(57)【要約】  【課題】  小型化を図ることができるともに過電流の検出精度が高いレギュレータを提供する。  【解決手段】  電流供給用端子部Ｔ２を有するリードフレーム（不図示）と、電流供給用パッドＰ２を有するＩＣチップ（不図示）と、電流供給用端子部Ｔ２と電流供給用パッドＰ２とを電気的に接続する電流供給用ワイヤＷ２とを備え、電流供給用ワイヤＷ２の両端電圧差に基づいて過電流を検出するコンパレータ５を前記ＩＣチップ内に設けるレギュレータ。【選択図】      図１
2006309312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に電流を供給する電流供給ラインの一部である電流供給用端子部を有するリードフレームと、前記電流供給ラインの一部である電流供給用パッドを有するＩＣチップと、前記電流供給ラインの一部であるとともに前記電流供給用端子部と前記電流供給用パッドとを電気的に接続する電流供給用ワイヤとを備えたレギュレータにおいて、
前記電流供給用ワイヤの両端電圧差に基づいて過電流を検出する過電流検出部を備えることを特徴とするレギュレータ。
【請求項２】
入力電源から電流が流入する電流流入ラインの一部である電流流入用端子部を有するリードフレームと、前記電流流入ラインの一部である電流流入用パッドを有するＩＣチップと、前記電流流入ラインの一部であるとともに前記電流流入用端子部と前記電流流入用パッドとを電気的に接続する電流流入用ワイヤとを備えたレギュレータにおいて、
前記電流流入用ワイヤの両端電圧差に基づいて過電流を検出する過電流検出部を備えることを特徴とするレギュレータ。
【請求項３】
入力電圧を出力電圧に変換する電圧変換部と、前記出力電圧に応じて前記電圧変換部を制御する制御部とを備え、
前記過電流検出部によって過電流が検出されると、前記制御部から前記電圧変換部に出力される制御信号を制限して過電流保護を行う請求項１又は請求項２に記載のレギュレータ。
【請求項４】
入力電圧を出力電圧に変換する電圧変換部と、前記出力電圧に応じて前記電圧変換部を制御する制御部とを備え、
前記過電流検出部によって過電流が検出されると、前記制御部への電力供給を停止して過電流保護を行う請求項１又は請求項２に記載のレギュレータ。
【請求項５】
前記過電流検出部が、前記電流供給用ワイヤの両端電圧差が前記レギュレータの入力電圧と前記レギュレータの出力電圧との電圧差に略等しいときに過電流と判定する請求項１に記載のレギュレータ。
【請求項６】
入力電源から電流が流入する電流流入ラインの一部である電流流入用端子部を前記リードフレームが有し、前記電流流入ラインの一部である電流流入用パッドを前記ＩＣチップが有し、前記電流流入ラインの一部であるとともに前記電流流入用端子部と前記電流流入用パッドとを電気的に接続する電流流入用ワイヤとを備え、前記電流供給用ワイヤの最小溶断電流値が前記電流流入用ワイヤの最小溶断電流値より小さい請求項５に記載のレギュレータ。
【請求項７】
負荷に電流を供給する電流供給ラインの一部である電流供給用端子部を出力系統毎に有するとともに入力電源から電流が流入する電流流入ラインの一部である電流流入用端子部を有するリードフレームを備え、前記電流供給ラインの一部である電流供給用パッドを出力系統毎に有するともに前記電流流入ラインの一部である電流流入用パッドを有するＩＣチップを備え、前記電流供給ラインの一部であるとともに前記電流供給用端子部と前記電流供給用パッドとを電気的に接続する電流供給用ワイヤを出力系統毎に備え、前記電流流入ラインの一部であるとともに前記電流流入用端子部と前記電流流入用パッドとを電気的に接続する電流流入用ワイヤを備えた複数の出力系統を有するレギュレータにおいて、
出力系統の少なくとも一つについて、前記電流供給用ワイヤの両端電圧差に基づいて過電流を検出する第１の過電流検出部を出力系統毎に備え、
前記電流流入用ワイヤの両端電圧差に基づいて過電流を検出する第２の過電流検出部を備えることを特徴とするレギュレータ。
【請求項８】
前記電流供給用パッドを複数設け及び／又は前記電流流入用パッドを複数設けた請求項１〜７のいずれかに記載のレギュレータの過電流検出点を調整する方法であって、
前記電流供給用パッド及び／又は前記電流流入用パッドの選択により、前記電流供給用ワイヤの長さ及び／又は前記電流流入用ワイヤの長さを調整して、過電流検出点を調整する過電流検出点調整方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載のレギュレータの過電流検出点を調整する方法であって、
