JPH0462609A

JPH0462609A - 安定化電源回路

Info

Publication number: JPH0462609A
Application number: JP17427090A
Authority: JP
Inventors: Kenji Suzuki; 賢司鈴木; Hironobu Izumi; 出水　啓修
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-02-27
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JP2693853B2

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】〈産業上の利用分野〉本発明は、過電流保護回路を備えた安定化電源回路に関
し、特にモノリシック集積回路等による安定化電源回路
に関する。

〈従来の技術〉従来の安定化電源回路の一例を第２図を参照して説明す
る。

第２図は従来例による安定化電源回路の回路図である。

この安定化電源回路は、電圧制御トランジスタとしてＰ
ＮＰ型のトランジスタＴｒ１１を備え、このトランジス
タＴｒ１１のエミッターコレクタを介して入出力間を接
続した定電圧回路であり、以下に説明するように、トラ
ンジスタＴｒｌｌのベース電流を制御回路１０によって
制御することにより図示しない負荷に一定の電圧を供給
するようになっている。

トランジスタＴｒ１１は、エミッタが入力端子Ａに接続
すれ、ペースがトランジスタＴｒ１２のコレクタに接続
されており、さらにコレクタが出力端子Ｂに接続される
とともに抵抗Ｒ１１’　Ｒ１２からなる分圧回路１１を
介して接地されている。この分圧回路ｌ！における抵抗
Ｒ１１と抵抗ＲＩ２との接続点は、差動アンプ１２の反
転入力端子に接続されている。差動アンプ１２は、非反
転入力端子が基準電圧ｖｒｅｆ　に接続され、出力端子
が定電流回路１３を介して入力端子Ａに接続されるとと
もに、トランジスタＴｒ１２のペースに接続されている
。

トランジスタＴｒ１２は、エミッタが過電流保護回路１
４のエミッタ拡散抵抗Ｒ１８を介して接地されるトトモ
ニ、トランジスタＴｒｌＢのペースに接続されており、
トランジスタＴｒ１３は、エミッタが接地されていると
ともに、コレクタがトランジスタＴｒ１２のペースに接
続されている。

このように構成された安定化電源回路では、出力電圧Ｖ
Ｑが分圧回路Ｉ＋における抵抗Ｒ１１”Ｒ１２により分
圧され、差動アンプ１２の反転入力端子に帰還電圧ＶＦ
として入力される。差動アンプ１２は、基準電圧ｖｒｅ
ｆ　と帰還電圧ＶＦとを比較し、定電流回路１３から出
力される電流を加減する。

これにより、トランジスタＴｒ１２のペース電流が調整
される。従って、トランジスタＴｒ１１ｆｄ、ベース電
流の変化に応じて出力電圧ｖｏを制御することになる。

このような制御は、差動アンプ１２に入力される基準電
圧Ｖｒｅｆ　と帰還電圧ＶＦ　との差がなくなるように
行われるため、出力電圧ＶＱは、結果として基準電圧ｖ
ｒｅｆ　　に応じた一定電圧に安定化される。すなわち
、出力電圧ｖ□は、トランジスタＴｒ１１％分圧回路Ｉ
＋、差動アンプ１２およびトランジスタＴ　ｒ１２から
なるフィードバックルーズにより、一定に保持されるよ
うに負帰還制御されているのである。

また、上記の安定化電源回路では、出力電流ＩＱが増大
すると、トランジスタＴｒ１１のベース電流がトランジ
スタＴｒ１２を介してエミッタ拡散抵抗Ｒ１３に流れる
。そして、この抵抗Ｒ１８の両端に発生する電圧がトラ
ンジスタＴｒｌＢのペース・エミッタ間電圧ＶＢＥ１８
に・達すると、トランジスタＴｒｌＢがオンし、トラン
ジスタＴｒ１２のペースに流を減少させる。これによっ
て、トランジスタｊｒ１１のベース電流が減少し、トラ
ンジスタＴ、ｒ１１のコレクターエミッタ間を流れる、
出力電流ＩＱが制御される。

ここで、トランジスタＴｒ１２の出力電流（エミッタ電
流）をＩｌとすると、前述の電流制限が行なわれるのは
エミッタ拡散抵抗Ｒ１３の電圧降下がトランジスタＴｒ
１Ｂのペース・エミッタ間Ｗ圧ＶＢＥ１３に等しくなり
トランジスタＴｒ１３がＯＮする時、即ち、Ｉ　Ｉ　Ｘ
Ｒ１８””　ＶＢＥ１８の時に行なわれる。

故に、エミッタ電流■１はＩ　１＝　ＶＢＥ１８／　Ｒ
ｌｓである。この時のエミッタ電流１１　を制限電流Ｉ
Ｄ１とすると、ＩＤＩ　＝　ＶＢＥ１８　／　Ｒ＋ａ　　　　　　　　
・・・式（１）また、出力電流ＩＱは以下の式で示され
る。

