WO2001004721A1

WO2001004721A1 - Source d'alimentation

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Publication number: WO2001004721A1
Application number: PCT/JP2000/004576
Authority: WO
Inventors: Yoshiyuki Hojo; Yoshihisa Hiramatsu
Original assignee: Rohm Co., Ltd.
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2001-01-18
Also published as: EP1249749A4; KR100722065B1; US6525517B1; KR20020023961A; JP2001084044A; JP3807901B2; CA2374934C; EP1249749A1; CA2374934A1

Description

明細書

電源装置技術分野

本発明は、シリーズレギュレータゃ定電圧電源等の電源装置及びこの電源装置を構成する半導体集積回路装置に関する。背景技術

図 6に、従来使用されている電源装置の内部構成を示す回路図を示す。この従来の電源装置は、スィッチ 1， 2 と、スィッチ 2を介して電源電圧 V _ccが印加される定電流源 3， 4 , 5及び抵抗 R 1 と、 p n p型トランジスタ T r l， Τ Γ 2， T r 3 , T r 6 , T R 8 と、 η ρ η型トランジスタ T r 4， T r 5 , T r 7 と、出力端子 6 と、出力端子 6の出力電圧を分圧するための抵抗 R 2 , R 3 とから構成される。

トランジスタ T r l は、ベースにスィッチ 1 が接続され、ェミッタが定電流源 3に接続されるとともに、- コレクタが接地されている。トランジスタ T r 2， T r 3は、ェミッタが定電流源 4 に接続され、それぞれのベースにトランジスタ T r 1 , T r 6のェミッタが接続されるとともに、それぞれのコレクタにトランジスタ T r 4， T r 5 のコレクタが接続される。トランジスタ T r 4， T r 5 は、それぞれのェミッタが接地されるとともにベースが相互に接続される。又、トランジスタ T r 4 は、そのコレクタがベースと接続され、トランジスタ T r 5 は、コレクタがトランジスタ T r 7 のペースに接続される。

トランジスタ T r 6は、ェミッタが定電流源 5 と接続され、ベースが抵抗 R 2 , R 3の接続ノ一ドと接続されるとともにコレクタが接地される。トランジスタ T r 7はコレクタが抵抗 R 1 に接続されるとともにェミッタが接地される。トランジスタ T r 8は、ェミッタにスィッチ 2を介して電源電圧 Vccが印加され、ベ一スが抵抗 R 1 と接続されるとともにコレクタが出力端子 6 と接続される。抵抗 R 2は、出力端子 6 と接続され、又、抵抗 R 3は接地される。又、スィッチ 1 の接点 a を接続したときトランジスタ T r 1 のベースが接地され、スィッチ 1 の接点 bを接続したときトランジスタ T r 1 のベースに電圧 VBGが印加される。更に、出力端子 6に他端が接地された位相補償容量となるコンデンサ C oを接続する。このような電置において、定電，源 3， 4， 5及びトランジスタ T r 1 , T r 2 , T r 3 , Τ r 4 , Τ r 5 , T r 6によって、トランジスタ T r l のべ一スが正相入力、トランジスタ T r 6のベースが逆相入力、トランジスタ T r 3 , T r 5のコレクタ同士が接続された接続ノードが出力となる比較器 1 1 が形成される。即ち、比較器 1 1 の正相入力にスィッチ 1 を介して電圧 VBGが印加されるとともに、逆相入力に出力端子 6の出力電圧を抵抗 R 2， R 3で分圧した電圧が帰還された負帰還回路となっている。

この電源装置において、スィッチ 2が接続され、定電流源 3 , 4， 5、抵抗 R 1 及びトランジスタ T r 8のェミッタに電源電圧 Vccが印加される。このとき同時に、スィッチ 1 が接点 b に接続されて、トランジスタ T r l のベースに入力電圧 VBGが印加される。このように、トランジスタ T r 1 のベース電位を VBGとすることにより、トランジスタ T r 1 が非導通の状態となり、トランジスタ T r 2 のベースからトランジスタ T r 1 のェミッタへ電流が流れにくくなると、トランジスタ T r 3のェミッタ電流がトランジスタ T r 2のェミッタ電流よりも大きくなる。又、トランジスタ T r 4 , T r 5がカレントミラー回路を形成しているので、トランジスタ T r 4， T r 5のコレクタ電流が、トランジスタ T r 2のエミッタ電流に等しい大きさとなる,，

