JPH02121011A - 定電圧電源回路 - Google Patents

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】 ［概要］ オーディオシステムに用いて好適な定電圧電源回路に関
し、 安定化領域での定電圧特性及び非安定化領域におけるリ
ップルリジェクション特性を満足させることを目的とし
、 出力部の出力電圧と基準電圧との比較に基いて同出力部
を制御する誤差増幅器を備えてなる定電圧電源回路にお
いて、誤差増幅器に一定の少くとも１つ以上の第一の基
準電圧を供給する第一の基準電圧供給手段と、誤差増幅
器に入力電圧に応じて変化する少くとも１つ以上の第二
の基準電圧を供給する第二の基準電圧供給手段と、第一
及び第二の基準電圧供給手段と誤差増幅器との間に介在
して第一及び第二の基準電圧供給手段のうちいずれか一
つを誤差増幅器に接続する切換え手段と、入力電圧が所
定電圧以上の場合には第一の基準電圧供給手段を選択し
、所定電圧以下の場合には第二の基準電圧供給手段を選
択する制御信号を前記切換え回路に出力する制御手段と
で構成する。

［産業上の利用分野］ この発明はオーディオシステムに用いて好適な定電圧電
源回路に関する。

近年、低電圧動作が可能な機器が多く存在する。

−例として、車のバッテリ電源に接続して使用される車
載用オーディオシステムを挙げることができるが、これ
らの機器に電源を供給する定電圧電源回路においては、
その入力電圧は所定値を維持した安定動作をすることが
望ましい。

しかし、バッテリの電源電圧が降下した場合のように、
定電圧電源回路の入力電圧が前記所定値以下に下がる場
合があるが、このような場合にもその後段のオーディオ
システムを安定して動作させる必要がある。

［従来の技術］ 車載用オーディオシステムの一般的な電源回路は、第４
図に示すようにバッテリー１１がらチョークコイル１２
を介してパワーアンプに接続され、そのチョークコイル
１２から定電圧電源回路１３を介してプリアンプに接続
されている。このような電源回路ではパワーアンプの出
力電流に基いてチョークコイル１２両端間に電圧降下が
発生してその電圧降下に基くリップル成分が定電圧電源
回路１３の入力電圧に重畳されている。そして、定電圧
電源回路１３はプリアンプへ供給する電源電圧を安定化
させると同時にこのリップル成分を除去するために設け
られている。すなわち、リップル成分がプリアンプを経
てパワーアンプに入力されると、オーディオシステムが
発振状態となる不都合を解消するためである。

前記定電圧電源回路１３を第５図に基いて説明すると、
出力トランジスタＱ２０のエミッタに入力電圧Ｖｉｎが
印加され、ゲートに誤差増幅器１４の出力端子が接続さ
れ、その誤差増幅器１４の非反転入力端子には基準電圧
Ｖｒｅｆが入力されるとともに、反転入力端子には出力
トランジスタＱ２０のコレクタから出力される出力電圧
Ｖｏを抵抗Ｒ１１，Ｒ１２で分圧した電圧が入力されて
いる。

そして、誤差増幅器１４は両入力端子の入力電圧を比較
し−この定電圧電源口Ｗ＆１３の安定化領域における動
作では反転入力端子の入力電圧が基準電圧Ｖ　ｒｅｆよ
り高くなると、出力トランジスタＱ２０へのドライブ電
流を減少させて出力電圧Ｖ。

を低下させるとともに、反転入力端子の入力電圧が基準
電圧Ｖ　ｒｅｆより低くなると、出力トランジスタＱ２
０へのドライブ電流を増大させて出力電圧Ｖｏを上昇さ
せ、このような動作により出力電圧ｖＯは安定化され、
入力電圧Ｖｉｎに重畳されるリップル成分も除去される
。

ところが、入力電圧Ｖｉｎが基準電圧ｖｒｅｔに基く所
定電圧Ｖｉｎｓより低くなって第６図に示す非安定化領
域となると、誤差増幅器１４の動作に基いて出力トラン
ジスタＱ２０が飽和するため、第６図に示すように入力
電圧Ｖｉｎに等しい出力電圧Ｖｏが出力され、この状態
では入力電圧にＶｉｎに重畳されるリップル成分も出力
トランジスタＱ２０で除去されることなく出力される。

