JPH0317123B2 - - Google Patents
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- JPH0317123B2 JPH0317123B2 JP56208576A JP20857681A JPH0317123B2 JP H0317123 B2 JPH0317123 B2 JP H0317123B2 JP 56208576 A JP56208576 A JP 56208576A JP 20857681 A JP20857681 A JP 20857681A JP H0317123 B2 JPH0317123 B2 JP H0317123B2
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- JP
- Japan
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- transistor
- current
- emitter
- resistor
- base
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic 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
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
- G05F1/56—Regulating 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
- G05F1/565—Regulating 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
- G05F1/569—Regulating 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
- G05F1/573—Regulating 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
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。
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.Hamilton：“Hand book of linear
inteqrated electronics for research” McGRAW−HILL Book Company（UK）
Limited，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・エミツタ間に印加するという方
法が多用されてきた。
えば、T.D.S.Hamilton：“Hand book of linear
inteqrated electronics for research” McGRAW−HILL Book Company（UK）
Limited，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・エミツ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、バイボーラトランジスタのベー
ス・エミツタ間のニー電圧（Knee voltage）は
周知の様に2mV／℃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ツクICのチツプ
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2000ppm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に設定したとしても、120℃ではその
値が0.5Aになつてしまい問題が多かつた。
ス・エミツタ間のニー電圧（Knee voltage）は
周知の様に2mV／℃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ツクICのチツプ
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2000ppm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に設定したとしても、120℃ではその
値が0.5Aになつてしまい問題が多かつた。
また、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つた。
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つた。
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。
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・エミツ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２のベース・エミ
ツタ間には抵抗４が接続されているとともに同べ
ースにはトランジスタ５のエミツタが接続され、
前記トランジスタ５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５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回
路７が接続されている。
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・エミツ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２のベース・エミ
ツタ間には抵抗４が接続されているとともに同べ
ースにはトランジスタ５のエミツタが接続され、
前記トランジスタ５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５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回
路７が接続されている。
一方、前記トランジスタ２のエミツタが接続さ
れたマイナス側給電線路１ｂにはトランジスタ８
のエミツタが接続され、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
レクタ出力形式のコンパレータ１１の反転入力端
子１１ａが接続され、前記コンパレータ１１の非
反転入力端子１１ｂは前記トランジスタ８と前記
抵抗９による直列回路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５の
ベースに接続されている。
れたマイナス側給電線路１ｂにはトランジスタ８
のエミツタが接続され、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
レクタ出力形式のコンパレータ１１の反転入力端
子１１ａが接続され、前記コンパレータ１１の非
反転入力端子１１ｂは前記トランジスタ８と前記
抵抗９による直列回路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５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が同一ICチツプ上
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倍のエミツタ面積を有して
いるものとし、定電流源１０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２のベース・エミツ
タ間順方向電圧VBE2は次式で与えられる。
