(57)【要約】【課題】シリーズ型にチャージポンプ型昇圧回路を併用した電源装置において、過電流制限動作における垂下特性を緩やかにして、電流制限値を超えた負荷電流をも安定して供給可能にし、また電流制限時の発振状態を抑制すること。【解決手段】調整電圧Ｖｃｐを出力するシリーズレギュレータ（１２、３０、２１、２２）と、この調整電圧Ｖｃｐを昇圧して出力電圧Ｖｏｕｔを出力するチャージポンプ型昇圧回路２０とを直列に接続し、出力電圧Ｖｏｕｔを定電圧にするようにシリーズレギュレータを制御する。そして、電流検出回路４０によりシリーズレギュレータの主回路電流Ｉ１を電流制限の対象とし、超過電流作成回路５０は、電流検出値が電流制限基準値を超過した分に応じた超過信号を発生し、この超過信号に応じて電圧制御信号を低減する。【選択図】      図１
2006031672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧制御信号により制御され、入力電圧を調整して出力電圧を出力する制御トランジスタと、
所定の電圧基準値と前記出力電圧に応じた電圧検出値とが入力され、前記電圧基準値と前記電圧検出値との差に応じて前記電圧制御信号を生成する定電圧制御回路と、
前記制御トランジスタの電流経路上に設けられた電流検出抵抗と、
前記電流検出抵抗の電圧降下に応じた電流検出値を生成する電流検出回路と、
前記電流検出値と所定の電流制限基準値とが入力され、前記電流検出値が前記電流制限基準値を超過した分に応じた超過信号を生成し、この超過信号に応じて前記電圧制御信号を制御する超過信号作成回路と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
電圧制御信号により制御され、入力電圧を調整して調整電圧を出力する制御トランジスタと、
前記調整電圧が入力され、その調整電圧を昇圧して出力電圧を出力するチャージポンプ型昇圧回路と、
所定の電圧基準値と前記出力電圧に応じた電圧検出値とが入力され、前記電圧基準値と前記電圧検出値との差に応じて前記電圧制御信号を生成する定電圧制御回路と、
前記制御トランジスタの電流経路上に設けられた電流検出抵抗と、
前記電流検出抵抗の電圧降下に応じた電流検出値を発生する電流検出回路と、
前記電流検出値と所定の電流制限基準値とが入力され、前記電流検出値が前記電流制限基準値を超過した分に応じた超過信号を生成し、この超過信号に応じて前記電圧制御信号を制御する超過信号作成回路と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
前記超過信号生成回路は、前記超過信号に応じて、前記電圧制御信号を、前記制御トランジスタがオフする方向にシフトさせ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】
前記定電圧制御回路は、
前記電圧基準値と前記電圧検出値との差を増幅する第１差動増幅回路と、
その第１差動増幅回路の出力により制御され、前記電圧制御信号を発生する電圧制御信号発生用トランジスタと、
を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
前記電流検出回路は、
前記電流検出抵抗の一端と基準電位点との間に直列に順に接続された第１抵抗、変換用トランジスタ、第２抵抗と、
前記第１抵抗と前記変換用トランジスタとの接続点と前記電流検出抵抗の他端との電位差を入力信号とし、その出力信号で前記変換用トランジスタを制御する演算増幅器と、
を有し、前記第２抵抗の電圧降下を前記電流検出値とすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電源装置。
【請求項６】
前記超過信号作成回路は、
前記電流検出値と前記電流制限基準値との差を増幅し、前記超過信号を発生する第２差動増幅回路と、
前記超過信号が所定係数倍されたミラー超過信号を発生するミラー回路と、
を有し、前記ミラー超過信号によって前記電圧制御信号を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電源装置。
【請求項７】