そのため、比較器 1 1 からトランジスタ T r 7のベースへ電流が流れ、このべ —ス電流を増幅したコレクタ電流がトランジスタ T r 7 を流れるため、抵抗 R 1 によってトランジスタ T r 8のべ一ス電圧が降下される。よって、トランジスタ T r 8にエミッタ電流が流れ、出力端子 6 より出力電圧 V oが出力される。このようにして、図 6のような電源装置の出力端子 6 より、出力電圧 V oが出力されるが、出力電圧 V oが数 m秒経て立ち上がるために、コンデンサ C oに 1 A以上もの起動時充電電流（以下、「突入電流」と称する）が流れる。この突入電流は、電源装置の出力トランジスタの電流能力限界まで流れるため、従来の電源装置のように、急激に出力電圧が立ちがる場合、大きな突入電流に伴う発熱によって、電源装置の特性劣化したり、場合によっては破壊してしまう恐れもあつた。又、例えば、 V cc入力源が D C Z D Cの場合には、突入電流により電源電圧 V ccが降下してしまうため、電源装置と並列で用いている回路全てが起動不良となる恐れがある。発明の開示

上記のような問題を鑑みて、本発明は、起動時の突入電流を軽減させるために，起動時に入力される電圧を徐々に上昇させることによって、出力電圧を徐々に上昇させるソフトスタート機能を設けた電源装置を提供することを目的とする。上記の目的を達成するために、請求項 1 に記載の電源装置は、出力回路からの出力電圧を分圧して得た検出電圧を比較器で基準電圧と比較し、該比較器の比較出力によって前記出力回路から出力される検出電圧が前記基準電圧と等しくなるように制御する電源装置において、起動時に徐々に增加する電圧を出力するとともに、その出力電圧が前記基準電圧を超える所定の電圧に至るまで前記基準電圧を遮断するソフトスタート回路を設けたことを特徴とする。

このような電源装置によると、電源装置の起動時にソフトスタート回路から出力される電圧が所定の電圧に至るまで徐々に増加するとともに、このソフトスタ — ト回路からの出力電圧が所定の電圧に至るまで、比較器に入力される基準電圧が遮断される。よって、比較器に入力される電圧の変化が緩やかなものとなり、起動時の出力回路の出力電圧の過渡応答を抑制することができる。図面の簡単な説明

図 1 は、第 1 の実施形態の電源装置の内部構造を示す回路図であり、

図 2は、図 1 の電源装置の各部の電圧を示すタィムチャートであり、

図 3は、第 2の実施形態の電源装置の内部構造を示す回路図であり、

図 4は、図 3の電源装置の各部の電圧を示すタイムチヤ一トであり、

図 5は、比較器の内部構造を示す回路図の一例であり、

図 6は、従来の電源装置の内部構造を示す回路図である。発明を実施するための最良の形態 <第 1 の実施形態 >

本発明の第 1 の実施形態について、図面を参照して説明する。図 1 は、本実施形態の電源装置の内部構造を示す回路図である。尚、図 1 の電源装置において、図 6の電源装置と同一の素子及び部分は同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図 1 の電源装置は、 p n p型トランジスタ T r l， T r 2， T r 3 , T r 6 , T r 8 と、 η ρ η型トランジスタ T r 4， T r 5 , T r 7 と、抵抗 R 1 , R 2 , R 3 と、スィッチ 1 , 2 と、定電流源 3， 4， 5 と、出力端子 6 とから構成される電源装置に、スィッチ 2 を介して電源電圧 Vccが印加される定電流源 7 と、 p n p型トランジスタ T r 9 と、コンデンサ C s と、放電回路 8 と、スィッチ 9 と、クランプ回路 1 0 とが新たに設けられた電源装置である。

トランジスタ T r 9は、ェミッタがトランジスタ T r 1 のェミッタに接続され、ベースがコンデンサ C s と接続されるとともにコレクタが接地される。コンデンサ C s は、一端が接地されるとともに他端がスィッチ 9 と接続される。スィッチ 9は、接点 c が定電流源 7 に接続され、接点 dが放電回路 8 と接続される。クランプ回路 1 0は、トランジスタ T r 9のベースとトランジスタ T r 1 のベースとの間に接続される。又、図 6の電源装置と同様に、出力端子 6には他端が接地された位相補償容量となるコンデンサ C o が接続される。