従って、このような場合には定電圧電源回路１３をオフ
状態とすることによりオーディオシステムの発振を回避
していた。

また、定電圧電源回路１３として第７図に示す回路も提
案されている。すなわち、この回路ではツェナーダイオ
ード１５で出力電圧Ｖｏの安定化が図られ、入力電圧Ｖ
ｉｎが所定電圧ｖｉｎｓより低下した場合にも、抵抗Ｒ
３とコンデンサｃ２とからなる時定数回路により入力電
圧Ｖｉｎに含まれるリップル成分が除去される。ところ
が、このような定電圧電源回路１３では無帰還型である
ため、入力電圧Ｖｉｎが所定電圧ｖｉｎｓより高い定電
圧化領域でもツェナーダイオード１５の温度特性等に基
いて定電圧化が不十分となる。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、第５図に示す定電圧回路１３では非安定化領域
においてその作動をオフさせるような構成がとられるた
め、オーディオシステムの音切れが発生して不快であり
、第７図に示す定電圧電源回路１３では入力電圧Ｖｉｎ
の安定化領域における定電圧特性の不良により、オーデ
ィオシステムの動作不安定あるいは音質劣化の原因とな
るという問題点があった。

この発明の目的は安定化領域での定電圧特性が良好で、
かつ非安定化領域におけるリップルリジェクション特性
が良好な定電圧電源回路を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。すなわち、誤差増
幅器１は出力部の出力電圧と基準電圧との比較に基いて
同出力部を制御するものである。そして、一定の少くと
も１つ以上の第一の基準電圧を供給する第一の基準電圧
供給手段２と、入力電圧Ｖｉｎに応じて出力トランジス
タを飽和させないように変化する少くとも１つ以上の第
二の基準電圧を供給する第二の基準電圧供給手段３のう
ちいずれか一つが切換え手段４で選択されて誤差増幅器
１に接続されている。また、その切換え手段４には入力
電圧Ｖｉｎが所定電圧以上の場合には同切換え手段４に
第一の基準電圧供給手段２を選択させ、所定電圧以下の
場合には第二の基準電圧供給手段３を選択させる制ｍ信
号を出力する制御手段５が接続されている。［作用］ 入力電圧Ｖｉｎが所定電圧以上であると第一の基準電圧
に基いて動作する誤差増幅器１により出力トランジスタ
Ｑ１から定電圧が出力され、入力電圧Ｖｉｎが所定電圧
以下に低下すると、その入力電圧Ｖｉｎに応じて低下す
る第二の基準電圧に基いて誤差増幅器１が動作し、出力
トランジスタＱ１の飽和が防止される。

［実施例］ 以下、この発明を具体化した定電圧回路の一実施例を第
２図及び第３図に従って説明すると、入力端子Ｔｉｎに
は入力電圧Ｖｉｎが入力され、その入力端子Ｔｉｎには
出力トランジスタＱ１のエミッタが接続され、出力トラ
ンジスタＱ１のコレクタは出力端子ＴＯに接続されると
ともに抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して接地されている。

入力端子ＴｉｎにはトランジスタＱ２．Ｑ３のエミッタ
が接続され、それらのベースは互いに接続されている。

また、トランジスタＱ３のベースはそのコレクタに接続
されている。トランジスタＱ４、Ｑ５及びＱ６．Ｑ７は
その各対で差動アンプを構成し、トランジスタＱ４．Ｑ
６のコレクタはトランジスタＱ２のコレクタに接続され
、トランジスタＱ５．Ｑ７のコレクタはトランジスタＱ
３のコレクタに接続されている。また、トランジスタＱ
５．Ｑ６のベースは前記抵抗Ｒ１，Ｒ２間に接続され、
トランジスタＱ２のコレクタは中間増幅器６を介して前
記トランジスタＱ１のベースに接続されている。そして
、前記トランジスタＱ２〜Ｑ７及び中間増幅器６でトラ
ンジスタＱ１を制御する誤差増幅器が構成されている。