前記ミラー回路の所定係数倍を調整することにより、前記超過信号に対する前記ミラー超過信号の大きさを設定することを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記定電圧制御回路と、前記電流検出回路と、超過信号作成回路とを１つのＩＣ内に設けるとともに、前記電流検出抵抗と前記制御トランジスタとは前記ＩＣの外部に設けることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項９】
前記チャージポンプ型昇圧回路と、前記定電圧制御回路と、前記電流検出回路と、超過信号作成回路とを１つのＩＣ内に設けるとともに、前記電流検出抵抗と前記制御トランジスタとは前記ＩＣの外部に設けることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項１０】
電池と、
発光素子と、
前記電池の電圧を入力電圧として、前記発光素子に駆動電圧を供給する請求項１または２に記載の電源装置と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池などの電源からの入力電圧を調整して所定の出力電圧を生成するとともに、過電流制限を行う電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、入力電圧を調整して所定の出力電圧を生成し負荷に供給するとともに、負荷電流を所定値に制限するようにした、シリーズ型の電源装置が用いられている（特許文献１）。
【０００３】
このシリーズ型の電源装置では、特許文献１の図１を参照すると、入力端と出力端との間に制御トランジスタＰ１を設け、この制御トランジスタＰ１を出力電圧Ｖｏと基準電圧Ｖｒｅｆ１とに基づいて演算増幅器ＯＰ１を用いて、出力電圧Ｖｏが所定値になるように定電圧制御し、負荷Ｚ１に供給する。その制御トランジスタＰ１への制御信号と同じ制御信号で同時に制御される電流検出用トランジスタＰ２を設け、出力電流に比例する検出電流値Ｖｂを検出する。この検出電流値Ｖｂと所定の電流制限値Ｖｒｅｆ２を比較器ＣＯＭＰ１で比較し、検出電流値が電流制限値を超えるときに、比較出力を発生して、制御トランジスタＰ１をオフさせるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１７３２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の特許文献１の電源装置では、負荷には入力電圧から生成された所定の出力電圧が供給されるし、負荷側短絡などの故障時にも過大な出力電流を所定値に制限することができる。
【０００５】
しかし、従来の特許文献１の電源装置では、検出電流値が電流制限値を超えるときに比較出力を発生して制御トランジスタをオフさせる。したがって、重負荷時など出力電圧が所定電圧より低くなってもよい場合にも電流制限値を超えた出力電流を負荷へ供給することができない。また、過電流制限動作のゲインが高いから、出力電圧−出力電流特性における電圧垂下（垂下特性）が急峻である。このことにより、電流制限時に発振状態を引き起こしやすい。
【０００６】
さらに、従来の特許文献１の電源装置では、電流検出用トランジスタを制御トランジスタと同じ制御信号で同時に制御するから、過電流制限動作を制御トランジスタの制御動作と区別して制御することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、入力電圧を調整して所定の出力電圧を生成し負荷に供給するとともに負荷電流を所定値に制限するようにした、シリーズ型電源装置やシリーズ型にチャージポンプ型昇圧回路を併用した電源装置において、電流制限値を超えた負荷電流をも安定して供給可能にし、また電流制限時の発振状態を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、電源装置に関する。この電源装置は、電圧制御信号により制御され、入力電圧を調整して出力電圧を出力する制御トランジスタと、所定の電圧基準値と出力電圧に応じた電圧検出値とが入力され、電圧基準値と電圧検出値との差に応じて電圧制御信号を生成する定電圧制御回路と、制御トランジスタの電流経路上に設けられた電流検出抵抗と、電流検出抵抗の電圧降下に応じた電流検出値を生成する電流検出回路と、電流検出値と所定の電流制限基準値とが入力され、電流検出値が電流制限基準値を超過した分に応じた超過信号を生成し、この超過信号に応じて電圧制御信号を制御する超過信号作成回路と、を備える。
