KR20090079816A - 전압 조정기 - Google Patents

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KR20090079816A
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Abstract

(과제)출력단의 트랜지스터로부터의 돌입 전류를 제한하는 전압 조정기를 제공한다.
(해결 수단)검출 전류값이 낮은 출력 전류 제한 회로와 검출 전류값이 높은 출력 전류 제한 회로를 구비하고, 과열 보호 회로가 과열을 검출하여 출력 전류가 정지되고 있는 상태로부터, 과열 보호가 해제되고 나서 소정의 시간 동안, 검출 전류값이 낮은 출력 전류 제한 회로를 동작 가능하게 하는 구성으로 했다. 따라서, 과열 보호 해제 후의 과대한 돌입 전류를 제한하는 것이 가능해졌다.

Description

전압 조정기{VOLTAGE REGULATOR}
본 발명은, 입력 전압으로부터 정전압을 생성하는 전압 조정기에 관한 것이다.
일반적으로, 전압 조정기에는, 출력 전압의 안정화를 목적으로 하여 출력 단자에 외부 용량이 부가되어 있다. 이 전압 조정기의 기동 전은, 외부 용량에 전하가 완전히 축적되어 있지 않고, 다음에, 기동 직후부터 출력 전압이 정전압을 생성하는 순간에 외부 용량에 충전 전류가 흐른다. 이 때에 발생하는 충전 전류는, 외부 용량의 등가 임피던스가 낮은 상태이므로 과대한 돌입 전류가 흘러 버리고, 최악의 경우는, 돌입 전류에 의해 와이어 본딩의 용단 등의 파괴의 원인으로도 될 수 있다. 따라서, 전압 조정기에는, 돌입 전류의 발생에 대해서 출력단의 트랜지스터를 제한하는 회로가 설치되어 있다.
여기서, 종래의 전압 조정기에 대해 설명한다. 도 3은, 종래의 전압 조정기를 나타내는 회로도이다.
전압 조정기는, 저항(R31) 및 저항(R32)에 의해 전압 조정기의 출력 전압으로부터 분압되어 피드백된 분압 전압과 기준 전압 회로에 의해 생성된 기준 전압을 비교하여 전압 조정기의 출력 전압을 제어하는 증폭 회로(25), 이 증폭 회로(25)에 의해 출력된 전압(게이트 전압)에 따른 드레인 전류를 출력하는 출력단의 트랜지스터(T23) 및 검사용의 트랜지스터(T24), 트랜지스터(T24)의 드레인 전류의 출력처를 선택하는 스위치 회로(30), 트랜지스터(T24)의 드레인 전류가 미리 설정된 검출 전류값 이상이 된 경우에 드레인 전류가 검출 전류값 미만이 되도록 트랜지스터(T23) 및 트랜지스터(T24)의 게이트 전압을 제어하는 전류 제한 회로(20), 전압 조정기의 온 오프의 제어를 행하는 온 오프 회로(26), 및, 이 온 오프 회로(26)에 의해 전압 조정기가 온이 되었을 때로부터의 경과 시간을 카운트하는 카운터 회로(27)를 구비하고 있다.
전류 제한 회로(20)는, 실제로 과대한 드레인 전류의 제한을 행하는 출력 전류 제한 회로(21), 및, 이 출력 전류 제한 회로(21)의 검출 전류값보다 낮은 검출 전류값를 사용하고, 과대한 드레인 전류의 제한을 행하는 출력 전류 제한 회로(22)를 가지고 있다. 출력 전류 제한 회로(21) 및 출력 전류 제한 회로(22)에 있어서, 카운터 회로(27)는 취득되고 있는 경과 시간에 따라서 스위치 회로(30)를 제어하고, 이 스위치 회로(30)는 소정의 경과 시간까지는 출력 전류 제한 회로(22)를 트랜지스터(T24)에 접속하고, 소정의 경과 시간을 넘긴 후는 출력 전류 제한 회로(21)를 접속하고 있다.
