(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力端子につながる負荷へ電流を供給する出力手段と、
前記出力端子の電圧である出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、
該出力電圧検出手段での検出結果に基づいて前記出力電圧を制御する出力制御手段と、
前記出力手段に供給される電流である出力電流に応じて変化する電流を生成する出力電流検出手段と、
該出力電流検出手段で生成された信号が入力されており、入力される電流が所定の値を越えているときには、該入力される電流の値が大きいほど前記出力電流の値が小さくなるように前記出力制御手段を制御するための出力電流制御信号を生成する出力電流制御信号生成手段と、
を有する電源装置であって、
前記出力電流制御信号生成手段の入力端子と前記出力端子との間に容量素子を設けたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記容量素子を当該電源装置の外部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記出力電流制御信号生成手段が、入力した電流を直列に接続されたダイオードと抵抗に流すことにより電圧に変換する電流／電圧変換回路と、  該電流／電圧変換回路で得られた電圧がエミッタに印加されており、ベースが抵抗を介して所定の電圧を示す点に接続されたトランジスタである判定用トランジスタと、
該判定用トランジスタのコレクタ電流を入力するカレントミラー回路と、を有し、
該カレントミラー回路から出力される電流を前記出力電流制御信号として出力する構成であることを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記出力電流制御信号生成手段内の電流／電圧変換回路を構成するダイオードと抵抗とのどちらか一方または両方を当該電源装置の外部に設けたことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷に電力を供給する電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電源装置の回路図を図６に示す。同図中の各符号は以下の通りである。１は演算増幅器、２はＰＮＰ形トランジスタからなる出力トランジスタ、３及び４は抵抗、５はＰＮＰ形トランジスタからなる出力電流検出用トランジスタ、６０は入力端子ｉに入力される電流の値が所定値よりも大きい場合にのみ、入力される電流の値に応じて変化する信号である出力電流制御信号Ｓを出力端子ｏから出力する出力電流制御信号生成回路である。
【０００３】
尚、出力トランジスタ２と出力電流検出用トランジスタ５のエミッタ面積比がＮ：１となっており、コレクタ−エミッタ間の電圧及びベース電流が同一であるとすると、出力トランジスタ２に流れる電流（以下、「出力電流」と言う）ＩOと出力電流検出用トランジスタ５に流れる電流（以下、「検出電流」と言う）ＩKとの比はＮ：１である（但し、１＜Ｎである）。
【０００４】
接続関係について説明する。出力トランジスタ２については、ベースが演算増幅器１の出力側に接続されており、エミッタが電圧ＶCCを示す電源ラインＬに接続されており、コレクタが直列接続された２つの抵抗３、４を介して接地されている。出力電流検出用トランジスタ５については、ベースが演算増幅器１の出力側に接続されており、エミッタが電源ラインＬに接続されている。出力電流検出用トランジスタ５のコレクタ電流、すなわち、検出電流ＩKが出力電流制御信号生成回路６０の端子ｉに入力されている。
【０００５】
演算増幅器１の非反転入力端子（＋）には設定電圧ＶREFが印加されており、反転入力端子（−）は直列接続された２つの抵抗３、４同士の接続点Ａに接続されている。尚、出力トランジスタ２のコレクタと抵抗３との接続点Ｂに出力端子ＯＵＴが接続されている。さらに、出力端子ＯＵＴには負荷１００が接続されている。
【０００６】
また、演算増幅器１は出力電流調整用端子Ｔを有しており、出力電流調整用端子Ｔに入力される信号によって、出力電流量に制限を加えるようになっている。尚、演算増幅器１は、出力電流調整用端子Ｔに入力される電流の値が大きくなるほど、出力電流量に加える制限を大きくし、一方、出力電流調整用端子Ｔに入力される電流の値が小さくなるほど、出力電流量に加える制限を小さくする構成となっている。また、演算増幅器１の出力電流調整用端子Ｔには出力電流制御信号生成回路６０の端子ｏから出力される出力電流制御信号Ｓが入力される。
【０００７】
出力電流制御信号生成回路６０の構成を説明する。入力端子ｉには抵抗Ｒの一端が接続されているとともに、ＮＰＮ型のトランジスタＱのベースが接続されている。抵抗Ｒの他端は接地されている。トランジスタＱのエミッタは接地されており、コレクタは端子ｏに接続されている。
【０００８】
