JPH077313B2 - 直流電源開閉回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、トランジスタ制御方式の安定化回路を含み形
成された直流電源開閉回路に関する。

［従来の技術］ 直流入力電源に接続されるベース電流供給用の第１の抵
抗を含み形成されたトランジスタ制御方式の安定化回路
と，この安定化回路で生成された安定化電流電圧が基準
電圧と等しくなったときに信号を発する信号発生器と，
安定化電源から２次電源を生成するスイッチング方式の
２次電源回路とを備えた直流電源開閉回路が知られてい
る。

かかる従来の直流電源開閉回路の一般的構造は第２図に
示す通りである。第２図において、直流電源開閉回路
は、安定化回路10と電流制限回路20とを含み、安定化電
源３を生成するとともに安定化電源３に接続された信号
発生器30および２次電源回路40とを備えた構成とされて
いる。

安定化回路10は、直列制御素子としてのトランジスタTR
1、負帰還用のコレクタ抵抗としての第１の抵抗R1、ツ
ェナーダイオードZDとからなり、いわゆるエミッタ・ホ
ロワ形安定化電源を形成する。

第１の抵抗R1は、スイッチSWをONしたときに直流入力電
源（非安定化電源）１の高電位側電路に接続されベース
電流を供給する。リップル整定用のコンデンサＣが設け
られている。

電流制限回路20は、電源投入時のラッシュ電源を制御す
るもので、抵抗R3,R5,R6、トランジスタTR3,TR4とから
なり負荷電流（安定化電源電流）を検出して電流ラッシ
ュを抑制する。

また、安定化電源３に接続された信号発生器30は、接続
された機器の正常かつ安定動作条件を確立した時に機器
側へリセット解除信号を出力するもので、安定化電源電
圧V1Nと予め設定された基準電圧Vrefとを比較してV1N
Vrefとなったときにリセット解除信号を出力する。

２次電源回路40は、機器内部で使用する新たな２次電源
（例えば＋5V）を生成するものでスイッチング制御方式
である。

従って、機器に電源を供給すべくスイッチSWを直流入力
電源１にONすれば、抵抗R1を介しベースに電流が供給さ
れコレクタ電流ICが流れる。この電源投入時のVCEおよ
びICは第３図に示される。すなわち、トランジスタTR1
のエミッタ電圧は、直流入力電源１の低位側電圧とほぼ
同じであるから、VCEは直流入力電源電圧となりコンデ
ンサＣがチャージされるに従い徐々に低下し、ツェナー
ダイオードZDで決定される電圧との電圧差に則り一定と
なる。一方、ICは急激に増加し電流制限回路20の抵抗R3
で制限される電流値でカットされコンデンサＣがチャー
ジされるに従い低下する。

このようにして電源投入時のラッシュ電源を制限しつつ
安定化電源３が立上がる。そして、安定化電源電圧V1N
が基準電圧Vrefと等しくなったときに信号発生回路30か
らリセット解除信号（ハイレベル）が出力される。ここ
に、電源投入時から２次電源が規定状態に安定するまで
の時間をT1とすると、リセット解除信号は時間T1の経過
後に出力されるべきである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来の直流電源開閉回路では、電源投入時
の立上がり特性と機器運転中の急激な負荷変動時の追従
特性とをそれぞれ理想状態に選定することができないと
いう相反二面性的欠点を有していた。

すなわち、安定化回路10のトランジスタTR1の損失はVCE
とICとの積で表わされるから、ラッシュ電流を制限する
ためには抵抗R1,R3の抵抗値を大きくすべきである。一
方、信号発生回路30では、安定化電源電圧V1Nの立上が
り速度が早ければリセット解除信号も早く出力される。
これに対して、２次電源回路40は、スイッチング方式の
ために回路内に大きな時定数を持っており出力特性より
時間T1が決定されるので、安定化電源電圧V1Nの立上が
り速度に比例的に立上がりが早くなるわけではない。

従って、抵抗R3の抵抗値の大きさや直流入力電源の立上
がり特性等の理由により、安定化電源電圧V1Nが第４図
（Ａ）に点線で示した如く急激に立上がると、リセット
解除信号が同（Ｃ）に示す如く２次電源の立上がり時間
T1［同（Ｂ）参照］経過前に出力され機器の誤動作を招
くという問題が生じる。よって、電源投入時にはトラン
ジスタTR1の保護上も、２次電源確立後のリセット解除
信号発生を保障させるためにも、抵抗R1,R3の抵抗値を
比較的大きくして立上がり特性を遅くするほうが望まし
いといえる。