尚、図 6の電源装置と同様に、トランジスタ T r l， T r 2 , T r 3 , T r 4 , Τ r 5 , T r 6 と、定電流源 3 , 4， 5 とによって比較器 1 1 が構成される。又. 定電流源 7 と、放電回路 8 と、スィッチ 9 と、クランプ回路 1 0 と、トランジスタ T r 9 と、コンデンサ C _s とによって、ソフトスタート回路 1 2が構成される < このような構成の電源装置の動作について説明する。今、この電源装置は、すでに、スィッチ 9の接点 dが接続されて、コンデンサ C s が放電されて初期状態にあるものとする。スィッチ 9 を接点 c に、スィッチ 1 を接点 bに、それぞれ、切り換えるとともにスィッチ 2 を接続させる。図 2に示す O N (電源装置を ON にした状態）とは、このようにスィッチ 1， 2， 9を接続したときのことをいい図 2に示す O F F (電源装置を O F Fにした状態）とは、スィッチ 1， 2， 9を逆の状態にしたときのことをいう。又、図 2 ( a ) において、破線は電源電圧の状態を表し、実線は出力電圧 V oの状態を表す。更に、図 2 ( b ) において、破線はトランジスタ T r 1 のべ一ス電圧を表し、実線はトランジスタ T r 9のべ一ス電圧を表す。

このようにして、定電流源 3， 4， 5， 7、抵抗 R 1 及びトランジスタ T r 8 のェミッタに電源電圧 Vccが印加されるとともに、トランジスタ T r 1 のべ一スに電圧 VBGが印加される。又、スィッチ 9の接点 cが接続されているので、定電流源 7 より電流がコンデンサ C s に流れて、コンデンサ C s が充電される。このように、各スィッチを切り換えて初期状態から O Nの状態に切り換えた瞬間は、図 2 ( b ) のように、トランジスタ T r 9のベース電圧が 0であるので、トランジスタ T r 9が導通状態となり、トランジスタ T r 2のべ一ス電圧は V BE (電圧 V BEはトランジスタ T r 9のベース ' ェミッタ間電圧）となる。

又、図 2 ( a ) のように、出力端子 6から出力される電圧は 0のときは、トランジスタ T r l， T r 6のベースに入力される電圧が等しい状態である。その後. コンデンサ C s が充電されると、トランジスタ T r 9のべ一ス電圧が徐々に高くなるとともに、トランジスタ T r 9のェミッタ電圧も高くなる。よって、トランジスタ T r 2のべ一ス電圧がトランジスタ T r 3のベース電圧よりも高くなり、トランジスタ T r 2に流れるエミッタ電流がトランジスタ T r 3に流れるエミッタ電流より小さくなる。

トランジスタ T r 4， T r 5 に流れるコレクタ電流は、トランジスタ T r 2に流れるエミッタ電流とその電流値の等しい電流であるから、トランジスタ T r 7 に比較器 1 1 からの出力電流が流れる。トランジスタ T r 7は、この出力電流を増幅したコレクタ電流を流すことによって、抵抗 R 1 でトランジスタ T r 8のべ —ス電圧を降下させる。そして、トランジスタ T r 8に抵抗 R 1 による電圧降下に応じたェミッタ電流が流れ、このェミッタ電流が抵抗 R 2， R 3 に流れることによって、出力電圧 V oが発生する。

このとき、図 2 ( b ) のようにトランジスタ T r 9のべ一ス電圧が徐々に高くなることによってトランジスタ T r 2のべ一ス電圧が徐々に高くなるので、トランジスタ T r 7に流れるベース電流も徐々に增加していく。よって、図 2 ( a ) のように、出力電圧 V o もトランジスタ T r 9のべ一ス電圧に応じて徐々に高くなる。トランジスタ T r 9のべ一ス電圧がこのように高くなり電圧 VBGを超えると、トランジスタ T r 9 よりもトランジスタ T r 1 に多くのェミッタ電流が流れ始め、トランジスタ T r 2のべ一ス電圧がトランジスタ T r 1 によって決定される。

このように、トランジスタ T r l によって、トランジスタ T r 2のべ一ス電圧が決定されるため、トランジスタ T r 2のべ一ス電圧が一定となる。よって、トランジスタ T r 7に流れる出力電流が一定となり、図 2 ( a ) のように出力電圧 V oが一定となる。又、コンデンサ C s には定電流源 7 より電流が流れ続けようとするが、クランプ回路 1 0によってトランジスタ T r 9のベース電圧が所定値以上にならないように制限されているので、コンデンサ C s の充電動作が停止してトランジスタ T r 9のベース電圧も図 2 ( b ) のように所定値で一定になる。このクランプ回路 1 0は、ェミッタがトランジスタ T r 9のベースに接続され、ベースがトランジスタ T r 1 のベースに接続されるとともにコレクタが接地された p n p型トランジスタを用いることによって実現できる。即ち、クランプ回路 1 0に用いられるトランジスタのベース · エミッタ間電圧を V BEとすると、トランジスタ T r 9のベース電圧が VBG+ VBEとなったとき、定電流源 7からコンデンサ C s に流れようとする電流がクランプ回路 1 0のトランジスタに流れる。よつて、コンデンサ C sの充電動作が停止し、トランジスタ T r 9のベース電圧が VBG+ VBEで保持される。