この構成により、出力電流制御信号生成回路６０では、入力される電流（抵抗Ｒに流れる電流）の値が所定値以下であるときには、トランジスタＱがＯＦＦしているので、出力電流制御信号Ｓの電流値がゼロとなり、これに対して、入力される電流の値が所定値よりも大きいときには、入力される電流の値が大きくなればなるほど出力電流制御信号Ｓの電流値が大きくなり、一方、入力される電流の値が小さくなればなるほど出力電流制御信号Ｓの電流値が小さくなる。
【０００９】
以上の構成により、出力電流ＩOが抵抗３及び４により電圧に変換されて出力端子ＯＵＴから出力されるとともに、抵抗３、４同士の接続点Ａの電圧が設定電圧ＶREFとなるように動作するが、演算増幅器１、出力電流検出用トランジスタ５、及び、出力電流制御信号生成回路６０からなる電流制限回路により、出力電流ＩOの値がある値を越えると、出力電流ＩOの値が大きいほど出力トランジスタ２のベース電流ＩBが流れにくくなり、出力電流ＩOの値に制限がかかる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電源装置では、出力電圧（出力端子ＯＵＴの電圧）に関係なく出力電流ＩOの値に制限を加えているだけであるので、出力電圧が０[V]のときには、出力トランジスタ２では出力電流ＩOと電圧ＶCCの積となる電力消費が発生し、発熱して熱暴走に陥る原因となる。
【００１１】
また、出力端子ＯＵＴには、電力の供給対象である負荷１００の他に発振防止用のコンデンサ（不図示）が接続されたり、あるいは、負荷１００内に容量が存在したりする場合がある。このような場合は、これらの容量を充電するため、電源装置の起動時には大きな出力電流が流れる（以下、この出力電流のことを「突入電流」と言う）。
【００１２】
さて、上記従来の電源装置では、上記電流制限回路の働きにより、突入電流を抑制することはできるが、その効果は小さい。尚、大きな突入電流が流れると、電源ラインＬの電圧ＶCCが変動し、電源ラインＬに接続された他の回路の誤動作を招く虞がある。
【００１３】
まとめると、従来の電源装置では、突入電流が大きくなり、その結果、共通の電源ラインＬに接続された他の回路に悪影響を及ぼす可能性が高かった。
【００１４】
そこで、本発明は、共通の電源ラインに接続された他の回路に悪影響を及ぼす可能性を低減した電源装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、出力端子につながる負荷へ電流を供給する出力手段と、前記出力端子の電圧である出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、該出力電圧検出手段での検出結果に基づいて前記出力電圧を制御する出力制御手段と、前記出力手段に供給される電流である出力電流に応じて変化する電流を生成する出力電流検出手段と、該出力電流検出手段で生成された信号が入力されており、入力される電流が所定の値を越えているときには、該入力される電流の値が大きいほど前記出力電流の値が小さくなるように前記出力制御手段を制御するための出力電流制御信号を生成する出力電流制御信号生成手段と、を有する電源装置において、前記出力電流制御信号生成手段の入力端子と前記出力端子との間に容量素子を設けている。
【００１６】
この構成により、起動時には、出力電流を検出して電圧に変換するところの電圧が従来よりも大きく上昇するため、過大な出力電流が流れたと判断し、出力電流により大きな制限を加える。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電源装置において、前記容量素子を当該電源装置の外部に設けている。この構成により、電源装置の小型化を促進することができるとともに、仕様の変更が容易となる。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の電源装置において、前記出力電流制御信号生成手段を、入力した電流を直列に接続されたダイオードと抵抗に流すことにより電圧に変換する電流／電圧変換回路と、該電流／電圧変換回路で得られた電圧がエミッタに印加されており、ベースが抵抗を介して所定の電圧を示す点に接続されたトランジスタである判定用トランジスタと、該判定用トランジスタのコレクタ電流を入力するカレントミラー回路とを有し、該カレントミラー回路から出力される電流を前記出力電流制御信号として出力する構成としている。
【００１９】
この構成により、上記判定用トランジスタのベースには抵抗が接続されているため、上記判定用トランジスタが飽和しにくくなる。また、上記判定用トランジスタのコレクタ電流を入力するカレントミラー回路の出力を出力電流制御信号とすることで、出力電流制御信号生成手段内の利得の増加が抑えられる。さらに、判定用トランジスタの閾値電圧の温度変化による変動と、ダイオードが示す電圧の温度変化による変動とが相殺される。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の電源装置において、前記出力電流制御信号生成手段内の電流／電圧変換回路を構成するダイオードと抵抗とのどちらか一方または両方を当該電源装置の外部に設けている。
