JPS58107922A - 電流供給装置 - Google Patents

電流供給装置

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JPS58107922A
JPS58107922A JP20857681A JP20857681A JPS58107922A JP S58107922 A JPS58107922 A JP S58107922A JP 20857681 A JP20857681 A JP 20857681A JP 20857681 A JP20857681 A JP 20857681A JP S58107922 A JPS58107922 A JP S58107922A
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JP
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transistor
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emitter
resistor
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JP20857681A
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JPH0317123B2 (ja
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Hiroshi Mizuguchi
博 水口
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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
    • G05F1/565Regulating 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 sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/569Regulating 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 sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
    • G05F1/573Regulating 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 sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection with overcurrent detector

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は出力電流制限機能を有する電流供給装置に係り
、きわめて簡単な構成で優れた制限特性を有する電流供
給装置を提供するものである。
従来からよく知られているこの種の装置は、例えば、T
、D、S 、 Hami l ton : ” Han
d book oflinear integrate
d electronics for researc
h”McGRAW −HI L L Book Com
p any (UK ) L 1m1ted。
London (1977)の318ページに示されて
いる様に負荷と直列に電流検出抵抗を挿入し、この検出
抵抗の両端に発生する電圧を検出トランジスタのベース
・エミッタ間に印加するという方法が多用されてきた。
しかしながら、バイポーラトランジスタのベース・エミ
ッタ間のニー電圧(Knee voltage)は周知
の様に2mV/’C前後の負の温度係数を有し、しかも
電流検出抵抗もモノリシックICのチップ上に構成した
とすると、IC内の拡散抵抗の抵抗値が一般に2000
 ppm程度の正の温度係数を有しているので、全体と
しては制限電流値が5000ppm位の負の温度係数を
有し、例えば制限電流値を20℃において1Aに設定し
念としても、120℃ではその値がo、s Aになって
しまい問題が多かった。
捷た、負荷に直列に電流検出抵抗を挿入すると。
その分だけ電力損失が増加し、電源電圧の利用率も悪化
するという問題があった。
本発明の電流供給装置は以上の様な問題を解消するもの
である。
第1図は本発明の一実施例における電流供給装置の回路
結線図を示したものである。第1図において、電源1の
両端にはトランジスタ2のコレクタ・エミッタ間と直列
に負荷である直流モータ3が接続され、前記トランジス
タ20ベース・エミッタ間には抵抗4が接続されている
とともに同ベースにはトランジスタ6のエミッタが接続
され、前記トランジスタ6のコレクタは抵抗6を介して
プラス側給電線路1aに接続され、前記トランジスタ6
のベースとプラス側給電線路1aの間には、例えば可変
抵抗器などのバイアス電流供給手段7が接続されている
