JPS63192112A - Stabilized power supply circuit - Google Patents

Stabilized power supply circuit

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JPS63192112A
JPS63192112A JP2521187A JP2521187A JPS63192112A JP S63192112 A JPS63192112 A JP S63192112A JP 2521187 A JP2521187 A JP 2521187A JP 2521187 A JP2521187 A JP 2521187A JP S63192112 A JPS63192112 A JP S63192112A
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Abstract

PURPOSE:To increase an effective application range of the power supply voltage by detecting directly a load current equivalent to the load current flowing through an output transistor and comparing the level of said detected load current with a reference current level. CONSTITUTION:A 1st transistor TR Q107 detects a load current. When this detected load current is less than a reference current level formed by a TR Q 105 serving as a constant current source, a 2nd TR Q110 is kept under an OFF state since its base current is equal to a sink current led toward the constant current source TR Q105. When the detected load current is higher than the reference current level, the TR Q110 is kept under an ON state since its base current is equal to an OUT current supplied from the TR Q107. As a result, the TR Q105 is turned off and the error amplifier circuits Q101-Q104 stop their functions. Thus the output TR Q106 is turned off. In such a way, an application range of the power supply voltage is increased.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は安定化電源回路に係り、特に低電圧で動作する
安定化電源回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a stabilized power supply circuit, and particularly to a stabilized power supply circuit that operates at low voltage.

(従来の技術) 低電圧で動作する安定化電源回路は、例えば個別選択呼
出受信機の如く乾電池1個で動作をさせる必要がある装
置において用いられ、乾電池1個を動作電源としてIV
程度の安定化出力を得るようにしたものである。
(Prior Art) A stabilized power supply circuit that operates at a low voltage is used in a device that needs to be operated with a single dry cell battery, such as an individual selective call receiver.
It is designed to obtain a stabilized output of a certain degree.

ところで、乾電池が、例えばニッケルカドミウム電池の
如く、電流容量が大きく、かつ内部インピーダンスの低
い電池である場合、安定化出力端子が何等かの理由で接
地されると、短絡過電流によって出力トランジスタが破
損することが考えられ、最悪の場合電池の異常発熱によ
る装置破損もあり得る。そこで、この種の低電圧安定化
電源回路では短絡過電流を防止するための負荷電流制限
回路を備えるようにしている。
By the way, if the dry battery has a large current capacity and low internal impedance, such as a nickel-cadmium battery, if the stabilized output terminal is grounded for some reason, the output transistor will be damaged due to short circuit overcurrent. In the worst case, the device may be damaged due to abnormal heat generation of the battery. Therefore, this type of low voltage stabilized power supply circuit is equipped with a load current limiting circuit to prevent short circuit overcurrent.

従来、このような安定化電源回路としては、例えば第3
図に示すものが知られている。第3図において、電池2
05の電源ラインにはPNPトランジスタからなる出力
トランジスタQ203のエミッタと基準電圧回路201
の入力端がそれぞれ接続され、基準電圧回路201の出
力端は演算増幅器202の反転入力端へ接続される。
Conventionally, as such a stabilized power supply circuit, for example, a third
The one shown in the figure is known. In Figure 3, battery 2
The emitter of the output transistor Q203 consisting of a PNP transistor and the reference voltage circuit 201 are connected to the power supply line 05.
The input terminals of the reference voltage circuit 201 are connected to each other, and the output terminal of the reference voltage circuit 201 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 202.

出力トランジスタQ 2’osのコレクタと接地間には
抵抗R2O3,同R202,同R201の直列回路が接
続され、コレクタ側の抵抗R2o、の端子電圧はコンパ
レータ204の入力信号となっている。
A series circuit of resistors R2O3, R202, and R201 is connected between the collector of the output transistor Q2'os and the ground, and the terminal voltage of the resistor R2o on the collector side serves as an input signal to the comparator 204.

また、抵抗R2o、と同R2o2との接続点と接地間に
は負荷203が接続され、抵抗R2o2と同R201と
の接続点は演算増幅器202の非反転入力端に接続され
ている。そして、コンパレータ204の出力は演算増幅
器202へ制御信号として与えられる。
Further, a load 203 is connected between the connection point between the resistors R2o and R2o2 and the ground, and the connection point between the resistors R2o2 and R201 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 202. The output of the comparator 204 is then given to the operational amplifier 202 as a control signal.

以上の構成において、基準電圧回路201と演算増幅器
202と出力トランジスタQ20Sとが安定化電源回路
の基本構成要素である。負荷203へ供給する出力電圧
V、)は、演算増幅器202が電圧フォロア構成である
から、基準電圧回路201が発生する基準電圧をVR,
、とすると、Vo =VR,,xR+R R201−−(1) となる。
In the above configuration, the reference voltage circuit 201, operational amplifier 202, and output transistor Q20S are the basic components of the stabilized power supply circuit. Since the operational amplifier 202 has a voltage follower configuration, the output voltage V, ) supplied to the load 203 is the reference voltage generated by the reference voltage circuit 201, VR,
, then Vo = VR, ,xR+R R201--(1).