【００２１】
この構成により、出力電流に制限をかける値を容易に変更することができるようになり、流れる電流に制限をかける値が異なる様々な負荷を電力の供給対象とすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。本発明の一実施形態である電源装置の回路図を図１に示す。同図において、６は出力電流制御信号生成回路、７はコンデンサである。尚、従来技術として図６に示した電源装置と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２３】
出力電流制御信号生成回路６は従来技術で示した出力電流制御信号６０と同じ機能をもっている。コンデンサ７は、出力トランジスタ２のコレクタと抵抗３との接続点Ｂと出力電流検出用トランジスタ５のコレクタと出力電流制御信号生成回路６の入力端子ｉとの接続点Ｃとの間に、すなわち、電源装置の出力端子ＯＵＴと出力電流制御信号生成回路６の入力端子ｉとの間に接続されている。
【００２４】
以上の構成により、起動時には、Ｃ点（出力電流を検出して電圧に変換するところ）の電圧が出力電圧と同時に上昇するので、より大きな電流が出力電流制御信号生成回路６に入力されたと判断して、出力電流ＩOにより大きな制限を加える。これにより、負荷１００（具体的には、流れる電流に制限をかける値）によらず、起動時の出力電流がより流れにくくなり、突入電流が抑制される度合いが強まる。したがって、突入電流による電源ラインＬの電圧ＶCCの変動が緩和され、共通の電源ラインＬに接続された他の回路に悪影響を及ぼす可能性が低減する。また、出力トランジスタ２が発熱して、熱暴走に陥る危険性も低減する。尚、出力電流ＩOがある値を越えると、出力電流ＩOが制限され、出力電圧ＶOと出力電流ＩOとの関係は図２に示すような特性となる。
【００２５】
そして、図３に示すように、出力電流制御信号生成回路６の入力端子ｉを外部の端子Ｄとして導出し、コンデンサ７を端子ＯＵＴと端子Ｄとの間に接続して、コンデンサ７を当該電源装置の外部に設ける（以下、「外付けにする」と言う）ようにしてもよい。このようにすることによって、電源装置の小型化を促進することができるとともに、仕様の変更が容易となる。
【００２６】
ここで、図３において出力電流制御信号生成回路６の構成を詳細に示した電源装置の回路図を図４に示す。同図において、６１はダイオード、６２は抵抗、６３はＰＮＰ形トランジスタからなる判定用トランジスタ、６４は抵抗、６５及び６６はＮＰＮ形トランジスタである。ダイオード６１のアノードは入力端子ｉに接続されており、ダイオード６１のカソードは抵抗６２の一端に接続されている。抵抗６２の他端は接地されている。ダイオード６１と抵抗６２とで電流／電圧変換回路６０１を構成している。
【００２７】
判定用トランジスタ６３については、エミッタがダイオード６１のアノードに、ベースが抵抗６４を介して抵抗３、４同士の接続点Ａに、コレクタがトランジスタ６５のコレクタに、それぞれ接続されている。
【００２８】
トランジスタ６５及び６６は、トランジスタ６５を入力側、トランジスタ６６を出力側として、電流流入形のカレントミラー回路６０２を構成しており、入力側のトランジスタ６５のコレクタが上述したように判定用トランジスタ６３のコレクタに接続されており、出力側のトランジスタ６６のコレクタは演算増幅器１の出力電流調整用端子Ｔに接続されている。
【００２９】
以上の構成により、出力電流制御信号生成回路６の入力端子ｉに入力された電流は電流／電圧変換回路６０１により電圧に変換され、この変換されて得られた電圧が所定の電圧（具体的には、点Ａの電圧より判定用トランジスタ６３の閾値電圧だけ高い電圧）を越えると、判定用トランジスタ６３がＯＮとなる。そして、判定用トランジスタ６３のコレクタ電流と電流値が等しい電流がカレントミラー回路６０２により演算増幅器１の出力電流調整端子Ｔから流れ出す。したがって、入力端子ｉに入力される電流の値が所定値を越えると、その越え具合が大きいほど大きな電流が演算増幅器１の出力電流調整端子Ｔから流れ出す。
【００３０】
以上の構成による特徴は以下の通りである。判定用トランジスタ６３のベースに接続された抵抗６４は、判定用トランジスタ６３のベース電圧が低下したときでも、判定用トランジスタ６３を飽和しにくくして、出力電流制御信号生成回路６としての動作不良を低減させている。
【００３１】
また、判定用トランジスタ６３のコレクタ電流をカレントミラー回路６０２を介して出力電流制御信号Ｓとすることにより、出力電流制御信号生成回路６内の利得の増加を抑えるようにして、出力電流制御信号生成回路６の動作が発振に至る危険性を低減させている。
【００３２】