前記電流供給用ワイヤの材料及び／又は前記電流流入用ワイヤの材料を選択することにより、過電流検出点を調整する過電流検出点調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧を安定化させるレギュレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレギュレータとして、ここでは図８に示すシリーズレギュレータを例に挙げて説明する。図８に示すレギュレータは、パワートランジスタＱ１と、抵抗Ｒ１及びＲ２と、制御用ＩＣ１００’とを備えている。パワートランジスタＱ１は、入力電源から電流が流入する電流流入ラインと負荷に電流を供給する電流供給ラインとの間に設けられるパワートランジスタ（以下、出力トランジスタともいう）である。そして、制御用ＩＣ１００’は、基準電圧発生回路１と、誤差増幅器２と、保護回路３’と、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路４とを備え、入力電圧Ｖｉｎを駆動電圧としている。
【０００３】
図８に示すレギュレータは、パワートランジスタＱ１のベース電流を制御用ＩＣ１００’で制御し、あらかじめ負荷側の要望に合わせて設定した値に出力電圧Ｖｏを調整し、出力電圧Ｖｏを安定させる装置である。図８に示すシリーズレギュレータは、基準電圧発生回路１から出力される基準電圧Ｖｒｅｆと出力電圧Ｖｏを抵抗Ｒ１及びＲ２で分圧して得られる調整電圧Ｖａｄｊとの誤差を誤差増幅器２で増幅して、誤差増幅器２の出力に応じてパワートランジスタＱ１のベース電流を調整してパワートランジスタＱ１のコレクタ電流を制御し、出力電圧Ｖｏを安定させている。なお、図８に示すレギュレータは出力トランジスタにバイポーラトランジスタを用いているが、バイポーラトランジスタの代わりにＭＯＳトランジスタ（例えば、ＣＭＯＳトランジスタ）を用いても構わない。出力トランジスタにＭＯＳトランジスタを用いた場合、レギュレータは、誤差増幅器２の出力に応じて出力トランジスタであるＭＯＳトランジスタのゲート電圧を調整して前記ＭＯＳトランジスタのドレイン電流を制御し、出力電圧Ｖｏを安定させることになる。
【０００４】
また、レギュレータは、通常、ＩＣチップをエポキシの接着剤、銀ペースト、または半田ペースト等でリードフレーム上に接着し、前記リードフレームの各リード端子と前記ＩＣチップの各パッドとの間を金線やアルミ線等のワイヤで電気的に導通させたモジュールを樹脂封止した構造をとっている。
【０００５】
レギュレータは、通常、付加機能を実現するための回路を前記ＩＣチップ内に備えている。前記ＩＣチップには、通常、過電流保護回路や過熱保護回路等の保護回路が設けられており、過電流時や過熱時に前記保護回路が出力トランジスタを制御し、レギュレータの保護が図られている。さらに、出力電圧に基づく電圧と基準電圧との誤差を増幅する誤差増幅器への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御するためのＯＮ／ＯＦＦ制御回路を前記ＩＣチップ内に備え、出力端子に接続される負荷への電力供給のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことができる構成のレギュレータもある。図８に示すレギュレータは、付加機能を実現するための回路として保護回路３’及びＯＮ／ＯＦＦ制御回路４を備えている。
【０００６】
抵抗Ｒ１及びＲ２がＩＣチップに対して外付けされる場合、図８に示すレギュレータは図９に示す構造となる。図９において、Ｈ１はリードフレームヘッダーを示し、Ｃ１’はＩＣチップを示し、Ｂ１はＩＣチップＣ１’をリードフレームヘッダーＨ１上に接着する接着部材を示し、Ｓ１は封止用樹脂を示し、Ｔ１〜Ｔ６はリードフレーム端子部を示し、Ｗ１〜Ｗ４及びＷ６は接続ワイヤを示し、Ｐ１〜Ｐ４及びＰ６はＩＣチップＣ１’に設けられたパッドを示している。リードフレームは、リードフレームヘッダーＨ１とリードフレーム端子部Ｔ１〜Ｔ６によって構成される。なお、図９において図示を省略しているが、パワートランジスタＱ１及び制御用ＩＣ１００’がＩＣチップＣ１’に搭載されている。
【０００７】
