JPH0827668B2

JPH0827668B2 - 定電圧電源の保護回路

Info

Publication number: JPH0827668B2
Application number: JP60160738A
Authority: JP
Inventors: 泰嗣重田; 芳秀森本
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPS6220011A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、定電圧電源の出力トランジスタを過大電流
による破壊から保護する為の保護回路に関するものであ
る。

（ロ）従来の技術昭和57年９月10日付で誠文堂新光社から発行された
「ボルテージレギュレータハンドブック」第１−８頁に
は、電流制限回路を有する定電圧電源が記載されてい
る。前記定電圧電源は、第２図に示す如く、コレクタが
電源端子（１）にエミッタが出力端子（２）に過電流検
出抵抗（３）を介して接続された出力トランジスタ
（４）と、前記出力端子（２）とアースとの間に直列接
続された第１及び第２抵抗（５）及び（６）と、該第１
及び第２抵抗（５）及び（６）の接続点に得られる電圧
と基準電源（７）からの電圧とを比較する比較回路
（８）と、前記過電流検出抵抗（３）の電圧降下に応じ
て動作する保護トランジスタ（９）とによって構成され
ている。そして、前記比較回路（８）の出力信号により
出力トランジスタ（４）が制御される様に成されている
から、出力端子（２）に定電圧を得ることが出来、前記
出力トランジスタ（４）に過大電流が流れたときには前
記保護トランジスタ（９）を作動させて前記出力トラン
ジスタ（４）を破壊から保護することが出来る。

（ハ）発明が解決しようとする問題点しかしながら、第２図の回路は、出力トランジスタ
（４）のエミッタと出力端子（２）との間に過電流検出
抵抗（３）が挿入され、前記出力トランジスタ（４）が
NPN型である為、電源端子（１）と出力端子（２）との
間の電圧降下が大となり、低損失型の定電圧電源を作成
することが出来ないという問題があった。また、単に過
大電流を検出し保護トランジスタ（９）を作動させると
いう構成の為、素子のバラツキや温度変化に応じて検出
感度が変化するという問題があった。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は、上述の点に鑑み成されたもので、ベース及
びコレクタが出力トランジスタに共通接続された電流検
出トランジスタと、該検出トランジスタのエミッタ電流
に応じた電圧降下を生じる検出抵抗と、該抵抗の端子電
圧をレベルシフトする定電流駆動型の第１レベルシフト
回路と、基準電圧を発生する定電流駆動型の第２レベル
シフト回路と、前記第１及び第２レベルシフト回路の出
力を比較する比較回路と、該比較回路の出力に応じて前
記出力トランジスタの電流を制限する制限トランジスタ
とを備える点を特徴とする。

（ホ）作用本発明に依れば、電流検出トランジスタに流れる電流
を検出抵抗に流し、該検出抵抗の端子電圧を電流駆動型
の第１レベルシフト回路によりレベルシフトして、比較
回路の入力とし、該比較回路において、抵抗によって得
られる基準電圧を、定電流駆動型の第２レベルシフト回
路でレベルシフトした電圧と比較しているので、保護回
路の動作開始電圧を、抵抗比と電流とによって設定でき
る。従って、出力トランジスタの確実な保護が達成でき
る。

（ヘ）実施例第１図は本発明の一実施例を示すもので、（10）はエ
ミッタが電源端子（11）に、コレクタが出力端子（12）
にそれぞれ接続されたPNP型の出力トランジスタ、（1
3）及び（14）は前記出力端子（12）に得られる出力電
圧V_OUTを分圧する第１及び第２分圧抵抗、（15）は前記
第１及び第２分圧抵抗（13）及び（14）の分圧点に得ら
れる電圧と基準電源（16）の電圧とを比較し、両電圧の
差に応じた出力信号を発生する第１比較回路、（17）及
び（18）は前記第１比較回路（15）の出力信号により制
御される第１及び第２駆動トランジスタ、（19）はベー
ス及びコレクタが前記出力トランジスタ（10）と共通接
続された電流検出トランジスタ、（20）は該検出トラン
ジスタ（19）のエミッタ電流に応じた電圧降下を生じる
検出抵抗、（21）はベースが前記検出トランジスタ（1
9）のエミッタに接続された第１レベルシフト回路を構
成する第１レベルシフトトランジスタ、（22）及び（2
3）は差動接続され第２比較回路（24）を構成する第１
及び第２トランジスタ、（25）は前記第１レベルシフト
トランジスタ（21）のエミッタにコレクタが接続された
第１定電流トランジスタ、（26）及び（27）は電源端子
（11）と前記第２トランジスタ（23）のベースとの間に
直列接続され第２レベルシフト回路を構成する抵抗及び
ダイオード接続型の第２レベルシフトトランジスタ、
（28）は前記第２レベルシフトトランジスタのエミッタ
にコレクタが接続された第２定電流トランジスタ、及び
（29）は前記第１比較回路（15）の出力信号を遮断する
制限トランジスタである。