一方、前記トランジスタ2のエミッタが接続されたマイ
ナス側給電線路1bにはトランジスタ8のエミッタが接
続され、前記トランジスタ8のベースは同トランジスタ
8のコレクタに接続され、同コレクタとプラス側給電線
路1aの間には抵抗9を介して定電流源10が接続され
ている。さらに、前記トランジスタ2のベースにはオー
プンコる直列回路100の電流供給端に接続され、同出
力端子11cは前記トランジスタ6のベースに接続され
ている。
さて、第1図の回路において、少なくともトランジスタ
2と直列回路100が同−ICチップ上に形成されてい
るものとし、前記トランジスタ2はトランジスタ8のN
倍のエミッタ面積を有しているものとし、定電流源1o
の出力電源をIoとし、負荷の直流モータ3に流れる電
流を IMとすると、まず、前記トランジスタ20ベー
ス・エミッタ間順方向電圧vBE2は次式で与えられる
ただし、(1)式において、A、、はそれぞれボルツマ
ン定数ならびに電子の電荷で、 A = 1.38 XI C)”    joule 
/ 0Kg、=1.602X1σ19coulomb筐
た、Tは接合部の絶対温度(0K)で、−は単位面積あ
たりの逆方向飽和電流であり、A2はトランジスタ2の
エミッタ面積である。
一方、直列回路100の端子間電圧■8 は次式%式% ただし、R9は抵抗9の抵抗値である。
第1図の回路において、トランジスタ2の出力電流IM
が増加してコンパレータ11の反転入力端子11aの電
位が同非反転入力端子1obの電位よりも高くなると、
バイアス電流供給手段7から供給される電流が前記コン
パレータ11の出力端子11cに吸収されるので、前記
トランジスタ2のエミッタ電流は急激に減少する。
結局、前記コンパレータの入力端子間の差電圧が零にな
っている状態で平衡が保たれるから、前記(1)式およ
び(2)式より、 ?・R9・Io IM=NIoeAT・・・・・・・・−・(3)が成立
する。
つ1す、トランジスタ2の出力電流IMは定電流源1o
の出力電流■。あるいは抵抗9の抵抗値R9に依存する
ことになる。
すなわち、前記出力電流■。を適当に設定するか、ある
いは前記抵抗9の抵抗値R9を適当に設定することによ
り、負荷電流の制限値を自由に設定することが出来る。
ところで、(3)式において、指数項の分母は約330
0 ppmの正の温度係数を有しており、抵抗9は拡散
抵抗を用いるとすると約2000 ppmの正の温度係
数を有している。
したがって、定電流源10の出力電流に約1160pp
mの正の温度係数をもたせることにより、工Mの温度係
数をほぼ零にすることが出来る。
なお、工。の値を1001−1A 、抵抗9の抵抗値を
11600にし、Nを100にしたとき、IMの値はほ
ぼ1Aとなる。
以下余白 第1図の回路では負荷に直列に電流検出用の抵抗が接続
されていないので、電流検出抵抗による電力損失の増大
や電源電圧の利用率の悪化なども無く、また制限電流値
の温度係数もほぼ零にすることが出来る。
第2図は本発明の別の実施例を示したもので、トランジ
スタ5のベースとマイナス側給電線路1bの間には電圧
安定化回路を構成する定電圧ダイオード12とトランジ
スタ13のベース・エミッタ間が直列に接続され、前記
トランジスタ13のベース・エミッタ間には抵抗14が
接続されている。
また、前記定電圧ダイオード12と前記トランジスタ6
のベースの接続点にはトランジスタ15のベースが接続
され、前記トランジスタ15のエミッタは抵抗16を介
してマイナス側給電線路1bに接続されているとともに
、同コレクタはトランジスタ17のベースおよびコレク
タ、トランジスタ18.19のベースに接続されている
前記トランジスタ17,18.19は前記トランジスタ
15のコレクタ電流を入力電流とするカレントミラー回
路を構成しており、前記トランジスタ18は直列回路1
00に定電流を供給する定電流源として用いられており
、前記トランジスタ19は前記電圧安定化回路に定電流
を供給する定電流源として用いられている。
さらに、前記トランジスタ13のコレクタは抵抗20を
介してプラス側給電線路1aに接続され、同コレクタに
はトランジスタ21のベースが接続されている。また、
トランジスタ21のエミッタはマイナス側給電線路1b
に接続されているとともに同コレクタは前記トランジス
タ17,18゜19によるカレントミラー回路の共通ベ
ースに接続されている。
また、前記トランジスタ17のエミッタとプラス側給電
線路1aの間には抵抗22が接続烙れ、前記トランジス
タ18のエミッタとプラス側給電線路1aの間にはダイ
オード23と抵抗24が直列に接続され、前記トランジ
スタ19のエミッタとプラス側給電線路1aの間には抵
抗26が接続されている。
0 第2図の回路では、直流モータ3には定電圧ダイオード
12の端子電圧によって定まる一定電圧が供給されると
ともに、トランジスタ18によって直列回路100に供
給されるバイアス電流値と抵抗9の抵抗値R9,トラン
ジスタ8とトランジスタ2のエミツタ面積比によって定
まる制限電流値以上の電流が負荷側に流れない様に阻止