また、リードフレーム端子部Ｔ３とリードフレームヘッダーＨ１は一体形成され、リードフレーム端子部Ｔ１とパッドＰ１は接続ワイヤＷ１によって電気的に接続され、リードフレーム端子部Ｔ２とパッドＰ２は接続ワイヤＷ２によって電気的に接続され、リードフレーム端子部Ｔ３とパッドＰ３は接続ワイヤＷ３によって電気的に接続され、リードフレーム端子部Ｔ４とパッドＰ４は接続ワイヤＷ４によって電気的に接続され、リードフレーム端子部Ｔ６とパッドＰ６は接続ワイヤＷ６によって電気的に接続される。さらに、外付けの抵抗Ｒ１の一端がリードフレーム端子部Ｔ２に接続され、外付けの抵抗Ｒ１の他端及び外付けの抵抗Ｒ２の一端がリードフレーム端子部Ｔ６に接続され、外付けの抵抗Ｒ２の他端がリードフレーム端子部Ｔ３に接続される。そして、リードフレーム端子部Ｔ１に入力電圧Ｖｉｎが印加され、リードフレーム端子部Ｔ３にグランド電圧ＧＮＤが印加され、リードフレーム端子部Ｔ４にＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＳＥＬが入力される。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＳＥＬがＯＮを指示する信号である場合、リードフレーム端子部Ｔ２に出力電圧Ｖｏが発生し、出力電圧Ｖｏの発生に伴ってリードフレーム端子部Ｔ６に調整電圧Ｖａｄｊが印加される。
【０００８】
図９の構造をとる図８に示すレギュレータのリードフレーム端子部、パッド、及び接続ワイヤを含めた構成は図１０に示すようになる。なお、図１０において図８及び図９と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
【０００９】
一方、抵抗Ｒ１及びＲ２がＩＣチップに内蔵される場合、接続用ワイヤによる電圧降下を考慮して、より負荷に近い位置において出力電圧Ｖｏを検出するために、電流供給用接続ワイヤ（図１１における接続ワイヤＷ２）と出力電圧Ｖｏを検出するためのセンシング用接続ワイヤ（図１１における接続ワイヤＷ５）とを別個に設けた構造にすることが望ましい。かかる構造を採用した場合、図８に示すレギュレータは図１１に示す構造となる。なお、図１１において図９と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
【００１０】
図１１に示す構造は、図９に示す構造において、ＩＣチップＣ１’のパッドＰ６を取り除きパッドＰ５を新たに設け、接続ワイヤＷ６並びに外付けの抵抗Ｒ１及びＲ２を取り除き、センシング用接続ワイヤＷ５を新たに設けた構造である。なお、図１１において図示を省略しているが、パワートランジスタＱ１、制御用ＩＣ１００’に加えて抵抗Ｒ１及びＲ２もＩＣチップＣ１’に搭載されている。
【００１１】
また、リードフレーム端子部Ｔ２とパッドＰ５はセンシング用接続ワイヤＷ５によって電気的に接続されている。電流供給用接続ワイヤ（図１１における接続ワイヤＷ２）と出力電圧Ｖｏを検出するためのセンシング用接続ワイヤ（図１１における接続ワイヤＷ５）とを別個に設けた構造にすることによって、レギュレータは電流供給用接続ワイヤによる電圧降下後の電圧を所望の電圧となるように設定することができる。
【００１２】
図１１の構造をとる図８に示すレギュレータのリードフレーム端子部、パッド、及び接続ワイヤを含めた構成は図１２に示すようになる。なお、図１２において図８及び図１１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
【特許文献１】実開昭６０−１５８２１４号公報
【特許文献２】実開昭６３−９３７９１号公報
【特許文献３】特開２００４−２４２４４６号公報（第１図、第２図、第９図、及び第１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
過電流保護方法は、出力トランジスタの入力側または出力側にシリーズに過電流検出用抵抗を付加して過電流検出用抵抗の両端電圧を監視し、過電流検出用抵抗の両端電圧が所定値以上となった場合に出力トランジスタのベース電流に制限をかけることにより過電流保護を行う方法と、出力トランジスタがバイポーラトランジスタである場合は出力トランジスタのベース電流を監視し、そのベース電流が上昇した際にそのベース電流に制限をかけることにより過電流保護を行う方法とに大別される。
【００１４】
前者の方法を採用し、ＩＣチップ内に過電流検出用抵抗を設けた場合（特許文献３の第９図及び第１０図を参照）、ＩＣチップの面積が増大してしまうことになる。また、前者の方法を採用し、ＩＣチップに対して過電流検出用抵抗を外付けした場合（特許文献３の第１図及び第２図を参照）、過電流検出用抵抗がＩＣチップに対して外付けされるので、レギュレータのサイズが大きくなってしまう。すなわち、過電流検出用抵抗はレギュレータの小型化を図るうえで妨げとなる。
【００１５】
後者の方法を採用した場合、出力トランジスタのベース電流を監視して過電流を検出するため、出力トランジスタのｈfe（エミッタ接地で出力を短絡した場合の電流利得）のばらつきにより過電流の検出点がばらつく問題がある。
【００１６】