入力端子ＴｉｎにはトランジスタＱ８のコレクタが接続
され、そのトランジスタＱ８のベースは前記トランジス
タＱ４のベースに接続されるとともに第一の基準電圧供
給手段としての公知の基準電圧発生回路７に接続されて
、一定の第一の基準電圧Ｖｒｅｆ１が入力され、トラン
ジスタＱ８のエミッタは抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して接地さ
れている。従って、トランジスタＱ８には入力電圧Ｖｉ
ｎの変動に関わらず常に一定のコレクタ電流が流れるよ
うになっている。

入力端子ＴｉｎにはトランジスタＱ９のコレクタが接続
され、そのトランジスタＱ９のエミッタは抵抗Ｒ５を介
して接地されている。また、トランジスタＱ９のベース
は前記トランジスタＱ７のベースに接続されるとともに
抵抗Ｒ６，Ｒ７を介して入力端子Ｔｉｎに接続され、か
つ抵抗Ｒ８を介して接地されている。さらに、抵抗Ｒ６
はコンデンサＣ１を介して接地されている。そして、抵
抗Ｒ６、Ｒ７，Ｒ８により第二の基準電圧供給手段が構
成され、トランジスタＱ７．Ｑ９のベースには入力電圧
ｖｉｎを抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８で分圧した第二の基準電
圧Ｖ　ｒｅｆ２が入力され、その基準電圧Ｖｒｅｆ２の
変動に基いてトランジスタＱ９のコレクタ電流が増減す
るようになっている。

トランジスタＱ４．Ｑ５のエミッタはトランジスタＱＩ
Ｏのコレクタに接続され、トランジスタＱ６．Ｑ７のエ
ミッタはトランジスタＱｌｌのコレクタに接続され、両
トランジスタＱＩＯ，Ｑ１１のエミッタは接地されてい
る。また、トランジスタＱＩＯのベースはトランジスタ
Ｑ９のエミッタに接続されるとともにトランジスタＱ１
２のエミッタに接続され、トランジスタＱｌｌのベース
は抵抗Ｒ３，Ｒ４間に接続されるとともにトランジスタ
Ｑ１２のベースに接続され、そのトランジスタＱ１２の
コレクタは接地されている。

そして、上記トランジスタＱＩＯ，Ｑｌｌ、Ｑ１２で切
換え手段が構成され、トランジスタＱ１０のベース電圧
ＶＢはトランジスタＱ９のコレクタ電流の増減に基いて
変動し、トランジスタＱ１１のベース電圧ＶＣはトラン
ジスタＱ８のコレクタ電流に基いて一定となる。そして
、ＶＢ　＞ＶＣとなるとトランジスタＱＩＯがオン状態
となってトランジスタＱ４．Ｑ５が動作し、ＶＢ≦ＶＣ
となるとトランジスタＱｌｌがオン状態となってトラン
ジスタＱ６．Ｑ７が動作するようになっている。従って
、トランジスタＱ８、抵抗Ｒ３，Ｒ４及びトランジスタ
Ｑ９、抵抗Ｒ５とでトランジスタＱＩＯ，Ｑｌｌのオン
、オフを制御する制御手段が構成されている。

次に、上記のように構成された定電圧電源回路の作用を
説明する。

さて、入力電圧Ｖｉｎが第３図に示すこの定電圧電源回
路の安定化領域にあると、トランジスタＱ８のコレクタ
電流に基いてＶＢ　＞ＶＣとなり、この状態ではトラン
ジスタＱＩＯがオン状態となってトランジスタＱ４．Ｑ
５が動作する。すると、トランジスタＱ２．Ｑ３．Ｑ４
．Ｑ５及び中間増幅器６の作用に基くトランジスタＱ１
の動作により出力電圧ｖＯは、 （Ｒ１−１−Ｒ２） ＶＯ＝　　　　　　　　　　　ＸＶｒｅｆ１となり、入
力電圧Ｖｉｎの変動に関わらず抵抗ＲＩＲ２及び第一の
基準電圧Ｖ　ｒｅｆｌとで設定される一定値となる。