そして、抵抗R2o、とコンパレータ204でもって負
荷電流制限回路を構成している。
The resistor R2o and the comparator 204 constitute a load current limiting circuit.

即ち、出力トランジスタQzo3を流れる負荷電流によ
る抵抗R2o3の電圧降下をコンパレータ204で検出
し、その電圧降下が一定電圧以上の電位差になった場合
、つまり負荷電流がある値を超えた場合、コンパレータ
204は出力状態を変化させる。すると、演算増幅器2
02は、コンパレータ204の出力状態変化に応答して
例えば出力インピーダンスを無限大化し、出力トランジ
スタQ 20Bをオフ作動させる。その結果、負荷短絡
等があっても所定電流値以上の過電流が流れるのが防止
される。
That is, the comparator 204 detects the voltage drop across the resistor R2o3 due to the load current flowing through the output transistor Qzo3, and when the voltage drop becomes a potential difference greater than a certain voltage, that is, when the load current exceeds a certain value, the comparator 204 Change the output state. Then, operational amplifier 2
02 makes the output impedance infinite, for example, in response to a change in the output state of the comparator 204, and turns off the output transistor Q 20B. As a result, even if there is a load short circuit, an overcurrent exceeding a predetermined current value is prevented from flowing.

(発明が解決しようとする問題点) ところが、前述した負荷電流制限回路は、抵抗で負荷電
流変化を電圧変化に変換し、その電圧変化をコンパレー
タで検出する構成である。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-described load current limiting circuit has a configuration in which a resistor converts a load current change into a voltage change, and a comparator detects the voltage change.

また、出力トランジスタQzosについて言えば、コレ
クターエミッタ間電圧Vcaは、電源電圧が下がるとそ
れに伴い小さくなるが、コレクタ飽和電圧7cm1.2
.以下には小さくならないことは良く知られている通り
である。
Regarding the output transistor Qzos, the collector-emitter voltage Vca decreases as the power supply voltage decreases, but the collector saturation voltage 7cm1.2
.. It is well known that the size cannot be reduced below.

従って、従来の安定化電源回路において最低限度必要な
電源電圧は、出力電圧v0と出力トランジスタQ 20
3のコレクタ飽和電圧■。E(aatlと抵抗R20B
の電圧降下V R2O3とを加えた電圧ということにな
る。
Therefore, the minimum required power supply voltage in a conventional stabilized power supply circuit is the output voltage v0 and the output transistor Q20.
Collector saturation voltage of 3 ■. E(aatl and resistor R20B
The voltage is the sum of the voltage drop V R2O3.

つまり、従来の安定化電源回路にあっては、電源電圧の
最低電圧として電圧降下VR203を見込む必要があり
、この電圧降下VR201の分だけ電源の有効利用がで
きないという問題点がある。
In other words, in the conventional stabilized power supply circuit, it is necessary to take into account the voltage drop VR203 as the lowest voltage of the power supply voltage, and there is a problem that the power supply cannot be used effectively by this voltage drop VR201.

例えば、コンパレータ204の検出電位差が50s+v
であるとし、通常の負荷電流の2倍の電流が流れたとき
に負荷電流制限回路が作動するとすると、正常時の電圧
降下VR203は25■Vであるから、電源電圧の利用
範囲は25mv狭くなるのである。この種の安定化電源
回路は、電池電源で動作する個別選択呼出受信機の如く
、基本的に電源電圧の利用範囲が狭い装置で使用される
ものであるから、この問題は重要である。
For example, the detected potential difference of the comparator 204 is 50s+v
Assuming that the load current limiting circuit is activated when twice the normal load current flows, the voltage drop VR203 during normal operation is 25 V, so the usable range of the power supply voltage will be narrowed by 25 mv. It is. This problem is important because this type of stabilized power supply circuit is used in devices that basically have a narrow range of power supply voltage, such as individual selective call receivers that operate on battery power.

本発明は、従来のこのような問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、電源電圧の有効利用を阻害することの
ない負荷電流制限回路を備えた安定化電源回路を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of these conventional problems, and its purpose is to provide a stabilized power supply circuit equipped with a load current limiting circuit that does not hinder the effective use of power supply voltage. .

(問題点を解決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明の安定化電源回路は
次の如き構成を有する。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the stabilized power supply circuit of the present invention has the following configuration.