さらに、ダイオード６１を用いることにより、判定用トランジスタ６３の閾値電圧の温度変化による変動を、ダイオード６１が示す順方向電圧の温度変化による変動により相殺するようにして、出力電流に制限がかかる値の温度変化による変動を低減させるようにしている。
【００３３】
そして、図５に示すように、電流／電圧変換回路６０１を構成するダイオード６１及び抵抗６２を端子Ｄに接続して、ダイオード６１及び抵抗６２を外付けにするようにしてもよい。このようにしておけば、出力電流に制限をかける値を容易に変更することができるようになり、流れる電流に制限をかける値が異なる様々な負荷を電力の供給対象とすることができる。
【００３４】
尚、ダイオード６１として温度変化による順方向電圧の変動が小さなものを用いるとともに、判定用トランジスタ６３の閾値電圧の温度変化による変動を無視できるようにしておけば、出力電流に制限がかかる値の温度変化による変動を低減することができる。また、ダイオード６１または抵抗６２のどちらか一方のみを外付けにするようにしてもよい。
【００３５】
尚、上記各実施形態では出力トランジスタとしてＰＮＰ形のトランジスタを用いているが、ＮＰＮ形のトランジスタを出力トランジスタとして用いた構成にしてもよい。また、例えば、外部から電圧を入力することができるようにしておき、その入力される電圧を抵抗６４を介して判定用トランジスタ６３のベースに印加するようにするなど、判定用トランジスタ６３のベースを抵抗６４を介して所定の電圧を示す他の点に接続するようにしてもよい。このように、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を取り得る。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の電源装置によれば、電力の供給対象である負荷（具体的には、流れる電流に制限をかける値）によらず、起動時には、出力電流により大きな制限が加えるので、突入電流が抑制される度合いが強まり、これにより、突入電流による電源ラインの電圧の変動が緩和され、共通の電源ラインに接続された他の回路に悪影響を及ぼす可能性が低減する。また、熱暴走に陥る危険性も低減する。
【００３７】
また、請求項２に記載の電源装置によれば、上記請求項１に記載の電源装置による効果を得るにあたって、電源装置の小型化を促進することができるとともに、仕様の変更が容易となる。
【００３８】
請求項３に記載の電源装置によれば、出力電流制御信号生成手段において、判定用トランジスタのベースに抵抗を接続することにより、判定用トランジスタが飽和しにくいようにして、出力電流制御信号生成手段の動作不良を低減している。また、判定用トランジスタのコレクタ電流をカレントミラー回路を用いて出力電流制御信号とすることで、出力電流制御信号生成手段内の利得の増加が抑えて、出力電流制御信号生成手段の動作が発振に陥りにくいようにしている。さらに、判定用トランジスタの閾値電圧の温度変化による変動を、ダイオードが示す電圧の温度変化による変動で相殺するようにして、出力電流に制限がかかる値が温度変化により変動するのを低減するようにしている。
【００３９】
また、請求項４に記載の電源装置では、出力電流に制限をかける値を容易に変更することができるようになり、流れる電流に制限をかける値が異なる様々な負荷を電力の供給対象とすることができる。また、ダイオードを外付けにした場合は、温度変化による順方向電圧の変動が小さなダイオードを用いるとともに、判定用トランジスタの閾値電圧の温度変化による変動を無視できるようにすれば、出力電流に制限がかかる値の温度変化による変動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態である電源装置の回路図である。
【図２】  本発明の実施形態である電源装置における出力電圧と出力電流との関係を示す図である。
【図３】  本発明の別の実施形態である電源装置の回路図である。
【図４】  図１において出力電流制御信号生成回路の構成を詳細に示した電源装置の回路図である。
【図５】  図３に示す出力電流制御信号生成回路内の電流／電圧変換回路を外付けにした電源装置の回路図である。
【図６】  従来の電源装置の回路図である。
【符号の説明】
１    演算増幅器
２    出力トランジスタ
３、４    抵抗
５    出力電流検出用トランジスタ
６    出力電流制御信号生成回路
７    コンデンサ
６１    ダイオード
６２    抵抗
６３    判定用トランジスタ
６４    抵抗
６５、６６    トランジスタ
１００    負荷
６０１    電流／電圧変換回路
６０２    カレントミラー回路
【図１】
0003693528.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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