JPH04101114U - 電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】３端子の電源ＩＣを使用し、大電流を出力可能
な電源回路において、この電源回路内部の消費電力を小
さく、かつ出力端子電圧の調整が必要ないシリーズ型レ
ギュレータを提供することを目的とする。 【構成】本考案に係る電源回路は、３端子の電源ＩＣを
出力端子電圧の制御に使用する。ここで電源ＩＣに供給
される電圧を入力端子電圧と異なるバイアス電圧から供
給している。よって入力端子電圧は出力端子電圧に、パ
ワートランジスタが動作可能な最小の入出力電圧を加え
たものでよい。従って電源回路内部で消費される電力が
小さく、かつ出力端子電圧の調整が必要ない電源回路が
構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】 ［考案の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】

本考案に係る電源回路はシリーズ型レギュレータの制御回路に関する。

【０００３】

【従来の技術】

一般に安定化電源回路には、３端子の電源ＩＣが使用されている。この電源Ｉ Ｃを使用した場合、電源回路の部品数が少なくて済む他、回路の調整がいらない という特徴がある。しかし大電流を出力できる電源ＩＣは少ない。従って大電流 を出力するためには、図３に示すように電源ＩＣ１５の他にパワートランジスタ １０を加えた回路とする必要がある。

【０００４】 この回路においてトランジスタ１０と電源ＩＣ１５が動作するのに必要な最小 入出力間電位差は、電源ＩＣ１５が２．５Ｖ必要であり、さらにトランジスタ１ ０のエミッタ・ベース間電圧０．７Ｖを加えた３．２Ｖが必要である。従ってこ の電源回路の消費電力Ｐは、回路に流れる電流をＩとした場合、 Ｐ≧（２．５＋０．７）×Ｉ＝３．２×Ｉ となる。

【０００５】 たとえばＩ＝１Ａとすると、この電源回路の消費電力Ｐは、３．２Ｗとなる。 この場合、トランジスタ１０の最大定格や最大損失等を考慮する必要がある。こ れらを考慮するとこのトランジスタ１０はコレクタ損失が大きくなければならな い。また、コレクタ損失により生ずる熱を放出する必要がある。このため大型の 放熱板が必要になる。 結果として大電流を出力する電源回路は大型の構成となる。

【０００６】 また、ほかに電源用の制御ＩＣを使用した大電流を出力する電源回路がある。 しかしこの制御ＩＣを使用した場合、出力端子電圧の調整が必要になる。よって 量産化には適していない。

【０００７】 以上記述したように大電流を出力する電源回路は、各素子の動作可能な最低入 出力電位差が大きい。このため電源回路内部で消費される電力が大きくなる。よ って大型の構成となっていた。他方、制御ＩＣを使用した場合は出力端子電圧の 調整が必要である。従って量産化には不向きであった。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

前述したように大電流を出力する電源回路は、各素子の動作可能な最低入出力 電位差が大きい。このため電源回路内部で消費される電力が大きくなる。よって 大型の構成となっていた。他方、制御ＩＣを使用した場合は出力端子電圧の調整 が必要である。従って量産化には不向きであった。

【０００９】 そこで本考案に係る電源回路は上記の問題を除去するためのもので、電源回路 内部の消費電力が小さく、かつ出力端子電圧の調整が必要ない電源回路を提供す ることを目的とする。

【００１０】 ［考案の構成］

【００１１】

【課題を解決するための手段】

直流電流が供給される入力端子と、負荷に接続される出力端子との間にコレ クタ・エミッタ路が結合されたパワートランジスタと、 バイアス電圧源と前記出力端子との間に結合され、出力端子の電圧変化に応じ て流れる電流が変化する３端子電源ＩＣと、 前記３端子電源ＩＣを流れる電流の変化に従って前記パワートランジスタのベ ース電圧を制御する手段とを具備し、大電流を出力するが、この回路内部で消費 される消費電力を少なくすることを可能にしたものである。

【００１２】

【作用】

本考案に係る電源回路は、３端子の電源ＩＣを出力端子電圧の制御に使用する 。これは電源ＩＣに供給される電圧を入力端子電圧と異なるバイアス電圧から供 給している。これにより入力端子電圧は出力端子電圧に、パワートランジスタが 動作可能な最小の入出力電圧を加えたものでよい。従って電源回路内部で消費さ れる電力が小さく、かつ出力端子電圧の調整が必要ない電源回路が構成される。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案に係る電源回路を図示の実施例に基づいて説明する。 図１は本考案に係る電源回路の一実施例を説明する回路図である。 図１において直流入力電圧が供給される入力端子はトランジスタ１０（ＮＰＮ 型）のコレクタ端子に接続されている。一方、このトランジスタ１０のエッミタ 端子から出力される電圧がこの電源回路の出力端子電圧となる。トランジスタ１ ０のエッミタ・ベース間には抵抗１２が接続されている。またこのベース端子に は抵抗１３が接続されている。この抵抗１３の他端にはトランジスタ１１（ＰＮ Ｐ型）のコレクタ端子が接続されている。トランジスタ１１のエミッタ端子には バイアス電圧が接続されている。トランジスタ１１のエッミタ・ベース間には抵 抗１４が接続されている。そしてトランジスタ１１のベース端子には電源ＩＣ１ ５の入力端子が接続されている。電源ＩＣ１５の出力端子はトランジスタ１０の エッミタ端子に接続されている。また電源ＩＣ１５のもう一つの端子は基準電位 点に接続されている。更に電源ＩＣ１５の入出力端子と基準電位点の間にコンデ ンサ１６及び１７が接続されている。