即ち、本発明の安定化電源回路は、基準電圧を発生する
基準電圧回路と、負荷電圧の帰還電圧と前記基準電圧と
の差電圧を増幅する誤差増幅回路と、この誤差増幅回路
の出力に応動して負荷電流を制御する出力トランジスタ
とを備えた安定化電源回路において; 前記出力トラン
ジスタとベースおよびエミッタが共通に接続され負荷電
流を検出する第1のトランジスタと: この第1のトラ
ンジスタのコレクタに接続され前記検出負荷電流の制限
値を与えるための基準電流を形成する定電流源と; ベ
ースが前記第1のトランジスタのコレクタと前記定電流
源との接続点に接続され検出負荷電流が基準電流を超え
たとき前記誤差増幅回路の回路動作を停止させる第2の
トランジスタと; で構成される負荷電流制限回路を設
けたことを特徴とするものである。
That is, the stabilized power supply circuit of the present invention includes a reference voltage circuit that generates a reference voltage, an error amplification circuit that amplifies the difference voltage between the feedback voltage of the load voltage and the reference voltage, and a stabilized power supply circuit that responds to the output of the error amplification circuit. a first transistor whose base and emitter are commonly connected to the output transistor and which detects the load current; a collector of the first transistor; a constant current source that is connected to form a reference current for giving a limit value of the detected load current; a base connected to a connection point between the collector of the first transistor and the constant current source so that the detected load current is a reference current; and a second transistor that stops the circuit operation of the error amplification circuit when the error amplification circuit exceeds the load current limit circuit.

(作 用) 次に、前記の如く構成される本発明の安定化電源回路の
作用を説明する。
(Function) Next, the function of the stabilized power supply circuit of the present invention configured as described above will be explained.

安定化電源回路は、例えば正極性の電源で作動するもの
とすれば、出力トランジスタはPNPトランジスタから
なり、そのエミッタは電源ラインに接続される。そして
、出力トランジスタのコレクタと接地との間には帰還電
圧形成用の抵抗が接続されるとともに、この抵抗に並列
に負荷が接続されることになる。
If the stabilized power supply circuit is operated by, for example, a positive polarity power supply, the output transistor is a PNP transistor, the emitter of which is connected to the power supply line. A resistor for forming a feedback voltage is connected between the collector of the output transistor and ground, and a load is connected in parallel to this resistor.

さらに、誤差増幅回路はトランジスタ差動増幅回路から
なり、かつその共通エミッタと接地との間には負荷とし
てのトランジスタ定電流源が接続されているとする。
Furthermore, it is assumed that the error amplification circuit is composed of a transistor differential amplification circuit, and that a transistor constant current source as a load is connected between its common emitter and ground.

そうすると、本発明に係る負荷電流制限回路を構成する
各要素の接続関係は次の如くになる。
Then, the connection relationship of each element constituting the load current limiting circuit according to the present invention is as follows.

第1のトランジスタは、出力トランジスタと同様にPN
Pトランジスタからなり、出力トランジスタとベースお
よびエミッタが共通に接続され、そのコレクタと接地と
の間には定電流源が接続される。そして、第2のトラン
ジスタは、NPNトランジスタからなり、ベースが前記
第1のトランジスタのコレクタと前記定電流源との接続
点に接続され、またコレクタが前記トランジスタ定電流
源のベースに接続され、エミッタが接地されることにな
る。
The first transistor is PN similar to the output transistor.
It consists of a P transistor, the base and emitter of which are commonly connected to the output transistor, and a constant current source is connected between the collector and ground. The second transistor is an NPN transistor, and has a base connected to a connection point between the collector of the first transistor and the constant current source, a collector connected to the base of the transistor constant current source, and an emitter. will be grounded.

以上の構成において、第1のトランジスタは負荷電流を
検出する。ここに、第1のトランジスタは出力トランジ
スタと並列的に設けであるから、検出負荷電流の大きさ
は必ずしも出力トランジスタを流れる実際の負荷電流の
大きさと同一にする必要はない、この検出負荷電流が定
電流源が形成する基準電流よりも小さいとき、即ち負荷
電流が小さい状態では第2のトランジスタはベース電流
が定電流源側へ引かれるシンク電流となるのでオフ状態
を維持する。誤差増幅回路は通常の動作を行い、所要の
安定化出力電圧が負荷へ印加される。
In the above configuration, the first transistor detects the load current. Here, since the first transistor is provided in parallel with the output transistor, the magnitude of the detected load current does not necessarily have to be the same as the magnitude of the actual load current flowing through the output transistor. When the load current is smaller than the reference current generated by the constant current source, that is, when the load current is small, the base current of the second transistor becomes a sink current that is drawn toward the constant current source, so that the second transistor maintains an off state. The error amplifier circuit performs normal operation and the required regulated output voltage is applied to the load.

次いで、検出負荷電流が基準電流よ−りも大きいとき、
即ち負荷電流が過大となる場合には、第2のトランジス
タはベース電流が第1のトランジスタ側から供給される
アウト電流となるのでオン状態となる。その結果、トラ
ンジスタ定電流源がオフし誤差増幅回路がその機能を停
止するので、出力トランジスタはオフとなる。
Next, when the detected load current is larger than the reference current,
That is, when the load current becomes excessive, the base current of the second transistor becomes an out current supplied from the first transistor side, so that the second transistor is turned on. As a result, the transistor constant current source is turned off and the error amplification circuit stops its function, so that the output transistor is turned off.

ここに、所定の安定化出力電圧を得るに必要な電源電圧
の最低電圧は、その出力電圧に出力トランジスタのコレ
クタ飽和電圧を加えたものとなる。
Here, the minimum power supply voltage necessary to obtain a predetermined stabilized output voltage is the output voltage plus the collector saturation voltage of the output transistor.

