(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と出力端子間に直列接続する第１のトランジスタ、該入力端子とグランドとの間に接続され、入力端子側に抵抗を配置した抵抗とコンデンサの直列回路によるローパスフィルタ、該ローパスフィルタの該抵抗と該コンデンサの接続点に接続された電流源、該抵抗と該コンデンサと該電流源の共通接続点に得られた基準電圧と該出力端子に現れる出力電圧とを比較し、該第１のトランジスタを制御するコンパレータ、該出力端子に接続され、該第１のトランジスタの飽和状態を検出して導通する第２のトランジスタ、該第２のトランジスタの電流に応動して該ローパスフィルタの抵抗の電流を増加し、該基準電圧を下げるようにその電圧降下を大きくする電流発生回路を有することを特徴とするリップルフィルタ。
【請求項２】
前記電流発生回路は、前記第２のトランジスタの電流がベース電流となり、コレクタを前記ローパスフィルタの抵抗とコンデンサの接続点に接続された第３のトランジスタから形成されている請求項１のリップルフィルタ。
【請求項３】
前記電流発生回路は、入力側が前記第２のトランジスタに接続し、出力側が前記ローパスフィルタの抵抗とコンデンサの接続点に接続されたカレントミラー回路から形成されている請求項１のリップフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出力電圧を調整する電力トランジスタが入力電圧や入力電圧に重畳されるリップル電圧の急激な変化により飽和領域の動作に入った場合でも、瞬時に安定な活性領域の動作に復帰できるリップルフイルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来のリップルフイルタの回路図である。
入力端子１と出力端子２間には、電力トランジスタの役割をする第１のトランジスタＱ１が直列接続し、出力電圧ＶＯＵＴ  が調整される。
コンパレータ３の非反転入力端子は、抵抗Ｒ１を経て入力端子１に接続し、コンデンサＣ１を経て接地される。
この抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１は、入力端子１に加えられる入力電圧ＶＩＮに対してはローパスフイルタを形成している。
また、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の接続点Ｐ１には定電流源Ｓ１が接続される。コンパレータ３の反転入力端子は出力端子１に接続し、出力電圧ＶＯＵＴ  が加えられる。
【０００３】
そして、コンパレータ３の出力側はトランジスタＱ１のベースに接続される。このように構成されたリップルフイルタは、ローパスフイルタの抵抗Ｒ１により入力電圧ＶＩＮを電圧降下して得られた基準電圧と出力電圧ＶＯＵＴ  がコンパレータ３で比較され、コンパレータ３の出力によりトランジスタＱ１が活性領域で制御される。
出力電圧ＶＯＵＴ  は接続点Ｐ１の基準電圧と同じ値であり、定電流源Ｓ１による抵抗Ｒ１の電流をＩＲ１とすると（１）式で表される。
ＶＯＵＴ  ＝（ＶＩＮ−ＩＲ１・Ｒ１）                        （１）なお、（１）式
におけるＶＯＵＴ  、ＶＩＮ、ＩＲ１、Ｒ１は出力電圧ＶＯＵＴ  、入力電圧ＶＩＮ、電流ＩＲ１、抵抗Ｒ１の夫々の値を表している。
入力電圧ＶＩＮに重畳されるリップル電圧は、ローパスフイルタにより除去されるので出力電圧ＶＯＵＴ  には重畳されない。
除去されるリップル電圧は、ほぼ抵抗Ｒ１による電圧降下以内、つまり（ＩＲ１・Ｒ１）以内の電圧値である。
【０００４】
このようなリップルフイルタは、電池等により得られる入力電圧に重畳されたリップル電圧を除去し、その入力電圧よりも所定の値だけ低い出力電圧を得る。ところが、負荷が急激に重くなることにより出力電流が増加して入力電圧ＶＩＮが低下すると、接続点Ｐ１の基準電圧はローパスフイルタに時定数があるので追従して低下できない場合が生ずる。
これは、また、入力電圧ＶＩＮに抵抗Ｒ１による電圧降下を超えた大きなリップル電圧が重畳された時にも生ずる。
このような場合、入力電圧ＶＩＮが基準電圧より低くなることにより、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間電圧が低下して飽和領域の不安定な動作に入りやすい。
特に、入力電圧ＶＩＮを供給する電池等の電源の使用時間が長くなり、内部抵抗が増加している時に発生しやすい。
このような状態では、リップルフイルタが正常に動作しないのでリップル電圧は除かれない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、負荷が急激に重くなり入力電圧が低下したり、さらに抵抗による電圧降下を超えたリップル電圧が入力電圧に重畳されて第１のトランジスタが飽和領域の不安定な動作に入った場合でも、瞬時に活性領域の動作に復帰させて出力電圧からリップルを除くことのできるリップルフイルタを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のリップフィルタは、入力端子と出力端子間に直列接続する第１のトランジスタ、入力端子とグランドとの間に接続され、入力端子側に抵抗を配置した抵抗とコンデンサの直列回路によるローパスフィルタ、ローパスフィルタの抵抗とコンデンサの接続点に接続された電流源、抵抗とコンデンサと電流源の共通接続点に得られた基準電圧と出力端子に現れる出力電圧とを比較し、第１のトランジスタを制御するコンパレータ、出力端子に接続され、第１のトランジスタの飽和状態を検出して導通する第２のトランジスタ、第２のトランジスタの電流に応動してローパスフィルタの抵抗の電流を増加し、基準電圧を下げるようにその電圧降下を大きくする電流発生回路を有することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のリップルフイルタは、電力トランジスタの役割をする第１のトランジスタが飽和領域の動作に入った場合、入力電圧を電圧降下して基準電圧を得る抵抗の電流を増加する。