【０００９】
この態様によると、電流検出値が電流制限基準値を超過した分に応じた超過信号を発生し、この超過信号に応じて電圧制御信号を制御して、過電流制限動作における垂下特性を緩やかにする。これにより、従来のような急峻な垂下特性のものとは異なって、重負荷時など出力電圧が所定電圧より低くなってもよい場合に電流制限値を超えた負荷電流を安定して供給することができる。
【００１０】
本発明の別の態様もまた、電源装置である。この電源装置は、電圧制御信号により制御され、入力電圧を調整して調整電圧を出力する制御トランジスタと、調整電圧が入力され、その調整電圧を昇圧して出力電圧を出力するチャージポンプ型昇圧回路と、所定の電圧基準値と出力電圧に応じた電圧検出値とが入力され、電圧基準値と電圧検出値との差に応じて電圧制御信号を生成する定電圧制御回路と、制御トランジスタの電流経路上に設けられた電流検出抵抗と、電流検出抵抗の電圧降下に応じた電流検出値を発生する電流検出回路と、電流検出値と所定の電流制限基準値とが入力され、電流検出値が電流制限基準値を超過した分に応じた超過信号を生成し、この超過信号に応じて電圧制御信号を制御する超過信号作成回路と、を備える。
【００１１】
この態様によると、入力電圧を調整して調整電圧を出力する制御トランジスタを含むシリーズレギュレータと、この調整電圧を昇圧して出力電圧を出力するチャージポンプ型昇圧回路とを直列に接続し、その出力電圧を定電圧にするようにシリーズレギュレータを制御すると共に、シリーズレギュレータの主回路電流（チャージポンプ型昇圧回路からの出力電流ではない）を電流制限の対象としている。これにより、出力電圧を定電圧に制御できると共に、シリーズレギュレータを過電流から保護することができる。また、電池電源からの入力電圧が低下した場合にも、チャージポンプ型昇圧回路から所定の出力電圧を出力することができる。
【００１２】
超過信号生成回路は、超過信号に応じて、電圧制御信号を、制御トランジスタがオフする方向にシフトさせてもよい。この場合、電流検出値が電流制限基準値を超過すると、制御トランジスタがオフする方向に制御されるため、出力電圧を低下させることができる。
【００１３】
定電圧制御回路は、電圧基準値と電圧検出値との差を増幅する第１差動増幅回路と、その第１差動増幅回路の出力により制御され、電圧制御信号を発生する電圧制御信号発生用トランジスタと、を有してもよい。
【００１４】
電流検出回路は、電流検出抵抗の一端と基準電位点との間に直列に順に接続された第１抵抗、変換用トランジスタ、第２抵抗と、第１抵抗と変換用トランジスタとの接続点と電流検出抵抗の他端との電位差を入力信号とし、その出力信号で変換用トランジスタを制御する演算増幅器と、を有し、第２抵抗の電圧降下を電流検出値としてもよい。この場合、第１抵抗、変換用トランジスタ、第２抵抗には、電流検出抵抗に流れる電流に応じた電流が流れるため、この電流を第２抵抗により電圧変換することにより電流検出値を生成することができる。
【００１５】
超過信号作成回路は、電流検出値と電流制限基準値との差を増幅し、超過信号を発生する第２差動増幅回路と、超過信号が所定係数倍されたミラー超過信号を発生するミラー回路と、を有し、ミラー超過信号によって電圧制御信号を制御してもよい。また、ミラー回路の所定係数を調整することにより、超過信号に対するミラー超過信号の大きさを設定してもよい。
この場合、ミラー比の調節により、電圧制御信号の制御の程度を調節することができ、電源装置の電流電圧特性（垂下特性）を調節することができる。さらに、過電流制限動作における垂下特性の緩やかさの程度を、ミラー比により調整することにより、電流制限動作による発振余裕度などを適正にすることができる。
【００１６】