이러한 전압 조정기에 의하면, 온 오프 회로(26)는 전압 조정기를 온으로 제어하고, 증폭 회로(25)는 동작을 개시하고, 또, 카운터 회로(27)는 경과 시간을 카운트하기 시작한다. 다음에, 출력 전압 단자에 접속된 외부 용량이 급속히 충전되 기 시작하므로, 트랜지스터(T23)가 과대한 드레인 전류(돌입 전류)를 흐르게 한다. 이 돌입 전류에 기초하여, 트랜지스터(T24)는 소정량의 드레인 전류를 전류 제한 회로(20)에 흐르게 한다. 이 때, 스위치 회로(30)는 드레인 전류를 제한하기 쉬운 출력 전류 제한 회로(22)를 선택하고 있는 상태이며, 출력 전류 제한 회로(22)는, 드레인 전류가 미리 설정된 검출 전류값 이상으로 된 경우에 드레인 전류가 검출 전류값 미만이 되도록 트랜지스터(T23) 및 트랜지스터(T24)의 게이트 전압을 제어하고, 과대한 드레인 전류가 작아지도록 제어한다. 전압 조정기가 온이 되고 나서 소정의 경과 시간이 지난 경우, 스위치 회로(30)는 드레인 전류를 제한하기 어려운 출력 전류 제한 회로(21)를 선택한다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1:일본국 특허공개 2003-271251호 공보]
그러나, 과열 보호 회로를 구비하고 있는 전압 조정기에서는, 전압 조정기가 온이 되어 과대한 돌입 전류가 발생하는 이외에, 과열 상태가 검출됨으로써 출력 트랜지스터가 제어되어 출력 전류가 정지한 후, 온도가 저하하여 다시 출력 전류가 흐르기 시작한 경우도, 전압 조정기의 출력 단자에 접속된 외부 용량을 충전하는 과대한 돌입 전류가 발생해 버린다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 과열 보호 회로가 과열 상태를 검출하여 출력 트랜지스터 동작을 정지시킨 후, 온도가 저하하여 출력 트랜지스터가 동작했을 때에 출력 트랜지스터로부터의 돌입 전류를 제한하는 전압 조정기를 제공한다.
본 발명은, 제1 검출 전류값을 가지는 제1 출력 전류 제한 회로와, 상기 제1 검출 전류값보다 큰 제2 검출 전류값을 가지는 제2 출력 전류 제한 회로와, 온도를 검출하고, 과열 상태 또는 통상 상태를 나타내는 검출 신호를 출력하는 과열 보호 회로와, 상기 과열 보호 회로의 검출 신호와, 입력 전압의 상승 신호가 입력되는 검출 회로를 구비하고, 상기 검출 회로는, 과열 상태를 나타내는 검출 신호가 입력될 때와, 통상 상태를 나타내는 검출 신호가 입력되고 부터 소정의 시간이 경과하기까지의 동안에, 상기 제1 출력 전류 제한 회로를 동작 가능하게 설정하는 것을 특징으로 하는 전압 조정기를 제공한다.
본 발명에서는, 검출 전류값이 낮은 출력 전류 제한 회로와 검출 전류값이 높은 출력 전류 제한 회로를 구비하고, 과열 보호 회로가 과열을 검출하여 출력 전류가 정지되어 있는 상태로부터, 과열 보호가 해제되고 나서 소정의 시간 동안, 검출 전류값이 낮은 출력 전류 제한 회로를 동작 가능하게 하는 구성으로 했으므로, 과열 보호 해제 후의 과대한 돌입 전류를 제한하는 것이 가능해졌다.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다.
우선, 전압 조정기에 대해 설명한다. 도 1은, 본 발명의 전압 조정기를 나타내는 회로도이다.
도 1의 전압 조정기는, 분압 저항(R11 및 R12)과, 오차 증폭 회로(6)와, 출력 트랜지스터(T3)와, 검사용 트랜지스터(T4 및 T5)와, 출력 전류 제한 회로(1)와, 출력 전류 제한 회로(2)와, 과열 보호 회로(13)와, 검출 회로(7)를 구비하고 있다.
분압 저항(R11 및 R12)은, 전압 조정기의 출력 전압을 분압하여 분압 전압을 출력한다. 오차 증폭 회로(6)는, 분압 전압과 기준 전압 회로가 출력하는 기준 전압을 비교하고, 비교 결과에 따른 전압을 출력 트랜지스터(T3)에 출력한다. 검사용 트랜지스터(T4 및 T5)는, 출력 트랜지스터(T3)와 게이트가 공통적으로 접속되어 있다. 따라서, 검사용 트랜지스터(T4 및 T5)는 출력 트랜지스터(T3)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 출력 전류 제한 회로(1)는, 검사용 트랜지스터(T5)의 전류에 의해 출력 트랜지스터(T3)의 게이트 전압을 제어한다. 출력 전류 제한 회로(2) 는, 검사용 트랜지스터(T4)의 전류에 의해 출력 트랜지스터(T3)의 게이트 전압을 제어한다. 출력 전류 제한 회로(2)의 검출 전류값은, 출력 전류 제한 회로(1)의 검출 전류값보다 높다. 과열 보호 회로(13)는, 전압 조정기의 과열 상태를 검출하고 출력 트랜지스터(T3)에 흐르는 전류를 제어한다. 검출 회로(7)는, 입력 전압의 온 오프 신호에 의해 전압 조정기의 상승을 검출하고, 과열보호 회로(13)의 신호에 의해 전압 조정기의 과열을 검출하고, 출력 전류 제한 회로(1)에 신호를 출력한다.