これは本発明の負荷電流制限回路の存在と無関係である
This is independent of the presence of the load current limiting circuit of the present invention.

以上説明したように、本発明の安定化電源回路によれば
、負荷電流制限回路は出力トランジスタを流れる負荷電
流を検出するのではなく、出力トランジスタを流れる負
荷電流に相当する負荷電流を直接的に検出し、その検出
負荷電流と基準電流との大小関係を判断するようにしで
あるので、所定の安定化出力電圧を得るに必要な電源電
圧の最低電圧はその出力電圧に出力トランジスタのコレ
クタ飽和電圧を加えたものとなる。
As explained above, according to the stabilized power supply circuit of the present invention, the load current limiting circuit does not detect the load current flowing through the output transistor, but directly detects the load current corresponding to the load current flowing through the output transistor. Since the load current is detected and the magnitude relationship between the detected load current and the reference current is determined, the minimum power supply voltage required to obtain a predetermined stabilized output voltage is equal to the collector saturation voltage of the output transistor at that output voltage. is added.

即ち、従来の如き検出抵抗による電圧降下分を見込む必
要がなくなり、それだけ電源電圧の有効利用範囲が従来
よりも広がるのである。
That is, it is no longer necessary to take into account the voltage drop caused by the detection resistor as in the prior art, and the range of effective use of the power supply voltage is expanded accordingly.

また、本発明に係る負荷電流制限回路はトランジスタを
主体に構成されるものであるから、コンパレータを用い
た従来回路に比して回路素子数が大幅に減少し回路構成
が簡単になるという効果が得られる。
Furthermore, since the load current limiting circuit according to the present invention is mainly composed of transistors, the number of circuit elements is significantly reduced and the circuit configuration is simplified compared to a conventional circuit using a comparator. can get.

(実 施 例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る安定化電源回路を示す
、この安定化電源回路は、正極性の電池103で作動し
負荷102へ所要の安定化出力電圧を印加すべく集積化
形成したものである。
FIG. 1 shows a stabilized power supply circuit according to an embodiment of the present invention. This is what I did.

第1図においては、Q 101.Q xoz、Q lo
gおよびQ 104は誤差増幅回路を構成するトランジ
スタであり、差動トランジスタQ1ot、同Q xoa
の共通エミッタにはトランジスタQ sosのコレクタ
が接続され、トランジスタQ sosのエミッタは接地
されている。また、トランジスタQ10!のベースはダ
イオード構成のトランジスタQlllのベース(コレク
タ)に接続され、トランジスタQ111はコレクタ(ベ
ース)が抵抗R103を介して電源ラインに、エミッタ
が接地にそれぞれ接続される。
In FIG. 1, Q 101. Q xoz, Q lo
g and Q104 are transistors forming an error amplification circuit, and differential transistors Q1ot and Qxoa
The collector of the transistor Q sos is connected to the common emitter of the transistor Q sos, and the emitter of the transistor Q sos is grounded. Also, transistor Q10! The base of the transistor Q111 is connected to the base (collector) of a diode-configured transistor Q11, and the collector (base) of the transistor Q111 is connected to the power supply line via the resistor R103, and the emitter is connected to the ground.

要するに、トランジスタQ Io5は、抵抗RIo。In short, the transistor Q Io5 is the resistor RIo.

およびトランジスタQlllによって一定のベースバイ
アスを与えられ、一定のコレクタ電流(即ち、共通エミ
ッタ電流)1102を形成するトランジスタ定電流源を
構成している。
A constant base bias is applied by the transistor Q11 and the transistor Qllll, forming a transistor constant current source that forms a constant collector current (ie, common emitter current) 1102.

Q>oaはPNPタイプからなる出力トランジスタであ
り、この出力トランジスタQ soaはエミッタが電源
ラインに接続され、コレクタと接地間には帰還電圧形成
用の抵抗RI02.同RIO,の直列回路が接続される
とともに、これらと並列に負荷102が接続されている
。抵抗R1o2と同FL1o、との接続点は前記トラン
ジスタQ 102のベースに接続され、トランジスタQ
1otのベースには基準電圧回路101の出力端が接続
される。
Q>oa is a PNP type output transistor, the emitter of which is connected to the power supply line, and a resistor RI02 for forming a feedback voltage between the collector and ground. A series circuit of the same RIO is connected, and a load 102 is connected in parallel with these. The connection point between resistor R1o2 and FL1o is connected to the base of transistor Q102, and
The output end of the reference voltage circuit 101 is connected to the base of 1ot.

基準電圧回路101は入力端が電源ラインに接続され、
所定の基準電圧VR,,を形成する。
The reference voltage circuit 101 has an input end connected to a power supply line,
A predetermined reference voltage VR, , is formed.

以上が安定化電流回路の基本構成である。従来と同様に
、出力電圧voは、 Vo −Votv X R+R−一一一一一(2)IO
I である。
The above is the basic configuration of the stabilizing current circuit. As before, the output voltage vo is Vo - Votv X R+R-11111 (2) IO
It is I.