このように電源装置を O Nにすると、図 2 ( a ) のように、出力電圧 V oは、トランジスタ T r 9のベース電圧とともに徐々に増加し、トランジスタ T r 9のベース電圧が電圧 VBGを超えた後は一定となる。この出力電圧 V oが一定となるまでの時間ては、次式を用いることで求まる。尚、 C s はコンデンサ C s の容！: 値、 i はコンデンサ C s に充電される充電電流である。

r = C s X V BG/ i よって、上記の式を用いて求めた時間てを用いて、次式よりコンデンサ C oに流れる充電電流 I を求めることができる。尚、 C oはコンデンサ C oの容量値、 V maxは出力電圧 V oが一定となったときの値である。 I = C o X V max/て上式より、充電電流 I は、時間 τ が長くなれば小さくなるので、充電電流 I を通常の出力電流と同程度乃至 1 0倍以内に納めるには、時間 τ を 1 0 0 m秒程度乃至数 1 0 m秒程度にすれば良い。又、この時間ては、コンデンサ C sの容量を大きくするか、又は、定電流源 7から流れる充電電流 i を小さくすることによつて、長くすることができる。このようにして、出力電圧が立ち上がる時問を長くすることによって、起動時の充電電流を通常の出力電流と同程度乃至 1 0倍以内に小さくすることができる。以下、このような値に設定された起動時の充電電流を「起動時充電電流」と称する。この起動時充電電流 I は、図 2 ( c ) のように、出力電圧 V oが上昇しているときに流れる。

そして、出力電圧 V oが一定になった後、スィッチ 1 を接点 a に、スィッチ 9 を接点 d にそれぞれ接続するとともに、スィッチ 2の接続を解いて、電源装置を O F Fの状態にする。このとき、放電回路 9によって、コンデンサ C sが放電されて、図 2 ( b ) のように、トランジスタ T r 9のベース電圧が 0 となる。又、コンデンサ C oが抵抗 R 2， R 3を介して放電され、図 2 ( a ) のように出力電圧 V oが低くなる。

その後、再び、スィッチ 1 ， 2， 9をそれぞれ切り換えて電源装置を O Nの状態にしたとき、トランジスタ T r 9は、前述した動作と同様の動作を行って、図 2 ( b ) のように、徐々にそのべ一ス電圧が高くなつて、 V BG+ V BEを超えたとき、一定となる。又、このとき、出力電圧 V oは、図 2 ( a ) のように、 0に至つていないものとすると、トランジスタ T r 3のべ一ス電圧がトランジスタ T r 2のべ一ス電圧よりも高くなるため、トランジスタ T r 7にベース電流が流れない。よって、コンデンサ C oが抵抗 R 2， R 3を介して放電され、出力電圧 V o が低下し続ける。その後、トランジスタ T r 2のべ一ス電圧がトランジスタ T r 3のべ一ス電圧よりも高くなつたとき、再び、図 2 ( a ) のように、前述した動作と同様の動作を行って出力電圧 V oが上昇を始める。そして、トランジスタ T 9のべ一ス電圧が V BGを超えたとき、出力電圧 V oが一定となる。

尚、クランプ回路 1 0 として p n p型トランジスタを用いた例を示したが、この素子による回路に限定されるものでなく、他の素子を用いた同様の動作を行う回路を用いても良い。又、放電回路 8は、スィッチ 9の接点 d に一端が接続された抵抗の他端を接地することによって実現できるが、このような回路に限定されるものではない。又、このような電源装置を 1 チップの半導体集積回路装 Sとしても良い。このように 1 チップの半導体集積回路装置としたとき、コンデンサ C s を外付けとすることでその容量を可変にすることができ、起動時充電電流の大きさの設定を変更することができる。ぐ第 2の実施形態 >

本発明の第 2の実施形態について、図面を参照して説明する。図 3は、本実施形態の電源装置の内部構造を示す回路図である。尚、図 3の電源装置において、図 6の電源装置と同一の素子及び部分は同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図 3の電源装置は、 p n p型トランジスタ T r l， T r 2 , T r 3 , T r 6 , T r 8 と、 n p n型トランジスタ T r 4， T r 5 , T r 7 と、抵抗 R 1， R 2， R 3 と、スィッチ 1， 2 と、定電流源 3， 4， 5 と、出力端子 6 とから構成される電源装置に、コンデンサ C s と、放電回路 1 3 と、スィッチ 1 4 とが新たに設けられた電源装置である。

