(57)【要約】【課題】  負荷の変動形態に応じて適切に出力電圧の変動を抑制し得る定電圧電源を提供する。【解決手段】  出力電圧にオーバーシュートが発生した場合には、トランジスタＭ１を高速でオンさせると共に、トランジスタＭ２、Ｍ３によるカレントミラー回路を外付けコンデンサの余剰な蓄積電荷を利用して駆動する。これにより迅速にスイッチ回路をオン状態とすると共に、オーバーシュートの原因となる外付けコンデンサＣ１の余剰な蓄積電荷を大きな電流で以ってグランドに逃がす。スイッチ回路１が作動すると却って不都合な場合には、負荷の稼動・停止に応じたイネーブル信号をトランジスタＭ４に供給し、スイッチ回路１を不動作状態にしておく。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その主電流路が電源の入出力端子間に接続されたパワートランジスタと、出力電圧に応じた帰還信号の供給を受け、該出力電圧を安定化させるための駆動信号を該パワートランジスタに供給するエラーアンプと、該出力端子とグランドの間に接続され、該出力電圧にオーバーシュトが発生した時にオン状態となるスイッチ回路とを備えた定電圧電源において、該スイッチ回路が、
主電流路の一端が該出力端子に接続されると共に、該パワートランジスタと相補動作するように接続構成された第１のトランジスタと、
該第１のトランジスタの主電流路の他端に直列接続され、カレントミラー回路の電流基準側トランジスタとして機能するよう接続構成された第２のトランジスタと、
その主電流路が該第１のトランジスタと該第２のトランジスタの直列回路に対して並列した電流路を形成すると共に、カレントミラー回路の電流出力側トランジスタとして該第２のトランジスタとカレントミラー回路を構成する第３のトランジスタと、
該第２のトランジスタと該第３のトランジスタの主電流路の共通接続点とグランドの間に接続され、外部から供給される信号で駆動される第４のトランジスタと、
を具備することを特徴とする定電圧電源。
【請求項２】
前記第４のトランジスタを駆動する外部から供給される信号が負荷の動作状態に応じたイネーブル信号であることを特徴とする、請求項１に記載した定電圧電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定電圧電源の出力電圧が大きな負荷変動に伴って変動するのを抑制するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２に従来のシリーズ型の定電圧電源の一例の回路図を示した。図２の定電圧電源は以下のような回路構成となっている。
外部の電源供給源に接続される入力端子ＩＮと外部負荷に接続される出力端子ＯＵＴとの間にｎチャネルＭＯＳＦＥＴによるパワートランジスタＭＰの主電流路を接続する。パワートランジスタＭＰのゲートにエラーアンプＥＡの出力端子を接続し、エラーアンプＥＡの非反転入力端子（＋）を基準電圧源ＶＲＥＦに接続する。出力端子ＯＵＴとグランド（＝回路の基準電位点、以下グランドで統一する）との間に電圧検出用の抵抗Ｒ１とＲ２を直列に接続し、抵抗Ｒ１とＲ２の接続点をエラーアンプＥＡの反転入力端子（−）に接続する。なお、出力端子ＯＵＴとグランドの間に接続されているＣ１は外付けのコンデンサである。
【０００３】
図２に示すような回路構成を持つシリーズ型の定電圧電源は、例えばスイッチング型の定電圧電源に比べて負荷の変動に対する応答速度が早いという特徴がある。しかし、如何に応答速度の速いシリーズ型の定電圧電源であっても、負荷の変動が急峻かつ大量である場合には応答が追いつかず、その出力電圧が変動してしまうこともある。
例えば、負荷が軽い状態から重い状態に変化した時、定電圧電源の出力電圧は低下する可能性がある。図２の回路構成を持つ定電圧電源の場合、パワートランジスタＭＰに電流容量の大きなものを適用し、エラーアンプＥＡに駆動能力の高いものを適用すれば、負荷が軽い状態から重い状態に変化した時の出力電圧の低下を抑制することができる。
【０００４】
逆に負荷が重い状態から軽い状態に変化した時、定電圧電源の出力電圧は上昇する可能性がある。図２の回路構成を持つ定電圧電源の場合、一旦上昇した出力電圧は負荷における電力消費が進まないと低下しないため、長時間に亘って出力電圧が通常よりも上昇した状態となる恐れがある。そこで、急峻かつ大量に変動する負荷に電圧を供給するための定電圧電源では、例えば特許文献１に示すように、出力電圧にオーバーシュートが発生した時にオンするスイッチ回路を出力端子ＯＵＴとグランドの間に接続して対応していた。（なお、以下の議論における「負荷の変動」とは、原則として重い状態から軽い状態に変化した場合を示すものとする）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０９２６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