定電圧制御回路と、電流検出回路と、超過信号作成回路とを１つのＩＣ内に設けるとともに、電流検出抵抗と制御トランジスタとはＩＣの外部に設けてもよい。また、チャージポンプ型昇圧回路と、定電圧制御回路と、電流検出回路と、超過信号作成回路とを１つのＩＣ内に設けるとともに、電流検出抵抗と制御トランジスタとはＩＣの外部に設けてもよい。
電流検出抵抗および制御トランジスタを外部に設けることにより、抵抗値の調節などが容易となり、電流制限値を、ＩＣを変更することなく、負荷に応じて調整することができる。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、電池と、発光素子と、電池の電圧を入力電圧として、発光素子に駆動電圧を供給する電源装置と、を備える。
【００１８】
この態様によると、発光素子に電流制限値を超えた電流を供給することができ、このときの発振を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電流制限値を超えた負荷電流をも安定して供給し、また電流制限時の発振状態を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の電源装置の実施例について、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る電源装置２００の構成を示す図である。図２は、図１の電源装置の電圧−電流特性、すなわち、出力電圧Ｖｏｕｔと主回路電流Ｉ１との関係を示す図である。図３は、図１の電源装置２００を搭載する電子機器３００の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図３の電子機器３００は、たとえば携帯電話端末である。この電子機器３００は、電源装置２００、電池２０２、ＬＥＤ２０４、定電流回路２０６、制御部２０８を備える。
電池２０２は、電池電圧Ｖｂａｔを出力する。電源装置２００は、電池電圧Ｖｂａｔを昇圧し、駆動電圧ＶｏｕｔをＬＥＤ２０４のアノードに出力する。定電流回路２０６は、ＬＥＤ２０４のカソードと接地間に設けられ、ＬＥＤ２０４に流す定電流を生成し、ＬＥＤ２０４を所望の輝度で発光させる。制御部２０８は、電子機器３００全体を統括的に制御するブロックである。定電流回路２０６は、制御部２０８から指示された電流値にもとづいて定電流を生成し、ＬＥＤ２０４の輝度を制御する。ＬＥＤ２０４は、たとえば液晶パネルのバックライトや、着信時の点灯してユーザに着信を知らせる発光装置として設けられる。
【００２２】
図１に戻る。電源装置２００は、電流検出抵抗１１、主制御トランジスタ１２、ＩＣ１００、平滑キャパシタ１３、１４を含む。この電源装置２００は、電池電圧Ｖｂａｔを昇圧して所定の出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。
図１において、電流検出抵抗１１は、それに流れる主回路電流Ｉ１に応じた電圧降下Ｖ１を発生する。この電流検出抵抗１１は損失を少なくするために低抵抗値Ｒ１のものが用いられる。例えば、Ｒ１は０．０５Ωでよいが、ＩＣの外付け部品として形成して、所望の電流制限値に応じて適切な抵抗値のものに調整可能である。
【００２３】
主制御トランジスタ１２は、シリーズ型レギュレータの制御素子であり、この例ではＰ型ＭＯＳ電界効果トランジスタ（以下、ＰＭＯＳトランジスタ）が用いられている。主制御トランジスタ１２として、ＮＭＯＳトランジスタあるいは、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ（以下、ＰＮＰトランジスタ）やＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（以下、ＮＰＮトランジスタ）等の他の制御素子でもよい。
【００２４】
この主制御トランジスタ１２は、電流検出抵抗１１に直列に接続されており、電圧制御信号Ｓｖｃにより導通度が制御され、電池電源等からの入力電圧Ｖｂａｔを調整して調整電圧Ｖｃｐを出力する。入力電圧Ｖｂａｔは、電池電源等から供給される場合には電圧値がある程度の範囲で変化することは避けられず、例えば３．０〜４．５Ｖ程度の範囲で変化する。平滑キャパシタ１３は、主制御トランジスタ１２の調整電圧Ｖｃｐをチャージポンプ型昇圧回路２０で昇圧する際に、主回路電流Ｉ１等が変動することを低減する。