また、上述した二つの過電流保護方法の他に、ヒューズを使用し、ヒューズによって決められた電流が流れた際にヒューズ内の金属線が溶断して、導通を遮断する過電流保護方法が一般に行われている。この過電流保護方法にレギュレータ内のワイヤにヒューズと等価の働きをさせる手法（特許文献１を参照）を適用することで、レギュレータ内のワイヤに過電流が流れたときにレギュレータ内のワイヤを溶断して導通を遮断することが可能となる。しかしながら、この場合、溶断電流が実使用の電流値に対して十分に裕度のあるワイヤが選定されるだけであり、ワイヤの溶断状態を検出することで過電流を検出するような過電流検出方法は従来行われていない。
【００１７】
本発明は、上記の問題点に鑑み、小型化を図ることができるともに過電流の検出精度が高いレギュレータ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】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明に係るレギュレータは、負荷に電流を供給する電流供給ラインの一部である電流供給用端子部を有するリードフレームと、前記電流供給ラインの一部である電流供給用パッドを有するＩＣチップと、前記電流供給ラインの一部であるとともに前記電流供給用端子部と前記電流供給用パッドとを電気的に接続する電流供給用ワイヤとを備えたレギュレータであって、前記電流供給用ワイヤの両端電圧差に基づいて過電流を検出する過電流検出部を備える構成（以下、第一の構成ともいう）としている。
【００１９】
このような構成によると、過電流検出用抵抗を設けることなく、過電流を検出することができるので、小型化を図ることができる。また、出力トランジスタのベース電流を監視して過電流を検出する方法に比べて、過電流の検出精度が向上する。なお、前記過電流検出部は前記ＩＣチップ内に設けるとよい。
【００２０】
また、上記目的を達成するために本発明に係るレギュレータは、入力電源から電流が流入する電流流入ラインの一部である電流流入用端子部を有するリードフレームと、前記電流流入ラインの一部である電流流入用パッドを有するＩＣチップと、前記電流流入ラインの一部であるとともに前記電流流入用端子部と前記電流流入用パッドとを電気的に接続する電流流入用ワイヤとを備えたレギュレータであって、前記電流流入用ワイヤの両端電圧差に基づいて過電流を検出する過電流検出部を備える構成としている。
【００２１】
このような構成によると、過電流検出用抵抗を設けることなく、過電流を検出することができるので、小型化を図ることができる。また、出力トランジスタのベース電流を監視して過電流を検出する方法に比べて、過電流の検出精度が向上する。なお、前記過電流検出部は前記ＩＣチップ内に設けるとよい。
【００２２】
また、上記各構成のレギュレータにおいて、入力電圧を出力電圧に変換する電圧変換部と、前記出力電圧に応じて前記電圧変換部を制御する制御部とを備え、前記過電流検出部によって過電流が検出されると、前記制御部から前記電圧変換部に出力される制御信号を制限して過電流保護を行うようにしてもよく、入力電圧を出力電圧に変換する電圧変換部と、前記出力電圧に応じて前記電圧変換部を制御する制御部とを備え、前記過電流検出部によって過電流が検出されると、前記制御部への電力供給を停止して過電流保護を行うようにしてもよい。なお、小型化の観点から、前記電圧変換部及び前記制御部の全てを前記ＩＣチップ内に設けることが望ましいが、前記電圧変換部及び前記制御部の一部が前記ＩＣチップに対して外付けされていても構わない。
【００２３】
また、上記第一の構成のレギュレータにおいて、前記過電流検出部が、前記電流供給用ワイヤの両端電圧差が前記レギュレータの入力電圧と前記レギュレータの出力電圧との電圧差に略等しいときに過電流と判定するようにしてもよい。このような構成によると、前記電流供給用ワイヤが溶断したときに過電流と判定される。本構成のレギュレータは、前記電流供給用ワイヤにヒューズと等価の働きをさせるだけでなく、前記電流供給用ワイヤの溶断状態を検出することで過電流を検出するような過電流検出方法を採用している。さらに、本構成のレギュレータにおいて、入力電源から電流が流入する電流流入ラインの一部である電流流入用端子部を前記リードフレームが有し、前記電流流入ラインの一部である電流流入用パッドを前記ＩＣチップが有し、前記電流流入ラインの一部であるとともに前記電流流入用端子部と前記電流流入用パッドとを電気的に接続する電流流入用ワイヤとを備え、前記電流供給用ワイヤの最小溶断電流値を前記電流流入用ワイヤの最小溶断電流値より小さくすることが望ましい。これにより、前記電流流入用ワイヤが前記電流供給用ワイヤよりも先に溶断して過電流検出が不能となることを防止している。