ンジスタ２と直列回路１００が同一ICチツプ上
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倍のエミツタ面積を有して
いるものとし、定電流源１０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２のベース・エミツ
タ間順方向電圧VBE2は次式で与えられる。
VBE2＝kT／ｑln（IM／A2・IS） ……(1)
ただし、１式において、ｋ，ｑはそれぞれボルツ
マン定数ならびに電子の電荷で、 ｋ＝1.38×10-23 joule／〓 ｑ＝1.602×10-19 coulomb また、Ｔは接合部の絶対温度（〓）で、IS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のエミツタ面積である。
マン定数ならびに電子の電荷で、 ｋ＝1.38×10-23 joule／〓 ｑ＝1.602×10-19 coulomb また、Ｔは接合部の絶対温度（〓）で、IS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のエミツタ面積である。
一方、直列回路１００の端子間電圧VSは次式
で表わされる。
で表わされる。
VS＝kT／ｑln（Ｎ・IO／N2IS）＋R9・IO ……(2)
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１０ｂの電位
よりも高くなると、バイアス電流供給回路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
のエミツタ電流は急激に減少する。
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１０ｂの電位
よりも高くなると、バイアス電流供給回路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
のエミツ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
が零になつ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、 が成立する。
が零になつ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、 が成立する。
つまり、トランジスタ２の出力電流IMは定電流
源１０の出力電流IOあるいは抵抗９の抵抗値R9に
依存することになる。
源１０の出力電流IO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IO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。
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
3300ppmの正の温度係数を有しており、抵抗９は
抵散抵抗を用いるとすると約2000ppmの正の温度
係数を有している。
3300ppmの正の温度係数を有しており、抵抗９は
抵散抵抗を用いるとすると約2000ppmの正の温度
係数を有している。
したがつて、定電流源１０の出力電流に約
1150ppmの正の温度係数をもたせることにより、
IMの温度係数をほぼ零にすることが出来る。
1150ppmの正の温度係数をもたせることにより、
IMの温度係数をほぼ零にすることが出来る。
なお、IOの値を100μA，抵抗９の抵抗値を
1160Ωにし、Ｎを100にしたとき、IMの値はほぼ
1Aとなる。
1160Ωにし、Ｎを100にしたとき、IMの値はほぼ
1Aとなる。
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、また制限電流値温度係数もほぼ零にするこ
とが出来る。
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１
ｂ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・エミツ
タ間が直列に接続され、前記トランジスタ１３の
ベース・エミツタ間には抵抗１４が接続されてい
る。
トランジスタ５のベースとマイナス側給電線路１
ｂ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・エミツ
タ間が直列に接続され、前記トランジスタ１３の
ベース・エミツタ間には抵抗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５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
ミツタは抵抗１６を介してマイナス側給電線路１
ｂ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。
ジスタ５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
ミツタは抵抗１６を介してマイナス側給電線路１
ｂ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１００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。
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１００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
ツ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１７，１
８，１９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。
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
ツ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１７，１
８，１９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のエミツタとプラ
ス側給電線路１ａの間には抵抗２２が接続され、
前記トランジスタ１８のエミツタとプラス側給電
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のエミツタ
とプラス側給電線路１ａの間には抵抗２５が接続
されている。
ス側給電線路１ａの間には抵抗２２が接続され、
前記トランジスタ１８のエミツタとプラス側給電
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のエミツタ
とプラス側給電線路１ａの間には抵抗２５が接続
されている。
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の端子電圧によつて定まる一定電圧
が供給されるとともに、トランジスタ１８によつ
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つて定まる制限電流
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。
イオード１２の端子電圧によつて定まる一定電圧
が供給されるとともに、トランジスタ１８によつ
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つて定まる制限電流
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。
また、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。
