JPH0542483Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は一般的に安定化電源回路に係り、特
に、２つの出力を有する安定化電源回路に関する
ものである。

〔従来の技術〕

この種の安定化電源回路は、電源回路の負荷が
マイクロプロセツサである場合にその使用例を見
ることができる。第１図はマイクロプロセツサを
負荷としたときの従来の安定化電源回路の一例を
示す。同図において、マイクロプロセツサ１は、
電源供給端子V_DDとマイクロプロセツサ１の動作
を制御する入力端子CEを有し、端子V_DDは入力端
子CEに電圧が供給されていない場合でも内部デ
ータが消失してしまわないように常に電圧が印加
されなければならない。上記入力端子CEに安定
化した電圧を供給する回路は、トランジスタＱに
より構成したエミツタフオロア回路により構成さ
れている。

このエミツタフオロア回路は、コレクタが電源
スイツチ２を介して電源に接続されたトランジス
タＱのベース電圧がツエナーダイオードZDで一
定にされることで、入力電圧V_CCが変動しても図
示しない負荷に流れる電流の変動分をツエナーダ
イオードZDに流してベース電流I_Bを変化させず、
従つて出力電圧V₀を一定に保つようになつてい
る。また負荷の変動に対してもベース電圧が変化
しないので、エミツタ電位すなわち出力電圧V₀
が一定に保たれる。要するに、この回路はツエナ
ーダイオードZDと抵抗とで安定な電圧を発生さ
せ、トランジスタＱはその電圧をエミツタフオロ
アで負荷に供給するものである。

また上記電源端子V_DDへの電圧は、抵抗R₁とツ
エナーダイオードZD₁によつて得、ダイオードD₁
を介して供給され、この回路部分をバツクアツプ
回路と呼び、一般に電池であることが多いバツク
アツプ電源に常に接続されている。バツクアツプ
時のマイクロプロセツサ１の消費電力は一般に極
めて軽微であるのでこのような簡単な回路でよ
く、またバツクアツプ電源の負担を少なくするた
め抵抗R₁を出来る丈大きな値にして微少な電流
しかツエナーダイオードZD₁に流さないようにす
る。

ところで、マイクロプロセツサ１を動作可能に
するには、電源スイツチ２をオンして入力端子
CEに電圧を与えてマイクロプロセツサ１全体を
活性化しなければならないが、このようなときマ
イクロプロセツサ１の消費電力は増加するので、
バツクアツプ回路だけでは十分な電力供給ができ
ず、このため電源スイツチ２をオンして入力端子
CEに電圧を与えたとき、電源端子V_DDに供給する
電流を増加させる必要がある。

上述のような要求から、エミツタフオロア回路
を構成するトランジスタＱのエミツタを、ダイオ
ードD₂，D₃をそれぞれ介して端子V_DD，CEに接
続して、各端子に電圧を与えるようにされる。す
なわち、電源スイツチ２をオンすると、安定化電
源回路は一定の電圧を出力し、端子V_DD，CEにバ
ツクアツプ電圧と等しい電圧と十分な電力を与
え、マイクロプロセツサ１を活性状態にする。

上記ダイオードD₁，D₂は、端子V_DDに対し正電
位方向の論理和回路として機能すると共に、電流
の逆流を防ぐように機能しているが、これらのダ
イオードD₁，D₂のため安定化電源回路の出力電
圧はダイオードの順方向電圧降下分だけ正規の電
圧よりも高いものとなつている。このため端子
CEへ安定化電源回路の出力電圧をそのまま供給
すると、マイクロプロセツサ１がMOS構成の場
合、ラツチアツプ現象を引き起し易くなり好まし
くないので、ダイオードD₃を挿入して電圧を揃
えるようにしている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上述した従来の安定化電源回路は、マイクロプ
ロセツサ１に適用したとき、一般的なスイツチン
グダイオードに比べ価格が高い傾向にある２つの
ツエナーダイオードZD，ZD₁を電源回りに使用
する必要があると共に、ダイオードD₁〜D₃を電
源供給線上に直列に接続する必要があつて、接続
箇所の増加とダイオードという部品の存在とによ
つて信頼性の面で不利であつた。更に、ダイオー
ドの順方向電圧降下という、或る程度予測はでき
るが確実でない要素が電源回路の特性に加わるこ
とになる。