이와 같이 구성한 전압 조정기에서는, 이하와 같이 동작하여 돌입 전류를 방지한다.
전압 조정기의 기동시의 입력 전압이 상승한 경우, 기준 전압은 오차 증폭 회로(6)에 입력되지만, 전압 조정기의 출력 전압은 출력되어 있지 않기 때문에, 오차 증폭 회로(6)에 입력되는 분압 전압은 기준 전압보다 낮아진다. 따라서, 오차 증폭 회로(6)로부터 출력되어 출력 트랜지스터(T3)에 입력되는 게이트 전압도 낮아지므로, 출력 트랜지스터(T3)의 드레인 전류는 과대하게 커진다. 이 과대한 드레인 전류(돌입 전류)에 의해, 출력 전압 단자에 접속된 외부 용량이 급속히 충전되기 시작한다. 이 돌입 전류에 기초하여, 검사용 트랜지스터(T4 및 T5)는 소정량의 드레인 전류를 출력 전류 제한 회로(2) 및 출력 전류 제한 회로(1)에 각각 흐르게 한다.
출력 전류 제한 회로(1)는, 검사용 트랜지스터(T5)의 드레인 전류가 미리 설정된 검출 전류값 이상이 된 경우에 드레인 전류가 검출 전류값 미만이 되도록 출력 트랜지스터(T3), 검사용 트랜지스터(T4 및 T5)의 게이트 전압을 제어하고, 각각 의 드레인 전류가 작아지도록 제어한다. 또한, 이 때에, 출력 전류 제한 회로(1) 및 출력 전류 제한 회로(2)의 양쪽이 동작하지만, 출력 전류 제한 회로(1)는 출력 전류 제한 회로(2)의 검출 전류값보다 낮은 검출 전류값을 사용하고 있으므로, 출력 전류 제한 회로(1)가 출력 트랜지스터(T3)의 돌입 전류를 작게 하도록 제어하고 있다. 또, 검출 회로(7)는 내부의 온 오프 신호와 기준 전압과 전압 조정기의 과열 상태를 검출하고 있고, 전압 조정기가 과열 상태가 아니며 온 오프 신호가 온 상태이고, 또한, 기준 전압이 소정의 전압에 이르렀을 때로부터 소정의 경과 시간이 지난 후는, 검출 회로(7)가 출력 전류 제한 회로(1)의 동작을 정지하고, 출력 전류 제한 회로(2)만이 동작하도록 제어를 행한다.
또, 전압 조정기의 입력 전압이 이미 상승되어 있는 경우, 과열 보호 회로(13)는, 주위 온도에 더하여 내부 발열에 의한 온도 상승에 의해 소정의 온도를 검출하면, 출력 트랜지스터(T3)의 게이트 전압을 소스 전압까지 상승시켜 출력 전류를 정지시킨다. 이 때, 과열 보호 회로(13) 및 검출 회로(7)는 전압 조정기의 과열 상태를 검출하고 있어, 출력 전류 제한 회로(1)가 동작하도록 제어를 행한다. 그 후, 출력 전류가 정지함으로써 내부 발열이 없어지고, 또한 주위 온도도 해제 온도 이하까지 저하한 경우, 과열 보호 회로(13)에 의해 제어되어 있던 출력 트랜지스터(T3)의 게이트 전압이 낮아지므로, 출력 전압 단자에 접속된 외부 용량이 급속히 충전되기 시작한다. 이 돌입 전류에 기초하여, 출력 전류 제한 회로(1)는, 검사용 트랜지스터(T5)의 드레인 전류가 미리 설정된 검출 전류값 이상이 된 경우에 드레인 전류가 검출 전류값 미만이 되도록 출력 트랜지스터(T3), 검사용 트랜지 스터(T4 및 T5)의 게이트 전압을 제어하고, 각각의 드레인 전류가 작아지도록 제어한다. 또한, 이 때에, 출력 전류 제한 회로(1) 및 출력 전류 제한 회로(2)의 양쪽이 동작하지만, 출력 전류 제한 회로(1)는 출력 전류 제한 회로(2)의 검출 전류값보다 낮은 검출 전류값을 사용하고 있으므로, 출력 전류 제한 회로(1)가 출력 트랜지스터(T3)의 돌입 전류를 작게 하도록 제어하고 있다. 해제 온도 이하까지 저하함으로써 출력 전류가 흐르기 시작하고 나서 소정의 경과 시간이 지난 후는, 검출 회로(7)가 출력 전류 제한 회로(1)의 동작을 정지하고, 출력 전류 제한 회로(2)만이 동작한다.