１０　”ｈＦＥｌｌ　ＸＩＩ　　　　　　　　　”’式
（２）但し、ｈ　ＦＥＩ　１はトランジスタＴ　ｒｌｌ
のｈＦＥである。

従ってトランジスタＴｒ１２のエミッタ電流１１が制限
電流ＩＤＩの値となった時の出力電流■０は以下の式で
示される。

ｒＱ　＝　ｈＦＥｌｌ　Ｘ　ＩＤＩ　　　　　　　　”
’式（３）〈発明が解決しようとする課題〉ところで、通常、トランジスタＴｒ１３のペース・エミ
ッタ間の電圧ＶＢＥ１８の温度係数は、約−３０００Ｐ
ＰＭ／℃であり、エミッタ拡散抵抗Ｒ１８の温度係数は
、＋　２０００　ＰＰＭ／℃である。ゆえに式（１）よ
り制限電流ＩＤＩの温度係数は、合計で約−５０００Ｐ
ＰＭ／℃となり、大きな値となる。そのために広範囲な
動作温度のもとでは、制限電流ＩＤＩの変動が大きく、
前述の式（３）で示される出力電流ＩＱを安定に得るこ
とができないという問題があった。

以下に、前記問題点を詳細に説明する。

第３図は制限電流ＩＤＩの動作温度特性を示した図であ
る。図中、ａ及びｂが従来回路の特性である。

特性ａが得られた回路設定条件は以下の通りである。

Ｖ、ｅ（＝　１．２６Ｖ、Ｒ１１＝２．８に、Ｑ、Ｒ１
２＝４００ＩＱ。

Ｒ１３＝　２５０．トランジスタＴ　ｒｌｌ　（’）ｈ
ＦＥ＝　８０゜また、特性すが得られた回路設定条件を
以下に記す。

Ｖｒｅｆ＝１．２６Ｖ、Ｒ１１＝２．８にΩ、　Ｒ１２
＝４００Ω。

Ｒ１３＝　＋　５０．トランジスタＴｒ１１のｂＦＥ＝
８０゜第４図は、過電流保護特性を示した図であり、出
力電流ＩＱの電流範囲を示している。

図中、ａ′及びｂ′の範囲はそれぞれ第３図に示した従
来例の特性ａ及び特性すに対応し、寸だ、回路設定条件
もそれぞれ特性ａ及び特性すと同一である。但し、ａ′
及びｂ′のいずれも、ＴＪが２５℃乃至１２５℃の範囲
における出力電流ＩＱの範囲のみを示している。

ａＱ及びｂｏは、Ｔ　ｊ＝　１２５℃　の時の出力？Ｗ
流ＩＱを、壕だａｌ及びｌ）　１はＴｊ＝２５℃　の時
の出力電流ＩＱを示している。

第４図に示すように、第２図の従来回路によればａ′の
回路設定条件においては、Ｔｊ＝１２５℃の時１て、出
力電流ＩＱは安定化電源回路として定格のＩＡを満たす
ことができない。また、ｂ’の回路設定条件においては
、Ｔｊ＝２５℃の時に出力電流ＩＱが２．６Ａも流れ、
過電流保護回路１４が保護機能をな１〜でいない。

このように、従来回路においては制限電流ＩＤ＋の温度
係数が−５０００ＰＰＭ／℃と非常に大きいため、広範
囲な動作温度の下では、制限電流ＩＩ）１の変動が大き
く、この結果安定した出力電流ＩＱが得られないという
問題があった。

そこで本発明の目的は、広範囲な動作温度のもとにおい
ても制限電流の変動を小さくし、安定した出力電流を得
られるような、安定化電源回路を提供することにある。

く課題を解決するだめの手段〉０１■記目的を達成するために本発明は、出力電圧を制
御する電圧制御トランジスタと、負帰還させた出力電圧
の一部を一定の基準電圧と等しくなるように、前記電圧
制御トランジスタのベース電流全制御する制御回路とを
備え、前記制御回路は出力電流を制御する過電流保護回
路を含んでなる安定化電源回路において、ｎｉ前記過電
流保護回路に対する温度補償回路を０ｊ■記基準電圧か
ら前記過電流保護回路に対ｌ〜て接続すると吉を特徴と
する。

〈作　用〉過電流保護回路に対する温度補償回路を基準電圧から過
電流保護回路に接続するこ占により、過電流保護回路の
トランジスタのオン時に該トランジスタのベース電位が
基準電圧と同一になるようにし、ているので、前記トラ
ンジスタのベースに流れ込む制限電流の温度係数は、従
来に比べ、０１Ｊ記トランジスタのベース・エミッタ間
電圧の温度係数が相殺される分小さくなり、動作温度の
変化による制限電流の変動を小さくでき、その結果、広
い動作温度範囲において安定した出力電流が得られる。

〈実施例〉本発明の一実施例について、第１図、第３図及び第４図
を参照して説明する。

第１図は本実施例による安定化電源回路図である。以Ｆ
、第２図に示す従来例と異なる点のみを説明する。なお
、第２図の従来例と同一機能部品については同一記号を
符している。