【００２４】
また、上記目的を達成するために本発明に係るレギュレータは、負荷に電流を供給する電流供給ラインの一部である電流供給用端子部を出力系統毎に有するとともに入力電源から電流が流入する電流流入ラインの一部である電流流入用端子部を有するリードフレームを備え、前記電流供給ラインの一部である電流供給用パッドを出力系統毎に有するともに前記電流流入ラインの一部である電流流入用パッドを有するＩＣチップを備え、前記電流供給ラインの一部であるとともに前記電流供給用端子部と前記電流供給用パッドとを電気的に接続する電流供給用ワイヤを出力系統毎に備え、前記電流流入ラインの一部であるとともに前記電流流入用端子部と前記電流流入用パッドとを電気的に接続する電流流入用ワイヤを備えた複数の出力系統を有するレギュレータであって、出力系統の少なくとも一つについて、前記電流供給用ワイヤの両端電圧差に基づいて過電流を検出する第１の過電流検出部を出力系統毎に備え、前記電流流入用ワイヤの両端電圧差に基づいて過電流を検出する第２の過電流検出部を備える構成とする。
【００２５】
このような構成によると、過電流検出用抵抗を設けることなく、過電流を検出することができるので、小型化を図ることができる。また、出力トランジスタのベース電流を監視して過電流を検出する方法に比べて、過電流の検出精度が向上する。さらに、第２の過電流検出部を用いた過電流保護を行うことによって、負荷電流が過電流に近い状態が複数系統で同時に起こったときに入力電源から多出力レギュレータに流入する電流が増加し前記入力電源に過大な負荷がかかることを未然に防止することができる。なお、前記第１の過電流検出部及び前記第２の過電流検出部は前記ＩＣチップ内に設けるとよい。
【００２６】
また、前記電流供給用パッドを複数設け及び／又は前記電流流入用パッドを複数設けた上記各構成のレギュレータの過電流検出点を調整する方法として、前記電流供給用パッド及び／又は前記電流流入用パッドの選択により、前記電流供給用ワイヤの長さ及び／又は前記電流流入用ワイヤの長さを調整して、過電流検出点を調整する過電流検出点調整方法が挙げられる。また、上記各構成のレギュレータの過電流検出点を調整する方法として、前記電流供給用ワイヤの材料及び／又は前記電流流入用ワイヤの材料を選択することにより、過電流検出点を調整する過電流検出点調整方法が挙げられる。このような方法により、ＩＣチップは同一でも、アッセンブリ段階で製品の過電流検出点を調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、小型化を図ることができるともに過電流の検出精度が高いレギュレータを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係るレギュレータとして、ここでは入力電源から電流が流入する電流流入ラインと負荷に電流を供給する電流供給ラインとの間に設けられるパワートランジスタすなわち出力トランジスタにバイポーラトランジスタを用いたシリーズレギュレータを例に挙げて説明する。
【００２９】
まず、本発明の第一実施形態について説明する。本発明の第一実施形態に係るシリーズレギュレータの構成を図１に示す。また、図１に示すレギュレータの構造を図２に示す。なお、図２において図１と同一の部分には同一の符号を付す。
【００３０】
図１に示すレギュレータは、パワートランジスタＱ１と、抵抗Ｒ１及びＲ２と、制御用ＩＣ１００とを備えている。そして、制御用ＩＣ１００は、基準電圧発生回路１と、誤差増幅器２と、過熱保護回路３と、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路４と、コンパレータ５とを備え、入力電圧Ｖｉｎを駆動電圧としている。リードフレーム端子部Ｔ１からパワートランジスタＱ１のエミッタまでが入力電源（不図示）から電流が流入する電流流入ラインであり、パワートランジスタＱ１のコレクタからリードフレーム端子部Ｔ２までが負荷（不図示）に電流を供給する電流供給ラインである。
【００３１】
図１に示すレギュレータは、パワートランジスタＱ１のベース電流を制御用ＩＣ１００で制御し、あらかじめ負荷側の要望に合わせて設定した値に出力電圧Ｖｏを調整し、出力電圧Ｖｏを安定させる装置である。図１に示すシリーズレギュレータは、基準電圧発生回路１から出力される基準電圧Ｖｒｅｆと出力電圧Ｖｏを抵抗Ｒ１及びＲ２で分圧して得られる調整電圧Ｖａｄｊとの誤差を誤差増幅器２で増幅し、誤差増幅器２の出力に応じてパワートランジスタＱ１のベース電流を調整してパワートランジスタＱ１のコレクタ電流を制御し、出力電圧Ｖｏを安定させている。