次に、Q10フは第1のトランジスタであり、PNPタ
イプのものからなる。この第1のトランジスタQ107
は、エミッタが電源ラインに、ベースがトランジスタQ
 lotのコレクタにそれぞれ接続されている。即ち、
出力トランジスタQ106とベースおよびエミッタが共
通に接続されている。
Next, Q10 is the first transistor, which is a PNP type transistor. This first transistor Q107
The emitter is connected to the power supply line, and the base is connected to the transistor Q.
Each lot is connected to a collector. That is,
The base and emitter of output transistor Q106 are commonly connected.

ここで、第1のトランジスタQIO?のエミッタ面積は
出力トランジスタQ 106のそれの1 / n倍とな
っている。即ち、第1のトランジスタ定電流源のコレク
タ電yt<検出負荷電流)をI QIO?とし、出力ト
ランジスタQ 106のコレクタ電流(負荷電流)をI
Lとすると、 IQI。7=」! となるようにしである、これは消費電流を低減するため
の措置である。
Here, the first transistor QIO? The emitter area of is 1/n times that of the output transistor Q106. That is, the collector voltage yt of the first transistor constant current source<detected load current) is IQIO? and the collector current (load current) of the output transistor Q106 is I
If L, then IQI. 7=”! This is a measure to reduce current consumption.

そして、この第1のトランジスタQ 107のコレクタ
は定電流源であるNPNタイプのトランジスタQ109
のコレクタに接続される。トランジスタQ1゜9はエミ
ッタが接地され、ベースがダイオード構成のトランジス
タQtoaのベース(コレクタ)に接続されている。ト
ランジスタQsoaはエミッタが接地され、コレクタ(
ベース)と電源ライン問には定電流源I’lO1が設け
である。要するに、トランジスタQ 109は定電流源
I 101とトランジスタQ zo8とによって定電流
動作をさせられているのである。逆に言えば、トランジ
スタ定電流源としたために、定電流源Itotとトラン
ジスタQsoaが必要となったのである。
The collector of this first transistor Q107 is an NPN type transistor Q109 which is a constant current source.
connected to the collector of The emitter of the transistor Q1.9 is grounded, and the base is connected to the base (collector) of a diode-configured transistor Qtoa. The emitter of the transistor Qsoa is grounded, and the collector (
A constant current source I'lO1 is provided between the base) and the power supply line. In short, the transistor Q 109 is operated at a constant current by the constant current source I 101 and the transistor Q zo8. In other words, since the transistor constant current source is used, the constant current source Itot and the transistor Qsoa are required.

ここで、トランジスタQ 109のコレクタ電流、即ち
基準電流をI 9109とすると、この基準電流I Q
IQ9は定電流源I 101で設定される電流値によっ
て定まる0以上の構成によって第1のトランジスタ定電
流源とトランジスタQ 109とは電流コンパレータを
構成することになる。
Here, if the collector current of the transistor Q 109, that is, the reference current is I 9109, this reference current I Q
IQ9 is determined by the current value set by constant current source I 101 and is greater than or equal to 0, so that the first transistor constant current source and transistor Q 109 form a current comparator.

また、Q 110は第2のトランジスタであり、NPN
タイプのものからなる。この第2のトランジスタQlt
oはベースが第1のトランジスタQIOフとトランジス
タQ 109の共通コレクタに接続され、エミッタが接
地され、コレクタがトランジスタQ +osのベースに
接続されている。要するに、この第2のトランジスタQ
stoは電流コンパレータの出力によってオンオフ制御
されるスイッチングトランジスタであり、オン作動時に
トランジスタQ !05をオフ状態に設定する。
Also, Q110 is a second transistor, which is an NPN transistor.
Consists of types. This second transistor Qlt
o has a base connected to the common collector of the first transistor QIOoff and the transistor Q109, an emitter grounded, and a collector connected to the base of the transistor Q109. In short, this second transistor Q
sto is a switching transistor that is controlled on and off by the output of a current comparator, and when turned on, transistor Q! 05 to the off state.

以上が負荷電流制限回路の構成であり、次にその動作を
説明する。
The configuration of the load current limiting circuit has been described above, and its operation will now be described.

負荷電流が小さく I Q107< I Q109の場
合には、第2のトランジスタQ■oはベース電流がトラ
ンジスタQ 109側に引かれる形となるので(シンク
電流)、オフ状−態になる。従って、トランジスタQ 
xosは正規の動作をし、誤差増幅回路は何等影響を受
けず、負荷102へは所定の安定化された出力電圧が印
加される。
When the load current is small and IQ107<IQ109, the base current of the second transistor Q10 is drawn toward the transistor Q109 (sink current), so that it is turned off. Therefore, transistor Q
xos operates normally, the error amplification circuit is not affected in any way, and a predetermined stabilized output voltage is applied to the load 102.