する機能を有している。
まだ、ダイオード23は前記トランジスタ18の出力電
流に正の温度係数をもたせる目的で用いられている。
なお、第2図において、トランジスタ13のベース・エ
ミッタ間接合はトランジスタ160ベース・エミッタ間
接合と相殺し合って抵抗16の両端に定電圧ダイオード
12の端子電圧がそのまま現われる様にする目的で用い
られているが、それと同時に、前記トランジスタ13は
抵抗20.トランジスタ21とともにカレントミラー回
路のための起動回路を構成している。すなわち、電源電
圧が零から次第に上昇していったとき、まず、トランジ
スタ21に抵抗2oを介してベース電流が流れてカレン
トミラー回路を起動させ、その後はトランジスタ15が
導通状態となる。
電源電圧がさらに上昇して定電圧ダイオード12に電流
が流れ始めるとトランジスタ13にもベース電流が流れ
る様になり、以後は前記トランジスタ13がオン状態と
なって前記トランジスタ21は遮断状態に移行する。
ところで、第1図および第2図に示した実施例では、い
ずれも負荷として直流モータが接続されているが、モー
タ以外の負荷を接続しても良いことはいうまでもない。
以上の様に本発明の電流供給装置は、電源に対して負荷
と直列に接続されたトランジスタ(前述の実施例の2に
相当)と、該トランジスタのベースに該トランジスタの
出力電流を制御するためのバイアス電流を供給するバイ
アス電流供給手段(7に相当)と、一端が前記トランジ
スタのエミッタに接続された抵抗(9に相当)およびダ
イオード接続されたトランジスタ(8に相当)よりなる
直列回路(1oOに相当)と、前記直列回路に正の温度
係数を有する定電流を供給する電流供給手段(定電流源
1oあるいはトランジスタ18に相当)と、前記トラン
ジスタのベースの電位と前記直列回路の電流供給端の電
位を比較してその差が零になる様に前記トランジスタの
ベースバイアス電流を制限する比較手段(コンパレータ
11に相当)とを具備したことを特徴とするもので、簡
単な構成で、特に周囲温度の変化に対しても優れた制限
特注を有する電流供給装置が得られるだけでなく、電流
検出抵抗による電力損失もなく(たとえば前述の実施例
においては、抵抗9には、たかだか、100 /JA程
度の電流を流すだけで充分である)、電源電圧の利用率
も悪化しないなどの優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はいずれも本発明の各実施例に係る
電流供給装置の回路結線図である。 1 ・・・・・・電源、2,8.18・・・・・・トラ
ンジスタ、7・・・・・・バイアス電流供給手段、9・
・・・・・抵3 抗、10・・・・−・定電流(II、11・・・・・・
コンパレータ、100・・・・・・直列回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電源に対して負荷と直列に接続されたトランジス
    タと、該トランジスタのベースに該トランジスタの出力
    電流を制御するためのバイアス電流を供給するバイアス
    電流供給手段と、一端が前記トランジスタのエミッタに
    接続された抵抗およびダイオード手段の直列回路と、前
    記直列回路に正の温度係数を有する定電流を供給する電
    流供給手段と、前記トランジスタのベースの電位と前記
    直列回路の電流供給端の電位を比較してその差が零にな
    る様に前記トランジスタのベースバイアス電流を制限す
    る比較手段とを具備し、前記トランジスタのコレクタあ
    るいはエミッタから負荷に電流を供給する様に構成した
    ことを特徴とする電流供給装置。 (2、特許請求の範囲第(1)項の記載において、前記
    トランジスタのベースとエミッタ側給電線路の間に接続
    された電圧安定化回路と、該電圧安定化回路に定電流を
    供給する定電流トランジスタを含めて前記バイアス電流
    供給手段を構成したことを特徴とする電流供給装置。
JP20857681A 1981-12-22 1981-12-22 電流供給装置 Granted JPS58107922A (ja)

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JPS58107922A true JPS58107922A (ja) 1983-06-27
JPH0317123B2 JPH0317123B2 (ja) 1991-03-07

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6220011A (ja) * 1985-07-19 1987-01-28 Sanyo Electric Co Ltd 定電圧電源の保護回路

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JPH0317123B2 (ja) 1991-03-07

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