【００３２】
過熱保護回路３は、過熱時にパワートランジスタＱ１のベース電流を制限してレギュレータを保護している。ＯＮ／ＯＦＦ制御回路４は、誤差増幅器２への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＳＥＬに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御する。なお、コンパレータ５に関する説明は後述する。
【００３３】
続いて、図１に示すレギュレータの構造について図２を参照して説明する。図２において、Ｈ１はリードフレームヘッダーを示し、Ｃ１はＩＣチップを示し、Ｂ１はＩＣチップＣ１をリードフレームヘッダーＨ１上に接着する接着部材を示し、Ｓ１は封止用樹脂を示し、Ｔ１〜Ｔ６はリードフレーム端子部を示し、Ｗ１〜Ｗ５は接続ワイヤを示し、Ｐ１〜Ｐ５はＩＣチップＣ１に設けられたパッドを示している。リードフレームは、リードフレームヘッダーＨ１とリードフレーム端子部Ｔ１〜Ｔ６によって構成される。なお、図２において図示を省略しているが、パワートランジスタＱ１、制御用ＩＣ１００、並びに抵抗Ｒ１及びＲ２がＩＣチップＣ１に搭載されている。
【００３４】
また、リードフレーム端子部Ｔ３とリードフレームヘッダーＨ１は一体形成され、リードフレーム端子部Ｔ１とパッドＰ１は接続ワイヤＷ１によって電気的に接続され、リードフレーム端子部Ｔ２とパッドＰ２は接続ワイヤＷ２によって電気的に接続され、リードフレーム端子部Ｔ３とパッドＰ３は接続ワイヤＷ３によって電気的に接続され、リードフレーム端子部Ｔ４とパッドＰ４は接続ワイヤＷ４によって電気的に接続され、リードフレーム端子部Ｔ２とパッドＰ５は接続ワイヤＷ５によって電気的に接続される。そして、リードフレーム端子部Ｔ１に入力電圧Ｖｉｎが印加され、リードフレーム端子部Ｔ３にグランド電圧ＧＮＤが印加され、リードフレーム端子部Ｔ４にＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＳＥＬが入力される。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＳＥＬがＯＮを指示する信号である場合、リードフレーム端子部Ｔ２に出力電圧Ｖｏが発生する。
【００３５】
続いて、コンパレータ５についての説明する。コンパレータ５の非反転入力端子はパッドＰ２に接続され、コンパレータ５の反転入力端子はパッドＰ５に接続され、コンパレータ５の出力端子はパワートランジスタＱ１のベースに接続される。このような構成により、コンパレータ５は、レギュレータの出力電流が流れる接続ワイヤＷ２の両端電圧差を検出し、接続ワイヤＷ２の両端電圧差に応じた出力を行う。なお、接続ワイヤＷ５には電流がほとんど流れないので、接続ワイヤＷ５の両端電圧差は無視できる程小さい。
【００３６】
接続ワイヤＷ２の両端電圧差が過電流に対応した値になると、コンパレータ５の出力電圧が誤差増幅器２の出力電圧より大きくなってパワートランジスタＱ１のベース電流が制限されるように、誤差増幅器２、コンパレータ５、及び接続ワイヤＷ２の仕様が決定されている。これにより、過電流検出用抵抗を設けることなく、過電流保護を行うことができる。また、出力トランジスタのベース電流を監視して過電流を検出する方法に比べて、過電流の検出精度が向上する。
【００３７】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。本発明の第二実施形態に係るシリーズレギュレータの構成を図３に示す。また、図３に示すレギュレータの構造を図４に示す。なお、図３において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略し、図４において図２と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。また、図４において図３と同一の部分には同一の符号を付す。
【００３８】
図３に示すレギュレータが図１に示すレギュレータと異なる点は、コンパレータ５が電流供給用ワイヤである接続ワイヤＷ２の両端電圧差ではなく電流流入用ワイヤである接続ワイヤＷ１の両端電圧差を検出している点である。図３に示すレギュレータは、コンパレータ５の非反転入力端子をパッドＰ１に接続するとともに、コンパレータ５の反転入力端子に接続されるパッドＰ０をＩＣチップＣ１に新たに設け、リードフレーム端子部Ｔ１とパッドＰ０とを接続ワイヤＷ０によって電気的に接続している。
【００３９】