一方、入力電圧Ｖｉｎが第３図に示す所定の入力電圧Ｖ
ｉｎＳよりさらに低下して非安定化領域となると、トラ
ンジスタＱ８のコレクタ電流の減少に基いてＶＢ≦■Ｃ
となり、トランジスタＱｌｌがオン状態となってトラン
ジスタＱ６．Ｑ７が動作する。すると、出力電圧ｖＯは
、 （Ｒ１＋Ｒ２） ｖｇ　　＝ ｘ　Ｖ　ｒｅｆ２ となる。すなわち、 Ｖ　ｒｅｆ２＝ Ｖｌｎ （Ｒ６＋Ｒ７＋Ｒ８） であるので、 （Ｒ１＋Ｒ２）　　　　　　　Ｒ８ ｘ　　　　　　　　　　　　　　　ＸＶｉｎＲ２（Ｒ６
＋Ｒ７＋Ｒ８） となる、ここで、Ｒ１＝Ｒ７、Ｒ２＝Ｒ８とすると、 （Ｒ１＋Ｒ２） ｖＯ＝ Ｖｌｎ （Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ６） なり、第３図に示すように出力電圧Ｖｏが入力電圧Ｖｉ
ｎに対し抵抗Ｒ６に発生する電圧降下分だけ低くなる。

すなわち、トランジスタＱ１はそのエミッタ・コレクタ
間に常に抵抗Ｒ６両端間と等しい電圧降下が発生して飽
和することがないのでリップルリジェクションが向上す
る。

また、上式では入力電圧Ｖｉｎが含まれているので入力
電圧Ｖｉｎに含まれるリップル成分を完全には除去でき
ないことになるが、これを解決するために抵抗Ｒ６とコ
ンデンサＣによりリップルフィルターが形成され、リッ
プルリジェクションをさらに向上させている。

なお、本発明は出力トランジスタＱ１を多段構成として
も同様に実施することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は安定化領域における定
電圧特性が良好で、かつ非安定化領域におけるリップル
リジェクション特性が良好な定電圧電源回路を提供する
ことができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の原理説明図、第２図はこの発明を具
体化した一実施例を示す回路図、第３図はその実施例に
おける入出力電圧特性図、第４図はこの発明に関する電
源回路図、第５図は従来の定電圧回路図、第６図は従来
の定電圧回路図の入出力電圧特性図、第７図は別の従来
例を示す回路図である。 図中、１は誤差増幅器−２は第一の基準電圧供給手段、
３は第二の基準電圧供給手段、４は切換え手段、５は制
御手段、Ｑｌは出力トランジスタ、第１図 本発明の原理説明図 ０゜ 第３図 本発明の入出力電圧特性図 ９Ｘ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力電圧（Ｖｉｎ）に対し所定の出力電圧（Ｖ０）
   を導出するための出力部（Ｑ１）と、当該出力部（Ｑ１
   ）の出力電圧（Ｖ０）と基準電圧との比較に基いて同出
   力部（Ｑ１）を制御する誤差増幅器（１）とを備えてな
   る定電圧電源回路において、 誤差増幅器（１）に一定の第一の基準電圧を供給する少
   くとも１つ以上の第一の基準電圧供給手段（２）と、 誤差増幅器（１）に入力電圧（Ｖｉｎ）に応じて変化す
   る少くとも１つ以上の第二の基準電圧を供給する第二の
   基準電圧供給手段（３）と、 第一及び第二の基準電圧供給手段（２、３）と誤差増幅
   器（１）との間に介在して第一及び第二の基準電圧供給
   手段（２、３）のうちいずれか一つを誤差増幅器（１）
   に接続する切換え手段（４）と、 入力電圧（Ｖｉｎ）が所定電圧以上の場合には第一の基
   準電圧供給手段（２）を選択し、所定電圧以下の場合に
   は第二の基準電圧供給手段（３）を選択する制御信号を
   前記切換え回路（４）に出力する制御手段（５）と、 を備えた定電圧電源回路。