다음에, 검출 회로(7)에 대해 설명한다. 도 2는, 본 발명의 전압 조정기의 검출 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.
검출 회로(7)는, 일단이 접지되는 용량(C17), 용량(C17)의 타단에 기준 전류원(14)이 접속되고, 또, 인핸스먼트형 NMOS 트랜지스터(15)의 드레인, 및, 인핸스먼트형 NMOS 트랜지스터(16)의 드레인, 콤퍼레이터(18)의 입력에 각각 접속되고, 콤퍼레이터(18)는, 출력 전류 제한 회로(1)의 동작의 개시 및 정지를 제어하고 있다.
NMOS 트랜지스터(15)의 게이트에는 제어 회로(19)가 접속되고, 과열 상태가 아니며 내부 신호의 온 오프 신호가 온 상태이고, 내부의 기준 전압을 검출하여 원하는 전압에 이른 경우에 온 상태가 됨으로써 제어 회로(19)는 로우 신호를 출력한다. 또, NMOS 트랜지스터(16)의 게이트에는 과열 보호 회로의 출력 신호가 접속되고, 과열 검출 상태는 하이 신호를, 그 이외 상태는 로우 신호를 출력한다. NMOS 트랜지스터(15), NMOS 트랜지스터(16)의 게이트 중 어느 한쪽이 하이의 경우, 용량(C17)의 전하의 방전을 제어하고 콤퍼레이터(18)의 입력 신호를 저하시킨다. 콤퍼레이터(18)는, 용량(C17)에 축적된 전위와 내부의 기준 전압과 비교를 행하고 있고, 기준 전압이 용량(C17)에 축적된 전위보다 높은 전위인 경우 출력 전류 제한 회로(1)는 동작 상태에 있다.
이것과는 반대로, NMOS 트랜지스터(15), NMOS 트랜지스터(16)의 게이트의 어느쪽도 로우인 경우, 기준 전류원(14)에 의해 용량(C17)에 정전류 충전이 개시되고, 소정의 시간이 경과한 후에, 용량(C17)에 축적된 전위가 기준 전압보다 높은 전위가 되고 출력 전류 제한 회로(1)는 정지 상태로 한다.
도 1은 본 발명의 전압 조정기를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 전압 조정기의 검출 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 3은 종래의 전압 조정기를 나타내는 회로도이다.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
1:출력 전류 제한 회로 2:출력 전류 제한 회로
6:증폭 회로 7:검출 회로
13:과열 보호 회로 R11~R12:저항
T3~T5:PMOS 트랜지스터

Claims (2)

  1. 제1 검출 전류값을 가지는 제1 출력 전류 제한 회로와,
    상기 제1 검출 전류값보다 큰 제2 검출 전류값를 가지는 제2 출력 전류 제한 회로와,
    온도를 검출하고, 과열 상태 또는 통상 상태를 나타내는 검출 신호를 출력하는 과열 보호 회로와,
    상기 과열 보호 회로의 검출 신호와, 입력 전압의 상승 신호가 입력되는 검출 회로를 구비하고,
    상기 검출 회로는, 과열 상태를 나타내는 검출 신호가 입력될 때와, 통상 상태를 나타내는 검출 신호가 입력되고부터 소정의 시간이 경과하기까지의 동안에, 상기 제1 출력 전류 제한 회로를 동작 가능하게 설정하는 것을 특징으로 하는 전압 조정기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출 회로는, 상기 입력 전압의 상승 신호가 입력되고부터 소정의 시간이 경과하기까지의 동안에, 상기 제1 출력 전류 제한 회로를 동작 가능하게 설정하는 것을 특징으로 하는 전압 조정기.
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