このような構成により、コンパレータ５は、レギュレータの入力電流が流れる接続ワイヤＷ１の両端電圧差を検出し、接続ワイヤＷ１の両端電圧差に応じた出力を行う。なお、接続ワイヤＷ０には電流がほとんど流れないので、接続ワイヤＷ０の両端電圧差は無視できる程小さい。
【００４０】
接続ワイヤＷ１の両端電圧差が過電流に対応した値になると、コンパレータ５の出力電圧が誤差増幅器２の出力電圧より大きくなってパワートランジスタＱ１のベース電流が制限されるように、誤差増幅器２、コンパレータ５、及び接続ワイヤＷ１の仕様が決定されている。これにより、過電流検出用抵抗を設けることなく、過電流保護を行うことができる。また、出力トランジスタのベース電流を監視して過電流を検出する方法に比べて、過電流の検出精度が向上する。
【００４１】
図３に示すレギュレータは、入力電圧Ｖｉｎを検出するためのセンシング用パッドであるパッドＰ０を新たに設ける必要があるが、図１に示すレギュレータがレギュレータから負荷側へ流れる電流について過電流保護を行っているのに対して、レギュレータから負荷側へ流れる電流にレギュレータ自身が消費する電流も含めた電流について過電流保護を行うことができる。出力トランジスタにバイポーラトランジスタを用いたシリーズレギュレータの場合、レギュレータから負荷側へ流れる電流が大きくなるほど出力トランジスタのベース電流も増大し、レギュレータ自身が消費する電流が増大するため、レギュレータから負荷側へ流れる電流にレギュレータ自身が消費する電流も含めた電流について過電流保護を行う有用性が高い。
【００４２】
上述した第一実施形態及び第二実施形態では、出力トランジスタであるパワートランジスタＱ１のベース電流を制限することによって過電流保護を行う形態であったが、制御用ＩＣへの電力供給を停止することによって過電流保護を行うようにしてもよい。例えば、図１に示すレギュレータを制御用ＩＣへの電力供給を停止することによって過電流保護を行う形態に変形させた場合、図５に示す構成となる。
【００４３】
図５に示すレギュレータは、図１に示すレギュレータの制御用ＩＣ１００を制御用ＩＣ１０１に置換し、制御用ＩＣ１０１への電力供給ラインにスイッチＳＷ１を新たに設けた構成である。制御用ＩＣ１０１が制御用ＩＣ１００と異なる点は、コンパレータ５の出力端子がパワートランジスタＱ１のベースに接続されるのではなくコンパレータ５の出力によってスイッチＳＷ１が制御される点である。
【００４４】
接続ワイヤＷ２の両端電圧差が過電流に対応した値になると、コンパレータ５の出力によってスイッチＳＷ１がオフになり、制御用ＩＣ１０１への電力供給が停止されるように、コンパレータ５、接続ワイヤＷ２、及びスイッチＳＷ１の仕様が決定されている。これにより、過電流検出用抵抗を設けることなく、過電流保護を行うことができる。また、出力トランジスタのベース電流を監視して過電流を検出する方法に比べて、過電流の検出精度が向上する。
【００４５】
また、図５に示すレギュレータにおいて、スイッチＳＷ１を経由して制御用ＩＣ１０１に入力される入力電圧Ｖｉｎ及びパッドＰ５を経由して制御用ＩＣ１０１に入力される出力電圧Ｖｏに応じたオフセットがコンパレータ５にかかるようにし、接続ワイヤＷ２の両端電圧差が入力電圧Ｖｉｎから出力電圧Ｖｏを引いた値と略等しくなったときにコンパレータ５の出力によってスイッチＳＷ１がオフになり、制御用ＩＣ１０１への電力供給が停止されるように、コンパレータ５、接続ワイヤＷ２、及びスイッチＳＷ１の仕様を決定するようにしてもよい（本構成のレギュレータを本発明の第三実施形態に係るレギュレータという）。接続ワイヤＷ２が溶断すると接続ワイヤＷ２のパッドＰ２側端部電圧は入力電圧Ｖｉｎとほぼ等しくなり且つ接続ワイヤＷ２のリードフレーム端子部Ｔ２側端部電圧は出力電圧Ｖｏと等しくなるので、本発明の第三実施形態に係るレギュレータでは接続ワイヤＷ２が溶断したときに過電流と判定されて制御用ＩＣ１０１への電力供給が停止されることになる。本発明の第三実施形態に係るレギュレータは、接続ワイヤＷ２にヒューズと等価の働きをさせるだけでなく、接続ワイヤＷ２の溶断状態を検出することで過電流を検出するような過電流検出方法を採用している。
【００４６】
本発明の第三実施形態に係るレギュレータにおいて、接続ワイヤＷ１が接続ワイヤＷ２よりも先に溶断すると制御用ＩＣ１０１自体が動作しなくなるため、接続ワイヤＷ２の最小溶断電流値を接続ワイヤＷ１の最小溶断電流値よりも小さくすることが望ましい。接続ワイヤＷ２の最小溶断電流値を接続ワイヤＷ１の最小溶断電流値よりも小さくする方策としては、例えば、接続ワイヤＷ１と接続ワイヤＷ２を同じ材料で形成し接続ワイヤＷ２の線径を接続ワイヤＷ１の線径より小さくする方策や、接続ワイヤＷ２の材料を接続ワイヤＷ１より電気抵抗率が高い材料にする方策が挙げられる。