【００２５】
この実施例では、調整電圧Ｖｃｐをチャージポンプ型昇圧回路２０で昇圧して出力電圧Ｖｏｕｔ（例えば、所定の出力電圧値は４．７５Ｖ）を出力する。
【００２６】
このチャージポンプ型昇圧回路２０は、周知のように、スイッチ（あるいはダイオード）とキャパシタとから構成されるチャージポンプユニットを複数直列に接続したチャージポンプ手段を有する。そのチャージポンプ動作に伴って、昇圧回路２０の入力側及び出力側の電流や電圧が変動する。入力側の変動は平滑キャパシタ１３で吸収し、出力側の変動はＩＣ外付けの平滑キャパシタ１４で吸収するように構成されている。
【００２７】
ＩＣ１００には、そのチャージポンプ型昇圧回路２０と共に、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧して電圧検出値Ｖｄｅｔｖを得るための分圧抵抗２１、２２と、電圧制御信号Ｓｖｃを発生する定電圧制御回路３０と、主回路電流Ｉ１に比例した電流検出値Ｖｄｅｔｉを発生する電流検出回路４０と、電流制限値Ｉｐ（電流制限基準値Ｖｒｅｆｉ）を超過した超過電流（超過信号）Ｉ３に応じたミラー超過電流（引き抜き電流）Ｉ４を発生する超過電流作成回路５０を備えている。電流検出回路４０と超過電流作成回路５０とで電流制限制御回路を構成している。Ｐ１〜Ｐ５は、ＩＣ１００の端子である。
【００２８】
定電圧制御回路３０は、電圧基準値Ｖｒｅｆｖと電圧検出値Ｖｄｅｔｖとが入力され、それら電圧基準値Ｖｒｅｆｖと電圧検出値Ｖｄｅｔｖとの差に応じた電流信号Ｉｖｃを発生する差動増幅回路を有している。この差動増幅回路は、主制御トランジスタ１２のゲートとグランド間に接続されたＮＰＮトランジスタ３１のベースに電流信号Ｉｖｃを供給する。主制御トランジスタ１２のゲートと入力電圧Ｖｂａｔが印加される端子Ｐ１との間に抵抗３７が接続されている。したがって、電流信号Ｉｖｃに応じて電圧制御信号Ｓｖｃが変化し、主制御トランジスタ１２が制御される。
【００２９】
この差動増幅回路は、差動対を構成するＰＭＯＳトランジスタ３３、３４、およびカレントミラー負荷を構成するＮＰＮトランジスタ３５、３６およびテール電流を供給する定電流源回路３２を含む。ＰＭＯＳトランジスタ３４のゲートには、電圧基準値Ｖｒｅｆｖが印加され、ＰＭＯＳトランジスタ３３のゲートには電圧検出値Ｖｄｅｔｖが印加される。ＰＭＯＳトランジスタ３３、３４のソースには、定電流源回路３２が接続される。また、ＰＭＯＳトランジスタ３３、３４のドレインには、ＮＰＮトランジスタ３５、３６がそれぞれ接続される。ＰＭＯＳトランジスタ３３とＮＰＮトランジスタ３５との直列接続点からは、電圧基準値Ｖｒｅｆｖと電圧検出値Ｖｄｅｔｖとの誤差を増幅して得られる電流信号Ｉｖｃが出力される。
【００３０】
電流検出回路４０は、電流検出抵抗１１の一端（入力電圧Ｖｂａｔ点）と基準電位点（グランド）との間に、第１抵抗４１（抵抗値Ｒ２）と変換用トランジスタ４２（ＰＮＰトランジスタ）と第２抵抗４４（抵抗値Ｒ３）をこの順に直列に接続する。演算増幅器４３の非反転入力端子には、第１抵抗４１と変換用トランジスタ４２との接続点が接続され、反転入力端子には、電流検出抵抗１１の他端が接続される。即ち、演算増幅器４３は理想増幅器として動作するから、その２入力間の電圧Ｖ０は帰還により零に近づく。これにより、第１抵抗４１の電圧降下Ｖ２（＝Ｉ２・Ｒ２）は、電流検出抵抗１１の電圧降下Ｖ１（＝Ｉ１・Ｒ１）と等しくなる。
【００３１】
検出電流Ｉ２は、Ｉ２＝Ｉ１・（Ｒ１／Ｒ２）である。抵抗値Ｒ２を例えば５ｋΩとすると、主回路電流Ｉ１が７４０ｍＡの時に、検出電流Ｉ２は７．４μＡとなる。この検出電流Ｉ２が第２抵抗４４を流れて、電流検出値Ｖｄｅｔｉが発生する。抵抗値Ｒ３が例えば５０ｋΩであると、電流検出値Ｖｄｅｔｉは０．３７Ｖとなる。
【００３２】
超過電流作成回路５０には、電流検出値Ｖｄｅｔｉと所定の電流制限基準値Ｖｒｅｆｉとが入力され、電流検出値Ｖｄｅｔｉが電流制限基準値Ｖｒｅｆｉを超過した分に応じた超過電流Ｉ３を差動増幅回路で発生する。