コンデンサ C s は、一端が接地されるとともに他端がトランジスタ T r 1 のェミッタとトランジスタ T r 2のべ一スとの接続ノードに接続される。スィッチ 1 4は、トランジスタ T r 1 のエミッタとトランジスタ T r 2のベースとの接続ノ — ドに接続されるとともに、接点 e が定電流源 3 に接続され、接点 f が放電回路 1 3 と接続される。又、図 6の電源装置と同様に、出力端子 6には他端が接地された位相補償容量となるコンデンサ C oが接続される。

尚、図 6の電源装置と同様に、トランジスタ T r l， T r 2 , T r 3， T r 4 , Τ r 5 , T r 6 と、定電流源 3， 4 , 5 とによって比較器 1 1 が構成される。又. 定電流源 3 と、放電回路 1 3 と、スィッチ 1 4 と、コンデンサ C s とによって、ソフトスタート回路 1 5が構成される。

このような構成の電源装置の動作について説明する。今、この電源装置は、すでに、スィッチ 1 4の接点 f が接続されて、コンデンサ C s が放電されて初期状態にあるものとする。スィッチ 1 4を接点 eに、スィッチ 1 を接点 bに、それぞれ、切り換えるとともにスィッチ 2 を接続させる。図 4に示す O N (電源装置を ONにした状態）とは、このようにスィッチ 1， 2， 1 4を接続したときのことをいい、図 4に示す O F F (電源装置を O F Fにした状態）とは、スィッチ 1， 2 , 1 4を逆の状態にしたときのことをいう。又、図 4 ( a ) において、破線は電源電圧の状態を表し、実線は出力電圧 V oの状態を表す。更に、図 4 ( b ) において、破線はトランジスタ T r 1 のべ一ス電圧を表し、実線はトランジスタ T r 2のベース電圧を表す。

このようにして、定電流源 3， 4， 5、抵抗 R 1及びトランジスタ T r 8のェミッタに電源電圧 Vccが印加されるとともに、トランジスタ T r l のべ一スに電圧 VBGが印加される。又、スィッチ 1 4の接点 e が接続されているので、定電流源 3 より電流がコンデンサ C s に流れて、コンデンサ C sが充電される。このように、各スィッチ切り換えて初期状態から ONの状態へ切り換えた瞬間は、図 4 ( ) のように、トランジスタ T r 2のべ一ス電圧が 0であるので、トランジスタ T r 2のベースが接地された状態となる。

又、図 4 ( a ) のように、出力端子 6から出力される電圧は 0なので、トランジスタ T r 6が導通状態となり、トランジスタ T r 3のベースが接地された状餱となる。よって、トランジスタ T r 2， T r 3に入力される電圧が等しい状態となる。その後、コンデンサ C s が充電されると、トランジスタ T r 2のべ一ス電圧が徐々に高くなるので、トランジスタ T r 2のべ一ス電圧がトランジスタ T r 3のベース電圧よりも高くなり、トランジスタ T r 2に流れるェミッタ電流がトランジスタ T r 3に流れるエミッタ電流より小さくなる。

トランジスタ T r 4， T r 5 に流れるコレクタ電流は、トランジスタ T r 2に流れるエミッタ電流とその電流値の等しい電流であり、トランジスタ T r 7に比較器 1 1 からの出力電流が流れる。トランジスタ T r 7は、この出力電流を増幅したコレクタ電流を流すことによって、抵抗 R 1 でトランジスタ T r 8のベース電圧を降下させる。そして、トランジスタ T r 8 に抵抗 R 1 による電圧降下に応じたェミッタ電流が流れ、このェミッタ電流が抵抗 R 2， R 3に流れることによつて、出力電圧 V oが発生する。

このとき、図 4 ( b ) のようにトランジスタ T r 2のべ一ス電圧が徐々に高くなるので、トランジスタ T r 7 に流れるベース電流も徐々に增加していく。よつて、図 4 ( a ) のように、出力電圧 V o もトランジスタ T r 2のベース電圧に応じて徐々に高くなる。このようにトランジスタ T r 2 のベース電圧が高くなり、 V BG+ V BE ( V BEはトランジスタ T r 1 のベース ' エミッタ間電圧）を超えると、トランジスタ T r 1 が導通して、トランジスタ T r l にェミツタ電流が流れ始めるので、図 4 ( b ) のように、トランジスタ T r 2のべ一ス電圧が V BG+ V BEで —定どなる。