一方、負荷電流が太きくIQIOフ>lQ109の場合
には、第2のトランジスタQlloはベース電流が第1
のトランジスタQ107から供給されることになるので
(アウト電流)、オン状態となる。そうすると、トラン
ジスタQ105はベース電位が動作電圧以下の低レベル
となるので、オフ状態となる。
On the other hand, when the load current is large and IQIO>lQ109, the second transistor Qllo has a base current that is
Since the current is supplied from the transistor Q107 (out current), the current is turned on. Then, the base potential of the transistor Q105 becomes a low level below the operating voltage, so that the transistor Q105 is turned off.

即ち、誤差増幅回路は共通エミッタ電流I!。2が流れ
なくなるので、その動作を停止する。これによって、出
力トランジスタはベース電流の供給が途絶えオフ作動す
ることになる。
That is, the error amplification circuit has a common emitter current I! . 2 will no longer flow, so stop the operation. As a result, the supply of base current to the output transistor is interrupted and the output transistor is turned off.

要するに、本実施例における負荷電流制限回路は、電流
コンパレータを構成する第1のトランジスタQloフと
トランジスタQ109において、I Q107” I 
Q109の状態を境にしてI Q10?> I Q10
9どなったとき、即ち負荷電流ILが基準電流I Q1
09のn倍よりも大きい場合には安定化電源出力を低レ
ベルにする。逆に言えば、負荷電流ILは基準電流IQ
I。、のn倍までに制限されるのである。
In short, in the load current limiting circuit in this embodiment, I Q107'' I
I Q10 after the state of Q109? >I Q10
9, that is, when the load current IL becomes the reference current IQ1
If the value is greater than n times 09, the stabilized power supply output is set to a low level. Conversely, load current IL is equal to reference current IQ
I. , is limited to n times.

第2図はこの負荷電流制限特性を周知の回路シミュレー
ションプログラム“S P I CE −S ”でシミ
ュレーションした結果―得られたものである。
FIG. 2 shows the result of simulating this load current limiting characteristic using the well-known circuit simulation program "SPICE-S".

このシミュレーションでは、定電流源I 101の出力
電流を10μA、n=100とし、即ち電流制限値を1
mAとし、出力電圧を1vとし、重負荷を用いてどの程
度の負荷電流が取り出せるかを計算したものである。第
2図から明らかなように、出力電圧が零となる負荷短絡
時でも、負荷電流は1mA程度しか流れないようにする
ことができるのである。
In this simulation, the output current of the constant current source I 101 is 10 μA, n=100, that is, the current limit value is 1
mA, the output voltage is 1V, and how much load current can be extracted using a heavy load is calculated. As is clear from FIG. 2, even when the load is short-circuited and the output voltage is zero, the load current can be made to flow only about 1 mA.

また、このシミュレーションは当該安定化電源回路が前
記過電流制限動作を安定的に行い得ることを示している
。即ち、第1のトランジスタQsoフは出力トランジス
タQ *osと同様の動作を行うから、出力トランジス
タQ 106がオフ状態になると、第1のトランジスタ
QIOWもオフ状態となる。すると、第2のトランジス
タQ11oはオフ状態となるから、誤差増幅回路は動作
を再開する。つまり、過負荷等が継続する場合には、い
わゆるループを形成するのではないかと危惧されるが、
その心配は不要であることが判明したのである。
Furthermore, this simulation shows that the stabilized power supply circuit can stably perform the overcurrent limiting operation. That is, since the first transistor Qso operates in the same manner as the output transistor Q*os, when the output transistor Q106 turns off, the first transistor QIOW also turns off. Then, the second transistor Q11o is turned off, and the error amplification circuit resumes operation. In other words, if overload etc. continues, there is a fear that a so-called loop will be formed.
It turned out that there was no need to worry.

さらに、第2図は電圧変動率が優れていることを示唆し
ている。具体的に電圧変動率を計算すると次の如くにな
る。
Furthermore, FIG. 2 suggests that the voltage fluctuation rate is excellent. Specifically, the voltage fluctuation rate is calculated as follows.

出力電圧の誤差Δ■oは、誤差増幅回路の差動トランジ
スタのベース・エミッタ間電圧VIEのばらつきによる
Vll記オフセットを無視すると、主に出力トランジス
タQto6のベース電流に起因して生ずる。即ち、出力
トランジスタQloaのベース電流IBは、負荷電流を
IL、電流増幅率をβとすると、 I3=」! β であるが、このベース電流IBが差動トランジスタ(Q
 101. Q 102)の一方のトランジスタQto
tへ流れ込むことになり、差動トランジスタ(QIOI
The error Δ■o in the output voltage is mainly caused by the base current of the output transistor Qto6, if the offset shown in Vll due to the variation in the base-emitter voltage VIE of the differential transistor of the error amplifier circuit is ignored. That is, the base current IB of the output transistor Qloa is I3=''!, where IL is the load current and β is the current amplification factor. β, but this base current IB is the differential transistor (Q
101. One transistor Qto of Q102)
t, and the differential transistor (QIOI
.

Q +oz)のエミッタ電流にアンバランスを生じ、こ
れが誤差増幅回路のオフセット電圧ΔVBεになる。
An unbalance occurs in the emitter current of Q + oz), and this becomes an offset voltage ΔVBε of the error amplifier circuit.