【００３３】
この差動増幅回路は、差動対を構成するＰＮＰトランジスタ５２、５３、カレントミラー負荷を構成するＮＰＮトランジスタ５４、５５、テール電流を供給する定電流源回路５１を含む。ＰＮＰトランジスタ５２、５３のゲートにはそれぞれ電流検出値Ｖｄｅｔｉ、電流制限基準値Ｖｒｅｆｉが印加される。ＰＮＰトランジスタ５２、５３のエミッタには、定電流源回路５１が接続される。また、ＰＮＰトランジスタ５２、５３のコレクタには、それぞれＮＰＮトランジスタ５４、５５のコレクタが接続される。この差動増幅回路は、電流検出値Ｖｄｅｔｉ、電流制限基準値Ｖｒｅｆｉを差動増幅し、ＰＮＰトランジスタ５３とＮＰＮトランジスタ５５との直列接続点から、超過電流Ｉ３を出力する。
【００３４】
また、この超過電流Ｉ３をカレントミラー入力電流（カレントミラー元電流）とし、これを所定係数ＫによりＫ倍したカレントミラー出力電流（カレントミラー先電流）をミラー超過電流（引き抜き電流）Ｉ４として発生するカレントミラー回路（５６〜５９）を備えている。
【００３５】
このカレントミラー回路は、コレクタとベースが接続され超過電流Ｉ３が入力されるカレントミラー入力側（カレントミラー先）のＮＰＮトランジスタ５６と、ベースがＮＰＮトランジスタ５６のベースに接続されカレントミラー比に応じた電流が流れる複数のカレントミラー出力側（カレントミラー先）のＮＰＮトランジスタ５７、５８、５９を有している。ＮＰＮトランジスタ５７、５８、５９は、トリミングなどによって、それぞれの電流経路が独立に遮断可能に構成されている。
【００３６】
この例では、カレントミラー出力側のＮＰＮトランジスタとして３つを用意し、そのうちの２つのＮＰＮトランジスタ５７、５８のエミッタを並列接続してミラー超過電流Ｉ４を発生するようにし、１つのトランジスタ５９のコレクタを開放している。
【００３７】
このように、複数のカレントミラー出力側トランジスタを用意し、その内の所要数を並列接続するように調整することにより、ＩＣにおいてカレントミラー比を調整することができる。
【００３８】
ＮＰＮトランジスタ５７〜５９のコレクタは、定電圧制御回路３０のＮＰＮトランジスタ３１のベースに接続される。その結果、ＮＰＮトランジスタ３１のベース電流は、定電圧制御回路３０において生成される電流信号Ｉｖｃから超過電流作成回路５０により生成されるミラー超過電流Ｉ４を差し引いた電流となる。
【００３９】
これにより、出力電圧Ｖｏｕｔ−主回路電流Ｉ１における垂下特性の傾きを、必要に応じて調整することができる。また、定電流源回路５１の定電流値を調整して超過電流Ｉ３を変更することによっても、出力電圧Ｖｏｕｔ−主回路電流Ｉ１における垂下特性の傾きを調整できる。
【００４０】
以上の電源装置の動作を、図２も参照して説明する。チャージポンプ型昇圧回路２０は入力される調整電圧Ｖｃｐを所定倍に昇圧し、平滑キャパシタ１４で平滑して出力電圧Ｖｏｕｔとして出力する。
【００４１】
チャージポンプ型昇圧回路２０の所定倍（昇圧率）は内部での電圧降下などにより一定値ではない。しかし、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧した電圧検出値Ｖｄｅｔｖが電圧基準値Ｖｒｅｆｖと比較され、その差が零になるように、主制御トランジスタ１２が電圧制御信号Ｓｖｃによって制御される。これにより、出力電圧Ｖｏｕｔは、昇圧回路２０の内部の電圧降下が変動しても、所定の一定値（所定値）になるように定電圧制御される。
【００４２】
主回路電流Ｉ１が、電流制限基準値Ｖｒｅｆｉで規定される電流制限値Ｉｐに達するまでは、ミラー超過電流Ｉ４は発生しないから、電圧制御信号Ｓｖｃは定電圧制御回路３０の動作のみによって決まる。したがって、出力電圧Ｖｏｕｔが所定値になるように定電圧制御が行われる。
【００４３】
負荷のインピーダンスが低下したり（重負荷）、負荷側で短絡故障が発生しすると、出力電流Ｉｏｕｔが増加し、結果として主回路電流Ｉ１が増加する。
【００４４】
主回路電流Ｉ１が増加し、電流制限値Ｉｐ（電流制限基準値Ｖｒｅｆｉ）を超えると、その超えた分に応じて超過電流Ｉ３が発生し、これを所定係数ＫによりＫ倍したミラー超過電流Ｉ４が発生する。このミラー超過電流Ｉ４が電流信号Ｉｖｃから引き抜かれる。