ところが、抵抗R1,R3の抵抗値を大きくすると応答性が
下がるので、定常運転時に、例えばキャッシュレジスタ
のキャッシュドロワーを駆動するような急激かつ大きな
負荷変動があると追従できず、安定化電源３が所定値を
保てないという事態となる。

しかして、従来の直流電源開閉回路では、電源投入時の
立上がり特性と定常運転時の急激な負荷変動に対する追
従特性とを比較考慮の上、各理想状態から一歩後退させ
た妥協点を見出し運用せざるを得なかったわけである。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、電源投入時の電流ラッシュを制限し適
時にリセット解除信号を発することができるとともに，
定常運転時における急激な負荷変動に対しても十分に追
従できる確実かつ信頼性のある安定化電源を生成するこ
とのできる直流電源開閉回路を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、直流入力電源に接続されるベース電流供給用
の第１の抵抗を含み形成されたトランジスタ制御方式の
安定化回路と、この安定化回路で生成された安定化電源
電圧が基準電圧と等しくなったときにリセット解除信号
を発する信号発生器と、安定化電源から２次電源を生成
するスイッチング方式の２次電源回路とを備えた直流電
源開閉回路において、 前記第１の抵抗の抵抗値を、電源投入時のラッシュ電流
を制限可能かつ前記２次電源回路が安定後に前記信号発
生器からリセット解除信号が発生されるように選定し、 前記第１の抵抗に並列接続可能な第２の抵抗と、前記信
号発生器からリセット解除信号が出力されたことを条件
として第２の抵抗を第１の抵抗に並列接続するための特
性切替回路とを設けた構成とし前記目的を達成する。

［作用］ 電源投入時には、大きな抵抗値を持つ第１の抵抗により
安定化回路の立上がり特性を決めてラッシュ電流を制限
するとともに２次電源回路が安定後に信号発生器からリ
セット解除信号を発生させるようにし、リセット解除信
号が出力された以後は第２の抵抗を並列接続させること
によって全体抵抗値を下げ，安定化回路の負荷変動に対
する追従特性を高める。

［実施例］ 本発明に係る直流電源開閉回路の一実施例を第１図に基
づき説明する。

この実施例では、安定化回路10と、特性切替回路20と信
号発生回路30と２次電源回路40とから直流電源開閉回路
が構成されている。

安定化回路10は、直列制御素子としてのトランジスタTR
1、負帰還用のコレクタ抵抗としての第１の抵抗R1、ツ
ェナーダイオードZDとからなり、リップル製定用のコン
デンサＣが設けられている。

第１の抵抗R1はスイッチSWを直流入力電源１の高電位側
電路に接続したときにベース電流を供給するものとさ
れ、その抵抗値はトランジスタTR1を保護するに十分な
電源投入時のラッシュ電流を制限できかつ２次電源回路
40の２次電源が安定した後に信号発生回路30からリセッ
ト解除信号が発生されるような値に選定されている。従
って、前記従来の電流制限回路は省略されている。な
お、信号発生回路30および２次電源回路40の構成は前記
従来の構成と変りがないので説明を省略する。

さて、本発明の技術的特徴事項である安定化回路10の特
性改善は、第２の抵抗R2と特性切替回路20とにより行わ
れる。この実施例における第２の抵抗R2は、上記第１の
抵抗R1の抵抗値よりも小さいものとされ第１の抵抗R1に
並列接続可能なものとされている。

特性切替回路20は、分圧抵抗R5,R6間にベースが接続さ
れたトランジスタTR4と、トランジスタTR4のコレクター
とスイッチSWとの間に直列接続された分圧抵抗R7,R8
と、ベースが分圧抵抗R7,R8間に接続された第２の抵抗R
2を第１の抵抗R1に並列接続するためのスイッチング用
トランジスタTR2とから構成されている。各構成要素
は、安定化電源が立上がりかつ信号発生回路30からリセ
ット解除信号が出力されたときに特性切替回路20が第２
の抵抗R2を第１の抵抗R1に並列接続するように選定され
ている。