定電圧電源から電圧の供給を受ける負荷がいつも同じ量だけ変動するとは限らない。定電圧電源の出力電圧の変動を抑制するには、負荷が急峻かつ大量に変動したときにおいては殊更に、出力端子ＯＵＴとグランド間に接続されたスイッチ回路を迅速に閉じると共に、オーバーシュートの原因となるコンデンサＣ１の余剰な蓄積電荷を充分に大きな電流で以ってグランドに放出しなければならない。
【０００７】
また最近の負荷の駆動形態は多様化しており、例えば消費電力の低減のために負荷がバースト・モードで駆動されることがある。バースト・モードで駆動される負荷に定電圧電源から出力電圧を供給する場合、バースト期間（対：休止期間）中のオフ期間（対：オン期間）に生じる比較的小さなオーバーシュートでスイッチ回路が作動すると却って不都合なことも有り得る。
そこで本発明は、負荷の変動形態に応じて適切に出力電圧の変動を抑制し得る定電圧電源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、  その主電流路が電源の入出力端子間に接続されたパワートランジスタと、出力電圧に応じた帰還信号の供給を受け、出力電圧を安定化させるための駆動信号をパワートランジスタに供給するエラーアンプと、出力端子とグランドの間に接続され、出力電圧にオーバーシュトが発生した時にオン状態となるスイッチ回路とを備えた定電圧電源において、スイッチ回路が、  主電流路の一端が出力端子に接続されると共に、パワートランジスタと相補動作するように接続構成された第１のトランジスタと、  第１のトランジスタの主電流路の他端に直列接続され、カレントミラー回路の電流基準側トランジスタとして機能するよう接続構成された第２のトランジスタと、  その主電流路が第１のトランジスタと第２のトランジスタの直列回路に対して並列した電流路を形成すると共に、カレントミラー回路の電流出力側トランジスタとして第２のトランジスタとカレントミラー回路を構成する第３のトランジスタと、  第２のトランジスタと第３のトランジスタの主電流路の共通接続点とグランドの間に接続され、外部から供給される信号で駆動される第４のトランジスタと、  を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
オーバーシュートが発生した場合には、第１のトランジスタを高速でオンさせると共に、第２と第３のトランジスタによるカレントミラー回路を外付けコンデンサの余剰な蓄積電荷を利用して駆動することで、迅速にスイッチ回路をオン状態とすることができる。
オーバーシュートの原因となる外付けコンデンサの余剰な蓄積電荷をカレントミラー回路によって生じる大きな電流で以ってグランドに逃がすことができる。
スイッチ回路が作動すると却って不都合な場合には、例えば負荷の稼動・停止に応じた信号を第４のトランジスタに供給することでスイッチ回路を不動作状態にしておくことができる。
これにより負荷の変動形態に応じて適切に出力電圧の変動を抑制し得る定電圧電源を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による定電圧電源の実施例の回路図。
【図２】従来の定電圧電源の回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る定電圧電源の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明による定電圧電源の回路図である。図１の回路は、パワートランジスタＭＰ、エラーアンプＥＡ、基準電圧源ＶＲＥＦ、抵抗Ｒ１およびＲ２が図２の従来例と同じように相互に接続された定電圧電源において、出力端子ＯＵＴとグランドの間に次のような構成を具えるスイッチ回路１を接続している。
【００１２】
パワートランジスタＭＰと相補的な動作をするように、当該パワートランジスタＭＰと反対導電型のトランジスタより成るトランジスタＭ１のゲートをエラーアンプＥＡの出力端子に接続する。そのトランジスタＭ１のソースを出力端子ＯＵＴに接続し、トランジスタＭ１のドレインをパワートランジスタＭＰと同一導電型のトランジスタＭ２のドレインに接続する。トランジスタＭ２とカレントミラー回路を構成するようにトランジスタＭ３のゲートをトランジスタＭ２のゲートと共通接続する。