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・エミツタ間接合はトランジスタ１５のベー
ス・エミツタ間接合と相殺し合つて抵抗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つたとき，まず、ト
ランジスタ２１に抵抗２０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。
ース・エミツタ間接合はトランジスタ１５のベー
ス・エミツタ間接合と相殺し合つて抵抗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つたとき，まず、ト
ランジスタ２１に抵抗２０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１
２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がオン状態となつて前記トランジスタ２
１は遮断状態に移行する。
２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がオン状態となつて前記トランジスタ２
１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。
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、コレクタ
とエミツタの一方が負荷（直流モータ３）の一端
に接続され他方が電源１の一端に接続されたトラ
ンジスタ２と、一端が前記トランジスタのエミツ
タに接続され他端から順方向電流が供給される、
ダイオードと抵抗の直列回路１００と、前記直列
回路の他端から正の温度係数を有する所定量の電
流を供給する電流供給手段（第１図の実施例にお
いては定電流源１０、第２図の実施例においては
トランジスタ１８がそれぞれ該当する）と、前記
トランジスタのベースの電位と前記直列回路の他
端の電位を比較する比較手段（コンパレータ１
１）と、前記比較手段からの比較出力信号が供給
され、前記比較出力信号に依存した電流値を含む
出力電流を前記トランジスタのベースに供給する
出力段駆動手段（第１図，第２図の実施例におい
てはバイアス電流供給回路７とトランジスタ５に
よつて出力段駆動手段が構成されている）とを具
備し、前記トランジスタのコレクタあるいはエミ
ツタから負荷に電流を供給する様に構成したこと
を特徴とするものであり、抵抗素子を負荷に直列
に接続することなく、負荷電流の検出が行なえる
ので、電源電圧の利用効率が悪化することなく、
周囲温度の変化に対しても優れた制限特性が実現
できるなど、大なる効果を奏する。
とエミツタの一方が負荷（直流モータ３）の一端
に接続され他方が電源１の一端に接続されたトラ
ンジスタ２と、一端が前記トランジスタのエミツ
タに接続され他端から順方向電流が供給される、
ダイオードと抵抗の直列回路１００と、前記直列
回路の他端から正の温度係数を有する所定量の電
流を供給する電流供給手段（第１図の実施例にお
いては定電流源１０、第２図の実施例においては
トランジスタ１８がそれぞれ該当する）と、前記
トランジスタのベースの電位と前記直列回路の他
端の電位を比較する比較手段（コンパレータ１
１）と、前記比較手段からの比較出力信号が供給
され、前記比較出力信号に依存した電流値を含む
出力電流を前記トランジスタのベースに供給する
出力段駆動手段（第１図，第２図の実施例におい
てはバイアス電流供給回路７とトランジスタ５に
よつて出力段駆動手段が構成されている）とを具
備し、前記トランジスタのコレクタあるいはエミ
ツタから負荷に電流を供給する様に構成したこと
を特徴とするものであり、抵抗素子を負荷に直列
に接続することなく、負荷電流の検出が行なえる
ので、電源電圧の利用効率が悪化することなく、
周囲温度の変化に対しても優れた制限特性が実現
できるなど、大なる効果を奏する。
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……バイアス電流供給回路、９……抵抗、１０
……定電流源、１１……コンパレータ、１００…
直列回路。
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……バイアス電流供給回路、９……抵抗、１０
……定電流源、１１……コンパレータ、１００…
直列回路。
Claims (1)
- １ コレクタとエミツタの一方が負荷の一端に接
続され他方が電源の一端に接続されたトランジス
タと、一端が前記トランジスタのエミツタに接続
され他端から順方向電流が供給される。ダイオー
ドと抵抗の直列回路と、前記直列回路の他端から
正の温度係数を有する所定量の電流を供給する電
流供給手段と、前記トランジスタのベースの電位
と前記直列回路の他端の電位を比較する比較手段
と、前記比較手段からの比較出力信号が供給さ
れ、前記比較出力信号に依存した電流値を含む出
力電流を前記トランジスタのベースに供給する出
力段駆動手段とを具備し、前記トランジスタのコ
レクタあるいはエミツ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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56208576A JPS58107922A (ja) | 1981-12-22 | 1981-12-22 | 電流供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56208576A JPS58107922A (ja) | 1981-12-22 | 1981-12-22 | 電流供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58107922A JPS58107922A (ja) | 1983-06-27 |
| JPH0317123B2 true JPH0317123B2 (ja) | 1991-03-07 |
Family
ID=16558466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56208576A Granted JPS58107922A (ja) | 1981-12-22 | 1981-12-22 | 電流供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58107922A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0827668B2 (ja) * | 1985-07-19 | 1996-03-21 | 三洋電機株式会社 | 定電圧電源の保護回路 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4879233U (ja) * | 1971-12-29 | 1973-09-28 | ||
| JPS50127632U (ja) * | 1974-04-03 | 1975-10-20 | ||
| JPS53139163A (en) * | 1977-05-12 | 1978-12-05 | Toshiba Corp | Constant voltage generator circuit |
-
1981
- 1981-12-22 JP JP56208576A patent/JPS58107922A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58107922A (ja) | 1983-06-27 |
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