そこで、差動トランジスタ(Q lot、 Q 102
)のエミッタ電流は、バランスがとれているときには、
共通エミッタ電流I 102を2分割したものであるか
ら、それらのベース電流を無視すると、それぞれのコレ
゛クタ電流は1102/2となる。従って、トランジス
タQrotのベース・エミッタ間電圧V BE(QIO
IIは となり、トランジスタQ 102のベース・エミッタ間
電圧V B11(Q102)は となる、ここで1.は飽和電流、VτはK T / q
(K:ボルツマン定数、T:絶対温度、q:単位電荷量
)である。
Therefore, differential transistors (Q lot, Q 102
) is, when balanced, the emitter current of
Since the common emitter current I102 is divided into two, if their base currents are ignored, their respective collector currents will be 1102/2. Therefore, the base-emitter voltage V BE (QIO
II becomes, and the base-emitter voltage VB11 (Q102) of transistor Q102 becomes, where 1. is the saturation current, Vτ is K T / q
(K: Boltzmann constant, T: absolute temperature, q: unit charge amount).

一方、出力トランジスタQ teaのベース電流I8に
よって差動トランジスタ(Q 101. Q to*+
のエミッタ電流にアンバランスが生じている場合には、
コレクタ電流も同様であるから、トランジスタとなり、
またトランジスタQ 102では、L皿−一り− Vai+oxoz+=Vt L+         −
m−−−(6)とな゛る。従って、オフセット電圧ΔV
86は、となる、このオフセット電圧Δv0により出力
電圧誤差ΔVoは、 ΔVo=ΔVi+iX    ”     −−m−・
−−(8)となるから、電圧変動率αはα=ΔVo/V
oとして求めることができる。
On the other hand, the base current I8 of the output transistor Q tea causes the differential transistor (Q 101.
If there is an imbalance in the emitter current of
Since the collector current is also the same, it becomes a transistor,
In addition, in the transistor Q 102, L plate - one - Vai + oxoz + = Vt L + -
It becomes m---(6). Therefore, the offset voltage ΔV
86 is as follows. Due to this offset voltage Δv0, the output voltage error ΔVo is ΔVo=ΔVi+iX ” −−m−・
--(8), so the voltage fluctuation rate α is α=ΔVo/V
It can be obtained as o.

そこで、例えば、I L = 500 μA、 V T
 = 26mV、I 102 =200 、uA、ln
=500μ^/40、β=40、Riot =85にΩ
、R102= 15にΩ、Vo=1.OVとして計算す
ると、ΔVet=3.2mV、ΔVo=3、7 m V
、a = 0.4%となる。
So, for example, I L = 500 μA, V T
= 26 mV, I 102 = 200, uA, ln
=500μ^/40, β=40, Riot =85Ω
, R102=15Ω, Vo=1. Calculated as OV, ΔVet=3.2mV, ΔVo=3,7 mV
, a = 0.4%.

第1図の回路構成から明らかなように、本発明の安定化
電源回路によれば、所定の安定化出力電圧を得るに必要
な電源電圧の最低電圧は、出力トランジスタQ 106
のコレクタ飽和電圧だけそ見込んだものであれば良いこ
とになる。これは負荷電流制限回路の存在と無関係であ
る。
As is clear from the circuit configuration of FIG. 1, according to the stabilized power supply circuit of the present invention, the lowest power supply voltage required to obtain a predetermined stabilized output voltage is the output transistor Q106.
It is sufficient if only the collector saturation voltage of is taken into consideration. This is independent of the presence of a load current limiting circuit.

なお、以上説明した実施例では、集積化した場合を示し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、個別部
品で構成しても良い、また、負極性の電源で動作するよ
うに構成することも可能である。
In addition, although the embodiment described above shows the case where it is integrated, the present invention is not limited to this, and may be constructed from individual parts. It is also possible to configure

(発明の効果) 以上説明したように、本発明の安定化電源回路によれば
、負荷電流制限回路は出力トランジスタを流れる負荷電
流を検出するのではなく、出力トランジスタを流れる負
荷電流に相当する負荷電流を直接的に検出し、その検出
負荷電流と基準電流との大小関係を判断するようにしで
あるので、所定の安定化出力電圧を得るに必要な電源電
圧の最低電圧はその出力電圧に出力トランジスタのコレ
クタ飽和電圧を加えたものとなる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the stabilized power supply circuit of the present invention, the load current limiting circuit does not detect the load current flowing through the output transistor, but detects the load current flowing through the output transistor. Since the current is directly detected and the magnitude relationship between the detected load current and the reference current is determined, the minimum power supply voltage required to obtain a predetermined stabilized output voltage is determined by the output voltage. This is the sum of the collector saturation voltage of the transistor.

即ち、従来の如き検出抵抗による電圧降下分を見込む必
要がなくなり、それだけ電源電圧の有効利用範囲が従来
よりも広がるのである。
That is, it is no longer necessary to take into account the voltage drop caused by the detection resistor as in the prior art, and the range of effective use of the power supply voltage is expanded accordingly.