従つて、仮に、ツエナーダイオードZDが完全
な特性を有していても、トランジスタＱのベース
エミツタ、ダイオードD₂の各順方向電圧が共に
負の温度係数を有しているので、端子V_DD，CEへ
はその両者が加算されて或る程度変動する電圧が
供給されることになる。一般にMOS構成のマイ
クロプロセツサの場合、電源電圧に対する許容度
は大きいので実用上支障はないが、モノリシツク
構成であつたり、電源電圧に対する許容度が小さ
い他の種類のICの場合には、より複雑で高価な
回路にする必要があつた。

本考案は上述した点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、２つの出力を有する安
定化電源回路において、簡単すつ低コストであ
り、しかも信頼性の面でも優れた安定化電源回路
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本考案により成された
安定化電源回路は、２つの出力を有する安定化電
源回路であつて、定電圧素子からなる単一の基準
電圧源と、該基準電圧源に接続されたダイオード
及び該ダイオードを介して前記基準電圧源に電流
を供給する固定抵抗を有し、前記ダイオード及び
前記固定抵抗の接続点の電圧を制御電圧とするト
ランジスタからなるエミツタフオロワとを備え、
前記基準電圧源が出力する基準電圧を第１の出力
とし、前記エミツタフオロワが出力する前記基準
電圧に等しい電圧を第２の出力とすることを特徴
としている。

〔作用〕

上記構成において、定電圧素子からなる単一の
基準電圧源に接続されたダイオードと、このダイ
オードを介して基準電圧源に電流を供給する固定
抵抗との接続点の電圧をエミツタフオロワのトラ
ンジスタの制御電圧とすることにより、基準電圧
部分を共通にすることができ、エミツタフオロワ
のベース・エミツタ間の電圧降下とダイオードの
順方向電圧降下とが略等しいので、エミツタフオ
ロワは基準電圧源が出力する基準電圧である第１
の出力と等しい大きさの電圧を第２の出力として
出力することができ、しかも第２の出力の温度係
数もダイオードによつて打ち消されている。

更に、エミツタフオロワがその出力電圧を第２
の出力として出力するとき、基準電圧源は固定抵
抗を通じ電流が供給される。

〔実施例〕

以下本考案を第２図以降に示す実施例について
説明するが、第１図と同等部分には同一符号を付
してある。

第２図はマイクロプロセツサ１の電源回路とし
て構成した本考案による安定化電源回路の一実施
例を示し、バツクアツプに関する回路、抵抗Ｒ，
R₁、トランジスタＱ、ツエナーダイオードZD₁は
第１図のものと基本的に同等のものであるがダイ
オードD₁〜D₃及びツエナーダイオードZDが省略
される代りに、アノードがトランジスタＱのベー
スに、カソードがツエナーダイオードZD₁のカソ
ードにそれぞれ接続されたダイオードD₄が付加
されている。従つて、上記ツエナーダイオード
ZD₁のツエナー電圧は、マイクロプロセツサ１の
規定の電圧と等しいものが選ばれる。また抵抗
R₁は第１図の場合同様に大きな値を有し、バツ
クアツプ電源の負荷を少くする。

上述のような構成において、図示しない負荷を
駆動すると共に、マイクロプロセツサ１を活性状
態にすべくスイツチ２をオンすると、安定化電源
回路は第３図に示す回路と等価の回路となる。こ
の回路の負荷Ｌはマイクロプロセツサ１の端子
CEの負荷も含んでおり、基本的には第２図の回
路と同じであることが判る。この回路の出力電圧
V₀は、 V₀＝V_Z＋V_F−V_BE で表わされ、式中V_ZはツエナータイオードZD₁の
ツエナー電圧、V_FはダイオードD₄の順方向電圧、
そしてV_BEはトランジスタＱのベースエミツタ間
電圧である。上記V_F，V_BEは共に、上述したよう
に確実に電圧でなく、また負の温度係数を有して
いるが、式から判るように、V_FとV_BEは減算関係
となつているので、各々の温度係数も含んだその
絶対値は出力電圧V₀に影響を与えない。

今、V_FとV_BEが全く等しいとすると、V₀はV₂
に等しくなる。そして、トランジスタＱ、ダイオ
ードD₄の両方にシリコンを素材とした素子を使
用し、しかもトランジスタＱのエミツタ電流をダ
イオードD₄の順方向電流と大略等しくなるよう
にすると、V_FとV_BEは大略等しい値をとり、また
温度係数もほぼ同じ値をとることが知られてい
る。従つて、V₀はほぼV_Zのみによつて決まる。