【００１３】
ここでトランジスタＭ２がカレントミラー回路の電流基準側トランジスタとなるようにトランジスタＭ２のドレイン、ゲート間を短絡する。また、トランジスタＭ３がカレントミラー回路の電流出力側トランジスタとなるようにトランジスタＭ３のドレインを出力端子ＯＵＴに接続し、トランジスタＭ３のソースをトランジスタＭ２のソースに共通接続する。そして、トランジスタＭ２とＭ３の各ソースの共通接続とグランドの間にトランジスタＭ４の主電流路を接続する。なお、トランジスタＭ４のゲートは外部からイネーブル信号の供給を受けるイネーブル端子２に接続する。
【００１４】
トランジスタＭ１〜Ｍ４を以上のように接続構成したスイッチ回路１では、定電圧電源の出力電圧にオーバーシュートが発生した場合、次のような動作作用でオーバーシュートのピークを抑制する。
出力端子ＯＵＴに接続される負荷が急峻かつ大量に変動（ただし、軽負荷化）すると、外付けコンデンサＣ１から負荷に引き出される電流が減少する。この時、パワートランジスタＭＰを通過する電流はパワートランジスタＭＰ、抵抗Ｒ１、エラーアンプＥＡより成るフィードバックループの動作遅延により急に小さくならない。このため出力電圧が設定値を大きく越えて上昇するオーバーシュートが発生する。
【００１５】
出力電圧にオーバーシュートを生じるとエラーアンプＥＡは、パワートランジスタＭＰに供給する駆動信号をパワートランジスタＭＰの通過電流を実質ゼロにするような大きさ、換言するとパワートランジスタＭＰがオフするような大きさ、にする。このときトランジスタＭ１は、ソースに掛かるオーバーシュート状態の出力電圧とゲートに掛かる前記駆動信号とにより導通状態に移行する。トランジスタＭ１に電流が流れるとトランジスタＭ２はオーバーシュート状態の出力電圧により正バイアスされ、カレントミラー回路を構成するトランジスタＭ２とＭ３のそれぞれの主電流路に電流が流れる。
【００１６】
ここでトランジスタＭ２とＭ３のミラー比を大きくしておけば、充分に大きな電流で以ってオーバーシュートの原因となっている外付けコンデンサＣ１の余剰蓄積電荷をスイッチ回路１を介してグランドに放出できる。また、トランジスタＭ１の主電流路を流れる電流だけで外付けコンデンサＣ１の余剰の蓄積電荷を放出するものでないため、トランジスタＭ１に電流容量は小さくとも動作速度の早いデバイスが適用可能になる。
【００１７】
なお、トランジスタＭ２とＭ３が遮断状態から導通状態に移行するまでの間、その２つのトランジスタの並列状態にある入力寄生容量がトランジスタＭ１を介して外付けコンデンサＣ１の余剰蓄積電荷を引き込むように作用する。そこでスイッチ回路１の動作速度を所定量の電荷が外付けコンデンサＣ１からスイッチ回路１に引き込まれるまでの時間として考えれば、トランジスタＭ１に動作速度の早いものを適用すると（動作速度の早いものを適用可能なため）、普通ならばトランジスタの段数が増えることで増加すると思われがちなスイッチ回路１としての動作の遅延量は従来のスイッチ回路と同程度以下にすることが可能である。
【００１８】
ところで、先にも述べたように負荷の駆動形態によってはスイッチ回路１が作動すると却って不都合なこともある。図１の回路で特定の状態のときにスイッチ回路１を不動作とする要請がある場合には、その特定の条件の発生時にイネーブル端子２に電圧レベルの低い信号を供給し、トランジスタＭ４をオフ状態にすれば良い。ただし、通常はイネーブル端子２の位置の電圧レベルを高くしてスイッチ回路１を動作可能な状態とし、必要に応じてイネーブル端子２に電圧レベルの低い信号を供給し、スイッチ回路１を動作不能な状態とすべきことは言うまでも無い。
【符号の説明】
【００１９】
１：スイッチ回路
２：イネーブル端子
ＩＮ：入力端子
ＯＵＴ：出力端子
ＭＰ：パワートランジスタ
Ｍ１：トランジスタ（第１）
Ｍ２：トランジスタ（第２）
Ｍ３：トランジスタ（第３）
Ｍ４：トランジスタ（第４）
ＥＡ：エラーアンプ
ＶＲＥＦ：基準電圧源（基準電圧）
Ｃ１：外付けコンデンサ
【図１】
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【図２】
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