この電流の増加は、飽和状態を検出する第２のトランジスタの電流に応動する電流発生回路により行われ、出力電圧と比較されるこの基準電圧が低下することにより、コンパレータの出力は出力電圧を下げて第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧を上昇させて該トランジスタを安定な活性領域の動作に復帰させる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明のリップルフイルタの実施例を示す図１の回路図を参照しながら説明する。なお、図３と同一部分は同じ符号を付与してある。
図１において、入力端子１と出力端子２間にはＰＮＰ形の第１のトランジスタＱ１が直列接続し、そのエミッタが入力端子１、コレクタが出力端子２に接続している。
コンパレータ３の非反転入力端子は、ローパスフイルタを形成する抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１が接続し、抵抗Ｒ１の一端が入力端子１に接続する。
また、定電流源Ｓ１が接続し、この定電流源Ｓ１による電流ＩＲ１が抵抗Ｒ１を流れて（１）式に示す出力電圧ＶＯＵＴ  と同じ値の基準電圧を得る。
コンパレータ３の反転入力端子は出力端子２に接続し、出力電圧ＶＯＵＴ  が加えられる。
コンパレータ３の出力側はトランジスタＱ１のベースに接続する。
【０００９】
そして、出力端子２にはＰＮＰ形の第２のトランジスタＱ２のエミッタが接続され、そのベースはトランジスタＱ１のベースに接続する。
トランジスタＱ２のコレクタは抵抗Ｒ２を経て接地されると共に、ＮＰＮ形の第３のトランジスタＱ３のベースに接続される。
トランジスタＱ３のコレクタはローパスフイルタの抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の接続点Ｐ１に接続され、エミッタは接地される。
バイアス用の抵抗Ｒ２とトランジスタＱ２は、電流発生回路４を形成する。
このように構成された本発明のリップルフイルタの正常時の動作、つまりトランジスタＱ１が活性領域で制御される場合は、図３の回路と同じであり説明を要しないであろう。
図１の回路では、入力電圧ＶＩＮが急激に低下したり、抵抗Ｒ１による電圧降下を超える大きなリップル電圧が入力電圧ＶＩＮに重畳されることにより、トランジスタＱ１が飽和状態に入った場合、その状態はトランジスタＱ２により検出される。
【００１０】
すなわち、トランジスタＱ１が飽和すると、トランジスタＱ２はベース・エミッタ間電圧によりその状態を検出して導通する。
トランジスタＱ２のコレクタ電流はトランジスタＱ３のベース電流として流れるので、トランジスタＱ３のコレクタ電流が発生する。
トランジスタＱ３のコレクタ電流は、ローパスフイルタの抵抗Ｒ１を通って流れるので、抵抗Ｒ１の電流ＩＲ１は増加して電圧降下も大きくなる。
また、この電圧降下はコンデンサＣ１の平滑作用により安定化する。
このことにより、接続点Ｐ１の基準電圧を入力電圧ＶＩＮよりも確実に低下させることができる。
そして、出力電圧ＶＯＵＴ  を下げることにより、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間電圧を上昇させ、活性領域の動作に復帰させることができる。
活性領域では、トランジスタＱ２を導通させるベース・エミッタ間電圧が得られないので非導通となる。
そして、正常なリップルフイルタの動作が行われる。
【００１１】
このように、本発明のリップルフイルタは、トランジスタＱ１が一時的に飽和領域の動作に入っても、接続点Ｐ１の基準電圧が瞬時に正常時よりも低くなり、トランジスタＱ１が活性領域での安定な動作に復帰する。
図２は本発明のリップルフイルタの他の実施例を示す回路図であるが、電流発生回路４がＮＰＮ形の第４のトランジスタＱ４と第５のトランジスタＱ５からなる電流ミラー回路により形成されている。
ダイオード接続された入力側のトランジスタＱ４のコレクタがトランジスタＱ２のコレクタに接続し、出力側のトランジスタＱ５のコレクタが接続点Ｐ１に接続する。トランジスタＱ４、トランジスタＱ５のエミッタは接地される。
電流発生回路４の構成はこのように種々の変形があり、特に限定する必要はない。
また、第１のトランジスタはダーリントン接続した複数のトランジスタから形成されていてもよい。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のリップルフイルタは、電力トランジスタの役割をする第１のトランジスタが飽和領域の動作に入った場合、入力電圧を電圧降下して基準電圧を得る抵抗の電流を増加する。
この電流の増加は飽和状態の検出に応動する電流発生回路により行われ、出力電圧と比較される基準電圧が自動的に正常時よりも低下することにより、コンパレータの出力は出力電圧を下げて第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧を上昇させて該トランジスタを安定な活性領域の動作に復帰させる。
このことにより、負荷が急激に重くなり入力電圧が低下したり、さらに抵抗による電圧降下を超えたリップル電圧が入力電圧に重畳されることにより第１のトランジスタが飽和領域の不安定な動作に入った場合でも、瞬時に活性領域の動作に復帰させて出力電圧からリップルを除くことができる。
リップル電圧を含めた入力電圧の広い変化に対応できるこのような本発明のリップルフフイルタは極めて実用的であり、応用範囲も広い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリップルフイルタの実施例を示す回路図である。
【図２】本発明のリップルフイルタの他の実施例を示す回路図である。
【図３】従来のリップルフイルタの回路図である。
【符号の説明】
Ｑ１        第１のトランジスタ
Ｑ２        第２のトランジスタ
３          コンパレータ
４          電流発生回路
【図１】
0003571947.tif 000002
【図２】
0003571947.tif 000003
【図３】
0003571947.tif 000004