次に、この実施例の作用を説明する。

（電源投入時） スイッチSWをONして安定化回路10を駆動すれば、トラン
ジスタTR1のVCEはコンデンサＣのチャージとともに徐々
に低下しICは急激に立上がるとともに次第に安定する
（第３図参照）。ここに、ICは、大きな抵抗値を持つ第
１の抵抗R1にによりラッシュ電流が小さなものとされて
いるので、トランジスタTR1の保護の万全が達せられ
る。また、その立上がり特性は、２次電源回路40の特性
に応じた比較的遅いものとされているから、信号発生回
路30からのリセット解除信号は第４図に実線で示した如
く２次電源が確実に立上がった後に出力される。

（定常運転時） ２次電源回路40の出力たる２次電源が規定電圧となる
と、特性切替回路20の作用により、小さな抵抗値を持つ
第２の抵抗値R2を第１の抵抗R1と並列に接続する。すな
わち、並列接続により全体的抵抗値を小さくするのであ
る。安定化回路10の負帰還用のコレクタ抵抗が小さいも
のに切り替えられるから、その応答性が著しく改善され
る。第２の抵抗Ｒの値は、安定化電源３および２次電源
に接続される負荷特性に鑑み決定される。従って、定常
運転時に急激な負荷変動があったとしても十分な安定化
電源を供給できるように安定化回路10は追従できる。

しかして、この実施例によれば、第１の抵抗R1の抵抗値
を、電源投入時のラッシュ電流を制限可能かつ２次電源
回路40が安定後に信号発生器からリセット解除信号が発
生されるように選定し、第１の抵抗R1に並列接続可能な
第２の抵抗R2と、信号発生器からリセット解除信号が出
力されたことを条件として第２の抵抗R2を第１の抵抗R1
に並列接続するための特性切替回路20とを設けた構成と
したので、電源投入時の電流ラッシュを制限し適時にリ
セット解除信号を発することができるとともに，リセッ
ト解除信号が出力された以後すなわち定常運転時におけ
る急激な負荷変動に対しても十分な追従ができる信頼性
ある安定化電源を供給するとことができる。

また、安定化回路10の特性は、第１の抵抗R1に第２の抵
抗R2を並列接続することによって行う構成であるから、
接続される負荷特性に最適な追従特性を容易に選定する
ことができる。

なお、以上の実施例では、安定化回路10はスイッチSWの
操作により起動されるものとしたが、このスイッチSWは
省略しても実施することができる。また、第２の抵抗R2
の抵抗値は第１の抵抗値R1の値より小さくなくともよ
い。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかの通り、第１の抵抗の抵抗値を、
電源投入時のラッシュ電流を制限可能かつ２次電源回路
が安定後に信号発生器からリセット解除信号が発生され
るように選定し、第１の抵抗に並列接続可能な第２の抵
抗と、信号発生器からリセット解除信号が出力されたこ
とを条件として第２の抵抗を第１の抵抗に並列接続する
ための特性切替回路とを設けた構成としたから、電源投
入時の電流ラッシュを制限し適時にリセット解除信号を
発することができるとともに、定常運転時における急激
な負荷変動に対しても十分に確保かつ信頼性ある安定化
電源を生成できるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る直流電源開閉回路の一実施例を示
す全体回路図、第２図、第３図、第４図は従来の直流電
源開閉回路を示し第２図は全体回路図、第３図は電源投
入時の電圧、電流を示す図、第４図は各信号間のタイミ
ングチャートである。 １……直流入力電源、 ３……安定化電源、 10……安定化回路、 20……特性切替回路、 30……信号発生回路、 40……２次電源回路、 R1……第１の抵抗、 R2……第２の抵抗。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流入力電源に接続されるベース電流供給
   用の第１の抵抗を含み形成されたトランジスタ制御方式
   の安定化回路と、この安定化回路で生成された安定化電
   源電圧が基準電圧と等しくなったときにリセット解除信
   号を発する信号発生器と、安定化電源から２次電源を生
   成するスイッチング方式の２次電源回路とを備えた直流
   電源源開閉回路において、 前記第１の抵抗の抵抗値を、電源投入時のラッシュ電流
   を制限可能かつ前記２次電源回路が安定後に前記信号発
   生器からリセット解除信号が発生されるように選定し、 前記第１の抵抗に並列接続可能な第２の抵抗を、前記信
   号発生器からリセット解除信号が出力されたことを条件
   として第２の抵抗を第１の抵抗に並列接続するための特
   性切替回路とを設けたことを特徴とする直流電源開閉回
   路。
2. 【請求項２】前記特許請求の範囲第１項において、前記
   第２の抵抗の抵抗値が前記第１の抵抗の抵抗値よりも小
   さな値とされている直流電流開閉回路。