また、本発明に係る負荷電流制限回路はトランジスタを
主体に構成されるものであるから、コンパレータを用い
た従来回路に比して回路素子数が大幅に減少し回路構成
が簡単になるという効果が得られる。
Furthermore, since the load current limiting circuit according to the present invention is mainly composed of transistors, the number of circuit elements is significantly reduced and the circuit configuration is simplified compared to a conventional circuit using a comparator. can get.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係る安定化電源回路の詳細
回路図、第2図は負荷電流の制限特性図、第3図は従来
の安定化電源回路の回路図である。 101・・・・・・基準電圧回路、  102・・・・
・・負荷、103・・・・・・電池、 Q tos、 
Q toz、 Q tos、 Q 104−・・・誤差
増幅回路を構成するトランジスタ、Q+os・・・・・
・定電流源となるトランジスタ、Q 106・・・・・
・出力トランジスタ、 Q10?・・・・・・第1のト
ランジスタ、 Qloq・・・・・・定電流源となるト
ランジスタ、 Qlto・・・・・・第2のトランジス
タ。 代理人 弁理士  八 幡  義 博 (:Jtot、Qtoz、 Qm3.OtH−−−!I
F、!1lVr暢回h*my1.−するトランシ゛スタ
0IOs −−−L質流9東となろトランシ゛スクOm
6 =−恨カトランヴスタ 0107−m−第//)トラ゛ノシ゛スク011)9−
−・ff1ff、う原ンなるトランシ″スク07.o 
−−−$2θトラン己゛ズタ本光明の宇メ選び電源回持
の14戊イ刻l存電流(mA) 潰荷電流の制狼騎住 第 2 図
FIG. 1 is a detailed circuit diagram of a stabilized power supply circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a load current limiting characteristic diagram, and FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional stabilized power supply circuit. 101...Reference voltage circuit, 102...
...Load, 103...Battery, Q tos,
Q toz, Q tos, Q 104-...Transistor forming the error amplification circuit, Q+os...
・Transistor that serves as a constant current source, Q106...
・Output transistor, Q10? ...First transistor, Qloq...Transistor serving as a constant current source, Qlto...Second transistor. Agent: Yoshihiro Yahata, Patent Attorney (: Jtot, Qtoz, Qm3.OtH---!I
F,! 1lVr fluency h*my1. -transistor 0IOs ---L quality flow 9 east and narotransistor Om
6 =-Grudge Katranbusta0107-m-th//)Trainosisk011)9-
-・ff1ff, Ubaran narutransi”sc07.o
--- $2θ transformer self-selection of main light source power recovery 14-hour current (mA) suppression of crushing current Figure 2

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基準電圧を発生する基準電圧回路と、負荷電圧の
帰還電圧と前記基準電圧との差電圧を増幅する誤差増幅
回路と、この誤差増幅回路の出力に応動して負荷電流を
制御する出力トランジスタとを備えた安定化電源回路に
おいて;前記出力トランジスタとベースおよびエミッタ
が共通に接続され負荷電流を検出する第1のトランジス
タと;この第1のトランジスタのコレクタに接続され前
記検出負荷電流の制限値を与えるための基準電流を形成
する定電流源と;ベースが前記第1のトランジスタのコ
レクタと前記定電流源との接続点に接続され検出負荷電
流が基準電流を超えたとき前記誤差増幅回路の回路動作
を停止させる第2のトランジスタと;で構成される負荷
電流制限回路を設けたことを特徴とする安定化電源回路
(1) A reference voltage circuit that generates a reference voltage, an error amplifier circuit that amplifies the difference voltage between the feedback voltage of the load voltage and the reference voltage, and an output that controls the load current in response to the output of this error amplifier circuit. a first transistor whose base and emitter are commonly connected to the output transistor and which detects the load current; and a first transistor which is connected to the collector of the first transistor and which limits the detected load current. a constant current source that forms a reference current for giving a value; a base connected to a connection point between the collector of the first transistor and the constant current source, and when the detected load current exceeds the reference current, the error amplification circuit; A stabilized power supply circuit comprising: a second transistor for stopping circuit operation; and a load current limiting circuit.
(2)前記出力トランジスタおよび前記第1のトランジ
スタはそれぞれPNPトランジスタからなり、前記第2
のトランジスタはNPNトランジスタからなることを特
徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の安定化電源回
路。
(2) The output transistor and the first transistor each include a PNP transistor, and the second
The stabilized power supply circuit according to claim 1, wherein the transistor is an NPN transistor.
(3)前記誤差増幅回路はトランジスタ差動増幅回路か
らなり、かつその共通エミッタには負荷としてのトラン
ジスタ定電流源が接続され、このトランジスタ定電流源
のベースが前記第2のトランジスタのコレクタに接続さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
載の安定化電源回路。
(3) The error amplification circuit is composed of a transistor differential amplification circuit, and a transistor constant current source as a load is connected to its common emitter, and the base of this transistor constant current source is connected to the collector of the second transistor. A stabilized power supply circuit according to claim (1), characterized in that:
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