出力端子（12）に得られる出力電圧V_OUTは、第１及び
第２分圧抵抗（13）及び（14）で分圧され、第１比較回
路（15）において基準電圧と比較させるから、前記第１
比較回路（15）の出力端には、両電圧の差に応じた出力
信号が発生し、該出力信号が第１駆動トランジスタ（1
7）のベースに印加される。その場合、もし出力電圧V
_OUTが低下すると、第１比較回路（15）の出力信号が大
になり第１及び第２駆動トランジスタ（17）及び（18）
のコレクタ電流が大になって、出力トランジスタ（10）
のコレクタ電流を増大させ、出力電圧V_OUTを引き上げ
る。また、もし出力電圧V_OUTが上昇すると、第１比較回
路（15）の出力信号が小になり第１及び第２駆動トラン
ジスタ（17）及び（18）のコレクタ電流が小になって、
出力トランジスタ（10）のコレクタ電流を減少させ、出
力電圧V_OUTを引き下げる。従って、出力端子（12）に一
定の出力電圧を得ることが出来る。

出力トランジスタ（10）と電流検出トランジスタ（1
9）とのエミッタ面積比をN:1に設定すれば、前記出力ト
ランジスタ（10）のエミッタ電流I_E1は、となり、電流検出トランジスタ（19）のエミッタ電流I
_E2は、となる。そして、前記第（１）及び第（２）式より、I
_E1とI_E2との関係は、となる。

ところで、前記電流検出トランジスタ（19）のエミッ
タ電流I_E2は検出抵抗（20）に流れるから、第２比較回
路（24）の第１トランジスタ（22）のベース電圧V
_B1は、 V_B1＝V_IN−R_A・I_E2−V_BE3 ……（４）となる。また、前記第２比較回路（24）の第２トランジ
スタ（23）のベース電圧V_B2は、 V_B2＝V_IN−R_B・I₀₂−V_BE4 ……（５）となる。しかして、前記第１及び第２トランジスタ（2
2）及び（23）のベース電圧V_B1及びV_B2が等しくなり、
前記第１トランジスタ（22）が導通したとき、保護動作
が開始されるものとすれば、前記第（４）及び第（５）
式より、となる。ここで、前記第１及び第２レベルシフトトラン
ジスタ（21）及び（27）の動作電流は、第１及び第２定
電流トランジスタ（25）及び（28）により与えられてお
り、その値は、 I₀₁＝（Vref−V_BE5）/R₅ ……（７） I₀＝（Vref−V_BE6）/R₆ ……（８）となるから、前記抵抗（30）及び（31）の値を互いに等
しく、かつV_BE5＝V_BE6とすれば、I₀₁＝I₀₂となり、第１
及び第２レベルシフトトランジスタ（21）及び（27）の
動作電流を等しくすることが出来、その結果それらのベ
ース・エミッタ間電圧を等しくすることが出来る。従っ
て、前記第（６）式は、となり、保護動作の開始時における電流検出トランジス
タ（19）のエミッタ電流I_E2が一義的に決まる。そし
て、前記第（３）式より、保護動作開始時の前記エミッ
タ電流I_E1が決まれば、保護動作開始時の出力トランジ
スタ（10）のエミッタ電流I_E1も決まるので、結局、本
考案に係る保護回路の保護動作は、検出抵抗（20）の値
R₄、抵抗（26）の値R_B、及び第２定電流トランジスタ
（28）のコレクタ電流I₀₂に応じたものとなる。集積回
路において、抵抗比の設定は高精度に実現出来、定電流
も正確に設定出来るので、保護動作の開始を正確に設定
出来る。

従って、第１図の如き回路構成とすれば、出力トラン
ジスタ（10）に過電流I_E1が流れるとき、電流検出トラ
ンジスタ（19）にエミッタ電流I_E2が流れ、第２比較回
路（24）の第１トランジスタ（22）が導通し、制限トラ
ンジスタ（29）が導通するので、第１比較回路（15）の
出力が遮断され、出力トランジスタ（10）の電流制限が
行なわれて、前記出力トランジスタ（10）の保護が達成
される。

（ト）発明の効果以上述べた如く、本発明に依れば、定電圧電源の出力
トランジスタを過大電流による破壊から確実に保護する
ことが出来る保護回路が得られる。また本発明に依れ
ば、保護動作の開始を正確かつ簡単に設定出来る保護回
路が得られる。更に本発明に依れば、集積回路化に適し
た保護回路を提供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す回路図、及び第２図
は従来の定電圧電源を示す回路図である。主な図番の説明（10）……出力トランジスタ、（19）……電流検出トラ
ンジスタ、（20）……検出抵抗、（21）……第１レベル
シフトトランジスタ、（24）……第２比較回路、（26）
……抵抗、（27）……第２レベルシフトトランジスタ、
（29）……制限トランジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース及びコレクタが出力トランジスタの
ベース及びコレクタに共通接続された電流検出トランジ
スタを備える定電圧源の保護回路であって、前記検出ト
ランジスタに流れる電流に応じた電圧降下を生じる検出
抵抗と、該検出抵抗の端子電圧をレベルシフトする定電
流駆動型の第１レベルシフト回路と、基準電圧を発生す
るための抵抗と、前記基準電圧をレベルシフトする定電
流駆動型の第２レベルシフト回路と、前記第１及び第２
レベルシフト回路の出力を比較する比較回路と、該比較
回路の出力に応じて前記出力トランジスタの電流を制限
するトランジスタから成り、前記出力トランジスタを過
大電流による破壊から保護する定電圧電源の保護回路。