このように、トランジスタ T r 2 のベース電圧が一定となると、トランジスタ T r 7に流れる出力電流が一定となり、図 4 ( a ) のように出力電圧 V oが一定となる。このように電源装置を O Nにすると、図 4 ( a ) のように、出力電圧 V oは、トランジスタ T r 2のべ一ス電圧とともに徐々に增加し、トランジスタ T r 2のべ一ス電圧が電圧 V BG+ V BEを超えた後は一定となる。この出力電圧 V o が一定となるまでの時間ては、次式を用いることで求まる。尚、 C s はコンデンサ C s の容量値、 i はコンデンサ C s に充電される充電電流である。

て = C s X ( V BG+ V BE) / i よって、上記の式を用いて求めた時間 τ を用いて、次式よりコンデンサ C oに流れる起動時充電電流 I を求めることができる。尚、 C oはコンデンサ C oの容鼂値、 V maxは出力電圧 V oが一定となったときの値である。

I = C o X V max/ て上式より、起動時充電電流 I は、時問 τ が長くなれば小さくなるので、充電電流 I を通常の出力電流と同程度乃至 1 0倍以内に納めるには、時間てを 1 0 0 m 秒程度乃至数 1 0 m秒程度にすれば良い。又、この時間ては、コンデンサ C sの容量を大きくするか、又は、定電流源 3から流れる充電電流 i を小さくすることによって、長くすることができる。このようにして、出力電圧が立ち上がる時間を長くすることによって、起動時充電電流を通常の出力電流と同程度乃至又は 1 0倍以内に小さくすることができる。よって、この起動時充電電流 I は、図 4 ( c ) のように、出力電圧 V oが上昇しているときに流れる。

そして、出力電圧 V oが一定になった後、スィッチ 1 を接点 a に、スィッチ 1 4を接点 f にそれぞれ接続するとともに、スィッチ 2の接続を解いて、電源装置を O F Fの状態にする。このとき、放電回路 1 3によって、コンデンサ C s が放電されて、図 4 ( b ) のように、トランジスタ T r 2のベース電圧が 0 となる。又、コンデンサ C oが抵抗 R 2， R 3を介して放電され、図 4 ( a ) のように出力電圧 V oが低くなる。

その後、再び、スィッチ 1， 2， 1 4をそれぞれ切り換えて電源装置を ONの状態にしたとき、トランジスタ T r 2は、前述した動作と同様の動作を行って、図 4 ( b ) のように、徐々にそのべ一ス電圧が高くなつて、 VBG+ VBEを超えたとき、一定となる。又、このとき、出力電圧 V oは、図 4 ( a ) のように、 0に至っていないものとすると、トランジスタ T r 3のべ一ス電圧がトランジスタ T r 2のベース電圧よりも高くなるため、トランジスタ T r 7にベース電流が流れない。よって、コンデンサ C oが抵抗 R 2， R 3 を介して放電され、出力電圧 V oが低下し続ける。その後、トランジスタ T r 2のベース電圧がトランジスタ T r 3のべ一ス電圧よりも高くなつたとき、再び、図 4 ( a ) のように、前述した動作と同様の動作を行って出力電圧 V oが上昇を始める。そして、トランジスタ T 2のべ一ス電圧が VBG+ V BEを超えたとき、出力電圧 V oが一定となる。

放電回路 1 3は、スィッチ 1 4の接点 f に一端が接続された抵抗の他端を接地することによって実現できるが、このような回路に限定されるものではない。又, このような電源装置を 1 チップの半導体集積回路装置としても良い。このように 1 チップの半導体集積回路装置としたとき、コンデンサ C s を外付けとすることでその容量を可変にすることができ、起動時充電電流の大きさの設定を変更することができる。

尚、第 1 、第 2の実施形態において、比較器を図 1 又は図 3に示すような回路構成の比較器としたが、このような回路構成の比較器に限定されるものでなく、例えば、図 5に示すような回路構成の比較器を用いても良い。図 5に示す比較器の構成について、以下に説明する。尚、図 5の比較器において、図 1 又は図 3の比較器 1 1 を構成する各素子と同一の目的で使用される素子については、同一の記号を付してその詳細な説明は省略する。図 5の比較器は、定電流源 3， 4， 5 と、 p n p型トランジスタ T r l， T r 2 , T r 3 , T r 6 と、 n p n型トランジスタ T r 4， T r 5 とから構成される比較器に、スィッチ 2 (図 1 又は図 3参照）を介して電源電圧 V cc (図 1 又は図 3参照）がェミッタに印加される p n p 型トランジスタ T r l O， T r l l と、トランジスタ T r 4のべ一ス及びコレクタがベースに接続された n p n型トランジスタ T r 1 2 と、トランジスタ T r 5 のベース及びコレクタがベースに接続された n p n型トランジスタ T r 1 3 とが新たに設けられた比較器である。