【００４５】
これにより、電圧制御信号発生用のＮＰＮトランジスタ３１の導通度が小さくなる。ＮＰＮトランジスタ３１に流れる電流は、抵抗３７を介して供給されるため、抵抗３７の電圧降下が小さくなり、電圧制御信号Ｓｖｃは上昇する。このとき、主制御トランジスタ１２のゲートソース間電圧は小さくなるため、主制御トランジスタ１２の導通度が低くなり、その分だけ調整電圧Ｖｃｐが低下する。この調整電圧Ｖｃｐの低下に伴って出力電圧Ｖｏｕｔも低下する。
【００４６】
図２の出力電圧Ｖｏｕｔ−主回路電流Ｉ１の特性に示されるように、主回路電流Ｉ１が電流制限値Ｉｐ（電流制限基準値Ｖｒｅｆｉ）を超えた範囲での出力電圧Ｖｏｕｔの垂下特性の傾きは緩やかである。したがって、主回路電流Ｉ１が電流制限値Ｉｐを超えている範囲でも、出力電圧Ｖｏｕｔは低下するものの、低下した出力電圧Ｖｏｕｔのもとで出力電流Ｉｏｕｔを安定して供給し続けることができる。
【００４７】
そして、出力電圧Ｖｏｕｔの垂下特性の傾きは緩やかであるから、従来の電源装置とは異なり、過電流の発生と出力電流の停止の繰り返し、即ち発振状態に陥ることが抑制できる。
【００４８】
さらに、過電流制限動作における垂下特性の緩やかさの程度を、係数Ｋを設定可能なミラー回路や、定電流源回路５１などにより調整することにより、電流制限動作による発振余裕度などを適正にすることができる。
【００４９】
また、入力電圧Ｖｂａｔが電池電源などの消耗によって低下した場合には、その低下の程度に応じて主制御トランジスタ１２の導通度が制御され、所定の出力電圧Ｖｏｕｔを出力するように定電圧動作する。
【００５０】
例えば、主制御トランジスタ１２が飽和状態に至った場合には、その時点の電圧をチャージポンプ型昇圧回路２０で昇圧した出力電圧Ｖｏｕｔが出力される。
【００５１】
また、シリーズレギュレータの主制御トランジスタ１２に直列に電流検出抵抗１１を接続して過電流検出を行うから、定電圧制御回路３０による電圧制御信号と独立して、電流制限制御回路による電流制限動作を行うことができる。この電流制限動作は、主制御トランジスタ１２が飽和状態に至っている場合でも、所定の電流制限値Ｉｐに基づいて行われる。
【００５２】
そして、電流検出抵抗１１をＩＣ１００の外部に外付けしているから、電流制限値Ｉｐを、ＩＣ１００の構成を変更することなく、接続される負荷に応じて調整することができる。
【００５３】
以上の実施例では、チャージポンプ型昇圧回路２０を備えるものについて説明したが、本発明は、図１の実施例からチャージポンプ型昇圧回路２０を除いたシリーズ型の電源装置としても構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例に係る電源装置の構成を示す図である。
【図２】図１の電源装置の電圧−電流特性を示す図である。
【図３】図１の電源装置を搭載する電子機器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１  電流検出抵抗、  １２  主制御トランジスタ、  １３  平滑キャパシタ、  １４  平滑キャパシタ、  ２０  昇圧回路、  ２１  分圧抵抗、  ３０  定電圧制御回路、  ３１  ＮＰＮトランジスタ、  ３２  定電流源回路、  ３３  ＰＭＯＳトランジスタ、  ３４  ＰＭＯＳトランジスタ、  ３５  ＮＰＮトランジスタ、  ３６  ＮＰＮトランジスタ、  ３７  抵抗、  ４０  電流検出回路、  ４１  第１抵抗、  ４２  変換用トランジスタ、  ４３  演算増幅器、  ４４  第２抵抗、  ５０  超過電流作成回路、  ５１  定電流源回路、  １００  ＩＣ、  ２００  電源装置、  ３００  電子機器、  Ｉ１  主回路電流、  Ｉ２  検出電流、  Ｉ３  超過電流、  Ｉ４  ミラー超過電流。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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