【００１４】 一般に電源ＩＣの動作可能な最小の入出力間電位差は約２．５Ｖである。また トランジスタ１１のベース・エッミタ間電位差は約０．７Ｖである。従ってバイ アス電圧は出力端子電圧に、この２．５Ｖと０．７Ｖを加えた電圧となる。一方 トランジスタ１０のエッミタ・コレクタ間における動作可能な電位差は約０．５ Ｖである。よって入力端子電圧は出力端子電圧より０．５Ｖ高ければ良いことに なる。

【００１５】 電源ＩＣ１５に流れ込むバイアス電流はトランジスタ１１のベース・エミッタ 間電圧と抵抗１４とにより決められる。一方トランジスタ１０から出力される電 流はこのトランジスタ１０に流れ込むベース電流により決定される。このベース 電流は抵抗１３により制限されている。 尚、抵抗１２及びコンデンサ１６，１７は回路を安定させるために使用されて いる。

【００１６】 次にこの電源回路の動作を説明する。 出力端子電圧が低下すると、電源ＩＣ１５はバイアス電流を増加させる。この 増加分はトランジスタ１１のベース電流の増加分に当たる。トランジスタ１１は ベース電流が増加することで、コレクタからの出力電流も増加する。この出力電 流は抵抗１３を介してトランジスタ１０のベースに流れ込む。このためトランジ スタ１０のベース電流が増加する。これによりトランジスタ１０のエミッタから の出力電流が増加する。この出力電流の増加により出力側に接続されている、図 示しない負荷の電圧が上昇する。

【００１７】 これとは逆に出力端子電圧が上昇した場合、電源ＩＣ１５のバイアス電流が減 少する。そして前述した出力電流が低下した場合と逆の過程を経てトランジスタ １０の出力電流が減少する。最終的には出力端子電圧を低下させる。 以上記述したように電源ＩＣ１５は出力端子電圧に応じてバイアス電流を制御 している。これにより出力端子電圧は一定に保たれる。またトランジスタ１０の 消費電力は、トランジスタ１０のエッミタ電流とトランジスタ１０の最小動作可 能電圧の積で決まる。例えば最小動作可能電圧を０．５Ｖ、エッミタ電流を１Ａ とした場合、消費電力は０．５Ｗとなり、従来の回路に比べて大幅に小さくでき る。

【００１８】 次に本発明に係る電源回路の他の実施例について説明する。 図２は他の実施例を示す回路図である。この図において図１と同様の構成要素 には同符号を符してある。

【００１９】 この実施例は図１に示す実施例のうちトランジスタ１０のベース電流を制限し ていた抵抗１３がなくなり、この部分が短絡している。この抵抗１３の代わりに トランジスタ１０のベース電流を制限する回路が設けられている。この回路は抵 抗１８，１９及びトランジスタ２０（ＰＮＰ型）により構成されている。

【００２０】 抵抗１９の一端とトランジスタ２０のエミッタ端子はバイアス電圧に接続され ている。また抵抗１９の他の一端と抵抗１８の一端は共にトランジスタ１１のエ ミッタ端子に接続されている。抵抗１８の他の一端歯トランジスタ２０のベース 端子に接続されている。そしてトランジスタ２０のコレクタ端子はトランジスタ １１のベース端子に接続されている。

【００２１】 バイアス電圧側から流れ込む電流は抵抗１４とトランジスタ２０と抵抗１９と により分流される。ここでバイアス電圧側から流れ込む電流が何らかの原因で増 加した場合、抵抗１９及び抵抗１８を介してトランジスタ２０のベース電流が増 加する。これによりトランジスタ２０のコレクタ電流が増加する。したがってト ランジスタ１１のエッミタ電流はほとんど増加しない。よって図２の回路は図１ に示した回路と同様の動作をすることになる。

【００２２】 以上記述したように本考案に係る電源回路によれば、比較的少ない部品点数で トランジスタの消費電力を大幅に縮小することができる。これによりパワートラ ンジスタは従来に比べてコレクタ損失の小さなもので済むことになる。したがっ て放熱板は小型のものでよい。これらのことから従来のものと比べて小型に構成 できる。また無調整のため量産化にも適している。更に回りの装置に対する熱の 影響を小さくできる。

【００２３】

【考案の効果】

以上記述したように入力端子電圧を従来に比べて低く設定し、かつ出力端子電 圧の制御を電源ＩＣで行うことで、パワートランジスタの消費電力を低く抑える ことができる。この為パワートランジスタはコレクタ損失の少ないものを使用で きる。更に放熱板の小型化が可能となる。これらのことにより従来のものと比べ て小型に構成できる。また無調整のため量産化にも適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す回路図。

【図２】本考案の他の一実施例を示す回路図。

【図３】従来の回路を示す回路図。

【符号の説明】

１０，１１…トランジスタ １２，１３，１４…抵抗 １５…電源ＩＣ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電流が供給される入力端子と、負荷
   に接続される出力端子との間にコレクタ・エミッタ路が
   結合されたパワートランジスタと、バイアス電圧源と前
   記出力端子との間に結合され、出力端子の電圧変化に応
   じて流れる電流が変化する３端子電源ＩＣと、前記３端
   子電源ＩＣを流れる電流の変化に従って前記パワートラ
   ンジスタのベース電圧を制御する手段とを具備して成る
   電源回路。