又、図 5の比較器は、図 1 又は図 3に示す比較器 1 1 のように、トランジスタ T r 4 , T r 5のベース同士が接続されていない。更に、トランジスタ T r 1 2， T r 1 3のェミッタが接地され、トランジスタ T r l O， T 1 3のコレクタ同士が接続されるとともに、トランジスタ T r l l , T r 1 2のコレクタ同士が接続される。又、トランジスタ T r 1 0のベースとコレクタ力 S トランジスタ T r 1 1 のベースに接続される。このように、トランジスタ T r 4 とトランジスタ T r l 2 とが、トランジスタ T r 5 とトランジスタ T r l 3 とが、トランジスタ T r l 0 とトランジスタ T r 1 1 とが、それぞれ、カレントミラ一回路を構成する。尚、図 5に示す比較器は、図 1 又は図 3に示す比較器 1 1 と同様、トランジスタ T r l のベースが正相入力、トランジスタ T r 6が逆相入力となる。又、出力はトランジスタ T r 1 1 , T r 1 2のコレクタが接続された接続ノードであり、このトランジスタ T r l l , T r 1 2のコレクタが接続された接続ノードに、トランジスタ T r 7 (図 1 又は図 3参照）のべ一スが接続される。

このような比較器において、トランジスタ T r 1 のベースに与える電圧がトランジスタ T r 6に与える電圧よりも高くなると、トランジスタ T r 3に流れるェミッタ電流がトランジスタ T r 2に流れるェミッタ電流よりも大きくなる。今、トランジスタ T r 2に流れるェミッタ電流がトランジスタ T r 4に流れるコレクタ電流と等しくなるので、トランジスタ T r 4 とカレントミラー回路を構成するトランジスタ T r 1 2のコレクタ電流もトランジスタ T r 2に流れるェミッタ電流と等しくなる。又、トランジスタ T r 3に流れるェミッタ電流がトランジスタ T r 5に流れるコレクタ電流と等しくなるので、トランジスタ T r 5 とカレントミラー回路を構成するトランジスタ T r 1 3のコレクタ電流もトランジスタ T r 3に流れるェミッタ電流と等しくなる。

更に、トランジスタ T r 1 0 を流れるェミッタ電流がトランジスタ T r 1 3のコレクタ電流と等しいため、トランジスタ T r 1 0及びトランジスタ T r 1 0 とカレントミラ一回路を構成しているトランジスタ T r 1 1 には、トランジスタ T _Γ 3のェミッタ電流と等しいコレクタ電流が流れる。よって、トランジスタ T r 1 1 を流れるェミッタ電流がトランジスタ T r 1 2を流れるコレクタ電流よりも大きくなるので、図 5の比較器から電流が出力され、トランジスタ T r 7 (図 1 又は図 3参照）にベース電流が流れる。産業上の利用可能性

本発明の電源装置によると、比較器に入力される電圧が徐々に増加されるとともに、この電圧が所定の電圧を超えるまで基準電圧を遮断するソフトスタート回路が設けられるので、比較器からの比較出力が急激に変化することが無く、比較器の出力側に容量性の負荷を接続した際に、この負荷に流れる起動時充電電流を軽減して比較出力の低下を抑制することができる。又、コンデンサを 1 チップの半導体集積回路装置の外部に接続されるように設けるため、このコンデンサの容量を変更することによって、起動時充電電流の大きさを設定することができる。

Claims

請求の範囲

1. 出力回路からの出力電圧を分圧して得た検出電圧を比較器で基準電圧と比較し、該比較器の比較出力によって前記出力回路から出力される検出電圧が前記基準電圧と等しくなるように制御する電源装置において、

起動時に徐々に増加する電圧を出力するとともに、その出力電圧が前記基準電圧を超える所定の電圧に至るまで前記基準電圧を前記比較器に印加しないように動作するソフトスタート回路を設けたことを特徴とする電源装置。

2. 前記比較器が、

第 1 電圧が印加された第 1電流源、第 2電流源、及び第 3電流源と、エミッタに前記第 1 電流源が接続され、ベースに前記基準電圧が印加された第 1 トランジスタと、