因に、第１図の回路では、同様な表記で示せ
ば、 V₀＝V_ZD−（V_F＋V_BE） となり、（V_ZDはツエナーダイオードZDのツエナ
ー電圧）、V_BEとV_Fとは加算関係にあるので、
各々の温度係数も含んだ絶対値は出力電圧に影響
を与えることになる。これに対し、本考案による
回路の場合、従来の回路に比べ出力電圧V₀の温
度特性を含んだ誤差は少いことが判る。

上述のようにマイクロプロセツサ１の端子CE
に規定の電圧V₀が印加されることでマイクロプ
ロセツサ１は活性化されるが、このとき端子V_DD
から見た電源回路は第４図の様になる。マイクロ
プロセツサ１の活性化に伴い端子V_DDへの消費電
流が増加することは上述したが、この消費電流の
増加分は抵抗Ｒ、ダイオードD₄を介して供給さ
れる電流によつてまかなわれる。実際的には、こ
の供給電流はマイクロプロセツサ１の消費電流の
増加分より若干多くなる様に設定されており、こ
の差分の電流はツエナーダイオードZD₁に流れる
ことになる。勿論、電圧値はツエナーダイオード
によつて安定化される。

上述したことから明らかな様に、端子CEに印
加されるトランジスタＱの安定化電源の出力電圧
はほぼツエナー電圧V_Zに等しく、また端子V_DDに
印加される電圧ツエナー電圧V_Zであるので、端
子CE，V_DDに与える電圧の両者は互いにほぼ同じ
となり、従つて従来例のようにダイオードによつ
てこれらの電圧を揃える必要がない。

第２図の回路において、ダイオードD₄は上述
した様なトランジスタＱのV_BEの打消しなどの
他、バツクアツプ時のバツクアツプ電圧による電
流の逆流を阻止するためのスイツチとしても働
く。このスイツチ作用がない場合には、バツクア
ツプ電圧による電流がトランジスタＱのベースか
らエミツタへ逆流し、端子CEに電圧を与えてし
まう。

ところで、第２図の回路では、電源供給線上に
直列に介在する素子はダイオードD₄のみである
ので、従来に比べ素子数が少なく、信頼性を向上
させることができ、しかもツエナーダイオードは
１個でよく、他の部品点数の減少と相俟つてコス
トダウンを図ることができる。

上述の実施例では、マイクロプロセツサの電源
に応用しているが、この例に限定されるものでは
なく、一般的に２つの出力を有する安定化電源に
応用することができる。

〔考案の効果〕

本考案は上述したように、基準電圧部分を共通
にすることができ、エミツタフオロワは基準電圧
源が出力する基準電圧である第１の出力と等しい
大きさの電圧を第２の出力として出力することが
できるので、各々に基準電圧源を有するものに比
べて両出力電圧の偏差が小さくなり、また部品点
数の減少によるコストダウン、信頼性及び実装密
度の向上などを図ることができる。しかも第２の
出力の温度係数もダイオードによつて打ち消され
ているので、従来よりも改善された温度特性が得
られる。更に、エミツタフオロワがその出力電圧
を第２の出力として出力するとき、基準電圧源は
固定抵抗を通じ電流が供給されるので、基準電圧
である第１の出力の電流を増大することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の安定化電源回路をマイクロプロ
セツサの電源に応用した場合の回路図、第２図は
本考案による安定化電源回路をマイクロプロセツ
サの電源に応用した場合の回路図、第３図は第２
図中から本考案による回路部分を抽出して示す回
路図、第４図は第２図の回路の動作を説明するた
めの図である。 Ｑ……トランジスタ（エミツタフオロア回路）、
Ｒ……固定抵抗、ZD₁……ツエナーダイオード
（定電圧素子）、D₄……ダイオード。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ２つの出力を有する安定化電源回路であつて、 定電圧素子からなる単一の基準電圧源と、 該基準電圧源に接続されたダイオード及び該ダ
   イオードを介して前記基準電圧源に電流を供給す
   る固定抵抗を有し、前記ダイオード及び前記固定
   抵抗の接続点の電圧を制御電圧とするトランジス
   タからなるエミツタフオロワとを備え、 前記基準電圧源が出力する基準電圧を第１の出
   力とし、前記エミツタフオロワが出力する前記基
   準電圧に等しい電圧を第２の出力とする ことを特徴とする安定化電源回路。