給部が設けられている構成である。それゆ
え、直流安定化電源回路において、瞬間的なパルス負荷
電流によって出力電圧が降下するような場合に、上記直
流安定化電源回路よりも応答性のよい負荷電流供給部
が、上記電圧降下に際して電流を供給するので、直流安
定化電源全体としては、出力電圧の低下を抑制できるか
ら、安定した出力電圧を維持することができるという効
果を奏する。

【００４３】請求項２の発明に係る直流安定化電源は、
以上のように、出力電圧と基準電圧との関係に基づいて
出力電圧を制御する降圧チョッパ型レギュレータ回路を
用いた直流安定化電源であって、出力電圧と基準電圧と
の関係に基づいて出力電流を制御するドロッパ型レギュ
レータ回路が、上記降圧チョッパ型レギュレータ回路と
並列に設けられている構成である。それゆえ、降圧チョ
ッパ型レギュレータ回路を直流安定化電源として使用す
るときに必要なコイルの特性によって、降圧チョッパ型
レギュレータ回路のみでは、パルス電流の負荷増大に伴
う電圧降下が生じるような場合でも、ドロッパ型レギュ
レータ回路によって電流が供給されるため、上記電圧降
下の程度が抑制され、特に、入力・出力電圧差が大き
く、パルス電流負荷となるような用途では、降圧チョッ
パ型レギュレータ回路を用いることによる直流安定化電
源全体の効率を高効率に保つとともに、生じる電圧降下
分のみをドロッパ型レギュレータ回路により補うように
することから、ドロッパ型レギュレータ回路による低効
率の影響を最小限に抑制するとともに、降圧チョッパ型
レギュレータ回路の低応答性がドロッパ型レギュレータ
回路によって解消され、降圧チョッパ型レギュレータ回
路における高効率のメリットを生かしつつ、より安定し
た出力電圧を維持することができるという効果を奏す
る。

【００４４】請求項３の発明に係る直流安定化電源は、
以上のように、請求項１の構成に加えて、降圧チョッパ
型レギュレータ回路における基準電圧の値と、ドロッパ
型レギュレータ回路における基準電圧の値とを等しくし
た構成である。それゆえ、請求項１の構成による効果に
加えて、基準電圧回路を共通化できるので、構成の低減
によるコストダウンおよび小型化が可能となるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る直流安定化電源の一構成例を示す
ブロック図である。

【図２】本発明に係る直流安定化電源において、各部を
流れる電圧の変化を示すチャート図である。

【図３】本発明に係る直流安定化電源に接続された負荷
にパルス負荷電流が流れるときの出力電圧の変化を示す
チャート図である。

【図４】図１に示す直流安定化電源において、それぞれ
１チップ化された降圧チョッパ型レギュレータ回路と負
荷電流供給回路とをダイボンディングにより一体化した
直流安定化電源用パッケージを示す概略図である。

【図５】本発明に係る直流安定化電源の他の構成例を示
すブロック図である。

【図６】本発明に係る直流安定化電源のさらに他の構成
例を示すブロック図である。

【図７】本発明に係る直流安定化電源のさらに他の構成
例を示すブロック図である。

【図８】本発明に係る直流安定化電源のさらに他の構成
例を示すブロック図である。

【図９】従来の、降圧チョッパ型レギュレータ回路のみ
を用いる直流安定化電源の概略を示すブロック図であ
る。

【図１０】従来の、ドロッパ型レギュレータ回路のみを
用いる直流安定化電源の概略を示すブロック図である。

【図１１】図９に示す従来の直流安定化電源に接続され
た負荷にパルス負荷電流が流れるときの出力電圧の変化
を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１Ａ直流安定化電源１Ｂ直流安定化電源１Ｃ直流安定化電源１Ｄ直流安定化電源２降圧チョッパ型レギュレータ回路（直流安定化電
源回路）３Ａ負荷電流供給回路（負荷電流供給部・ドロッパ型
レギュレータ回路）３Ｂ負荷電流供給回路（負荷電流供給部・ドロッパ型
レギュレータ回路）３Ｃ負荷電流供給回路（負荷電流供給部・ドロッパ型
レギュレータ回路）３Ｄ負荷電流供給回路（負荷電流供給部・ドロッパ型
レギュレータ回路）４平滑化回路４′ 平滑化回路５負荷１８コイル２１出力コンデンサＶ_S 基準電圧

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コイルとコンデンサを用いる平滑化回路を
備えた直流安定化電源回路と並列に、該直流安定化電源
回路より出力電圧の変動に対する応答性が良好な負荷電
流供給部が設けられていることを特徴とする直流安定化
電源。
【請求項２】出力電圧と基準電圧との関係に基づいて出
力電圧を制御する降圧チョッパ型レギュレータ回路を用
いた直流安定化電源であって、出力電圧と基準電圧との
関係に基づいて出力電流を制御するドロッパ型レギュレ
ータ回路が、上記降圧チョッパ型レギュレータ回路と並
列に設けられていることを特徴とする直流安定化電源。
【請求項３】降圧チョッパ型レギュレータ回路における
基準電圧の値と、ドロッパ型レギュレータ回路における
基準電圧の値とを等しくしたことを特徴とする請求項２
に記載の直流安定化電源。