ベースに前記第 1 トランジスタのェミッタが接続されるとともに、ェミッタに前記第 2電流源が接続された第 2 トランジスタと、

ェミッタに前記第 2電流源が接続された第 3 トランジスタと、

ェミッタに前記第 3電流源と前記第 3 トランジスタのベースとが接続され、ベ —スに前記出力回路からの出力電圧を分圧した前記検出電圧が与えられる第 4 トランジスタとを有し、

前記第 3 トランジスタのコレクタ側から前記比較出力を前記出力回路に出力することを特徴とする請求の範囲 1 に記載の電源装置。

3. 前記ソフトスタ一ト回路が、

前記第 1電流源と、

前記第 1 トランジスタのェミッタと前記第 2 トランジスタのベースとの接続ノ ― ドに一端が接続されるとともに、他端に前記第 2電圧が印加されたコンデンサと、

から構成されることを特徵とする請求の範囲 2に記載の電源装置。 - -

4. 前記電源装置が、 1 チップの半導体集積回路装置であることを特徴とする請求の範囲 3に記載の電源装置。

5. 起動時の出力電流が通常の出力電流の 1 0倍以内になるように充電時間が設定されていることを特徴とする請求の範囲 4に記載の電源装置。

6. 前記電源装置が、前記コンデンサが外部に設けられるとともに、前記コンデンサ以外の回路が 1 チップの半導体集積回路装置であることを特徴とする請求の範囲 3に記載の電源装置。

7. 前記比較器が、

コレクタとベースに前記第 2 トランジスタのコレクタが接続されるとともに、エミッタに前記第 2電圧が印加された第 6 トランジスタと、

前記 3 トランジスタのコレクタにコレクタが接続され、前記第 6 トランジスタのベースにベースが接続されるとともにェミッタに前記第 2電圧が印加された第 7 トランジスタと、を有し、

又、前記電源装置の動作を停止する際に、前記コンデンサを放電して初期化するための放電回路を設けたことを特徴とする請求の範囲 3に記載の電源装置。

8. 前記電源装置が、 1 チップの半導体集積回路装置であることを特徴とする請求の範囲 7に記載の電源装置。

9. 起動時の出力電流が通常の出力電流の 1 0倍以内になるように充電時間が設定されていることを特徴とする請求の範囲 8 に記載の電源装置。

10. 前記電源装置が、前記コンデンサが外部に設けられるとともに、前記コンデンサ以外の回路が 1 チップの半導体集積回路装置であることを特徴とする請求の範囲 7に記載の電源装置。

1 1. 前記ソフトスタート回路が、

第 1 電圧が印加された第 4電流源と、

—端が該第 4電流源に接続されるとともに、他端に前記第 2電圧が印加されたコンデンサと、

ェミッタに前記第 1 トランジスタのェミッタが接続され、ベースに前記コンデンサと前記第 4電流源との接続ノードが接続されるとともにコレクタに前記第 2 電圧が印加された第 5 トランジスタと、

前記第 1 トランジスタのベースと前記第 5 トランジスタのベースとの間に接続されて、前記第 5 トランジスタのベースの電圧を所定の電圧を超えないように制限するためのクランプ回路と、

から構成されることを特徴とする請求の範囲 2に記載の電源装置。

12. 前記電源装置が、 1 チップの半導体集積回路装置であることを特徴とする請求の範囲 1 1 に記載の電源装置。

13. 起動時の出力電流が通常の出力電流の 1 0倍以内になるように充電時間が設定されていることを特徴とする請求の範囲 1 2に記載の電源装置。

14. 前記電源装置が、前記コンデンサが外部に設けられるとともに、前記コンデンサ以外の回路が 1 チップの半導体集積回路装置であることを特徴とする請求の範囲 1 1 に記載の電源装置。

15. 前記比較器が、

又、前記電源装置の動作を停止する際に、前記コンデンサを放電して初期化するための放電回路を設けたことを特徴とする請求項の範囲 1 1 に記載の電源装置。

16. 前記電源装置が、 1 チップの半導体集積回路装置であることを特徴とする請求の範囲 1 5に記載の電源装置。

17. 起動時の出力電流が通常の出力電流の 1 0倍以内になるように充電時間が設定されていることを特徴とする請求の範囲 1 6 に記載の電源装置。

18. 前記電源装置が、前記コンデンサが外部に設けられるとともに、前記コンデンサ以外の回路が 1 チップの半導体集積回路装置であることを特徴とする請求の範囲 1 5 に記載の電源装置。

19. 前記ソフトスタート回路において、前記コンデンサを放電して初期化するとき、その放電時間を短縮するためのクランプ回路が設けられたことを特徴とする請求の範囲 1 に記載の電源装置。