第１図において、過電流保護回路１４に対する温度補償
回路Ｉ５とし７て、まずトランジスタＴｒ　１３のエミ
ッターＧＮＤ間に抵抗Ｒ１が接続され、トランジスタＴ
ｒ１３のエミッタと抵抗Ｒ１との接続点に、トランジス
タＴ　ｒｘａ　ト同一のベース・エミッタ間？［圧を有
するトランジスタＴｒ］　のエミッタが接続されでいる
。また、トランジスタＴｒｌのベース及びコレクタは基
準電圧■ｒｅｆ　Ｉて接続されている。

以上のような回路において、出力電流ＩＱが増大し７た
時に行なわれる７Ｅ流制限は、従来例と同じくエミッタ
拡散抵抗ＲＩ３の電圧降下が、トランジスタＴｒ１３の
ベース・Ｊミッタ間電圧ＶＢＥＩ８　Ｋ等しくなり、ト
ランジスタＴｒ４３がオンする時である。以Ｆ、制限電
流Ｉｎ＋に求める。

１ず、Ｐ点の電位Ｖｐは以下の様になる。

ＶＰ　−”　”ｒｅ（ＶＢＥＩ　”　”ＢＥＩ３　　　
　　”’式（４）ｆｆ１１〜、ＶＢＥＩはトランジスタ
Ｔ’　ｒ　１のベース・エミッタ間電圧である。

ここでＶ　ＢＥＩ　””　Ｖ　ＢＥＩ３　　であるので
、　Ｖｐ″Ｖｒｅｆとなる。

従って、トランジスタＴｒ１３のオン時にけＩ　ｐＨＸ
　ＲＯＩ””　ｖｒｅｆ　　　　　　　　　”’式（５
）故！’ｉ：、　　ｉＩ月＝　Ｖｒｅｒ／　Ｒｏ　１＝
−式（６）式（６）において、基準電圧ｖｒｅｆの温度
係数は約＋２０　ＰＰＭ／℃であり、エミッタ拡散抵抗
Ｒ１３の温度係数は約−２０００ＰＰＭ／℃である。よ
ってＩＤＩの温度係数は、ｖｒｅｆの温度係数を無視す
れば、約−２０００ＰＰＭ／℃となり、従来例にくらべ
て’　／２　、５となる。それゆえ、広範囲の動作温度
においても制限電流ＩＤＩの変動が少なく、しかも負の
温特をとどめているため、熱暴走に対する安全性につい
ても従来同様保証されている。

以下、本実施例による効果を具体的に示す。

第３図は制限電流ＩＤＩの動作温度特性を示した図であ
る。図中、Ｃが本実施例による特性である。

特性Ｃの回路設定条件は例えば以下の通りである。

Ｖ　ｒｅｆ”　１．２６　Ｖ　、　Ｒ１１：　２，８　
ＫΩ、Ｒ１２＝４００Ω。

Ｒ１３＝５０Ω、Ｒ１＝５にΩ、トランジスタＴ　ｒｌ
ｌのｈＦＥ＝８０゜第３図中、従来例による特性ａ及びｂと比較すると、特
性Ｃは制限電流ＩＤＩの傾きの勾配が小さく、広範囲の
動作温度に対しても変動が少ないことがわかる。

第４図は過電流保護特性を示した図である。図中、＋ｄ
　／が本実施例による出力電流ＩＱの電流範囲を示し、
ｃｏ及びＣ１はそれぞれＴｊ＝１２５℃及びＴｊ＝２５
℃の時の出力電流ＩＱの値を示している。

図中、従来例による出力電流ｒＯの範囲ａ′及びｂ′に
比較すると、電流範囲ビ′は狭く、出力電流ＩＯの変動
が少なく安定している。従って、電流範囲ａ′のように
出力電流■ｏがＩＡを割ることもなく、また、電流範囲
ｂ′のように出力電流ＩＱが２．６Ａにまで達すること
もない。

〈発明の効果〉以上説明したように本発明によれば、広範囲の動作温度
においても制限電流の変動が少なく、従って安定した出
力電流が得られる安定化電源回路を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による安定化電源回路の回路
図、第２図は従来例による安定化電源回路の回路図、第
３図は制限電流の動作温度特性図、第４図は過電流保護
特性図である。１０・・・制御回路、＋４・・・過電流保護回路、１５
・・・温度補償回路、”１１・・・電圧５制御トランジ
スタ、ｖｒｅｆ・・・基準電圧。代理人　弁理士　梅　１）　勝（他２名）第　１ｍ第２図

Claims

【特許請求の範囲】

１、出力電圧を制御する電圧制御トランジスタと、負帰
還させた出力電圧の一部を一定の基準電圧と等しくなる
ように、前記電圧制御トランジスタのベース電流を制御
する制御回路とを備え、前記制御回路は出力電流を制御
する過電流保護回路を含んでなる安定化電源回路におい
て、前記過電流保護回路に対する温度補償回路を前記基
準電圧から前記過電流保護回路に対して接続することを
特徴とする安定化電源回路。