【００４７】
次に、本発明に係る多出力レギュレータについて説明する。本発明に係る多出力レギュレータの構成例を図６に示す。
【００４８】
図６に示す多出力レギュレータは、図１に示す構成のレギュレータを２個設け、一方のレギュレータと他方のレギュレータにおいてリードフレーム端子部Ｔ１、接続ワイヤＷ１、及びパッドＰ１を共通化し、パッドＰ０及びパッドＰ０とリードフレーム端子部Ｔ１とを電気的に接続する接続ワイヤＷ０を新たに設け、コンパレータ６を一方のレギュレータの制御用ＩＣ１００Ａ内に新たに設けた構成である。コンパレータ６の非反転入力端子はパッドＰ１に接続され、コンパレータ６の反転入力端子はパッドＰ０に接続され、コンパレータ６の出力端子は一方のレギュレータの出力トランジスタＱ１Ａのベースに接続されている。そして、接続ワイヤＷ１の両端電圧差が過電流に対応した値になると、コンパレータ６の出力電圧が一方のレギュレータの誤差増幅器２Ａの出力電圧より大きくなって一方のレギュレータの出力トランジスタＱ１Ａのベース電流が制限されるように、誤差増幅器２Ａ、コンパレータ６、及び接続ワイヤＷ１の仕様が決定されている。
【００４９】
図６に示す多出力レギュレータは、出力電圧系統ごとに負荷側へ流れる電流について過電流保護を行うことができるだけではなく、入力電源から図６に示す多出力レギュレータに流入する電流についても過電流保護を行うことができる。最近のデジタル化による負荷電圧の低電圧化に伴って電圧系統が増加しているが、レギュレータは負荷電流が過電流に達するまでは負荷電流を負荷に供給するため、負荷電流が過電流に近い状態が複数系統で同時に起こると、入力電源から多出力レギュレータに流入する電流が増加し、前記入力電源に過大な負荷がかかることになる。したがって、入力電源から多出力レギュレータに流入する電流を制限する機能を有する図６に示す多出力レギュレータは非常に有用である。
【００５０】
なお、図６に示す多出力レギュレータでは、出力電圧系統ごとに出力トランジスタのベース電流を制限することにより負荷側へ流れる電流について過電流保護を行う形態であったが、出力電圧系統ごとに制御用ＩＣへの電力供給を停止することにより負荷側へ流れる電流について過電流保護を行うようにしてもよい。
【００５１】
また、上述した本発明の第一実施形態に係るレギュレータにおいて、図７に示すように電流供給用パッドを複数設けるようにしてもよい。なお、図７は電流供給用パッドＰ２＿１が選択された状態を示している。電流供給用パッドＰ２＿１〜Ｐ２＿３毎にワイヤボンド完了状態の電流供給用接続ワイヤＷ２の長さがあらかじめ決まっており、電流供給用パッドＰ２＿１〜Ｐ２＿３毎に電流供給用接続ワイヤＷ２の抵抗値が計算される。コンパレータ５によりパワートランジスタＱ１のベース電流制限を開始する接続ワイヤＷ２の両端電圧差はあらかじめＩＣチップにより決定しているため、接続ワイヤＷ２を実際に接続する電流供給用パッドの選択により過電流の検出点を変更することができる。これにより、ＩＣチップは同一でも、アッセンブリ段階で製品の過電流検出点を調整することが可能となる。また、上記のように電流供給用パッドを複数設けて電流供給用接続ワイヤＷ２の長さを変更しなくても、電流供給用接続ワイヤＷ２の材料を変更により過電流の検出点を変更することができる。これにより、ＩＣチップは同一でも、アッセンブリ段階で製品の過電流検出点を調整することが可能となる。接続ワイヤＷ２の材料としては、例えば、金、銅、アルミ、またはその合金等が挙げられる。このような過電流の検出点調整方法は、本発明の第一実施形態に係るレギュレータだけでなく、本発明に係るレギュレータ全般に適用することができる。
【００５２】
なお、上述した実施形態では、出力トランジスタにバイポーラトランジスタを用いたシリーズレギュレータを例に挙げて説明したが、本発明は出力トランジスタにＭＯＳトランジスタ（例えば、ＣＭＯＳトランジスタ）を用いたシリーズレギュレータ或いはスイッチングレギュレータにも適用することができる。また、上述した実施形態では、出力電圧Ｖｏを分圧する抵抗がＩＣチップに内蔵されているシリーズレギュレータを例に挙げて説明したが、本発明は、出力電圧Ｖｏを検出するためのセンシング用パッドを新たに設ける必要があるが、出力電圧Ｖｏを分圧する抵抗がＩＣチップに対して外付けされているシリーズレギュレータにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】は、本発明の第一実施形態に係るレギュレータの構成を示す図である。
【図２】は、図１に示すレギュレータの構造を示す図である。
【図３】は、本発明の第二実施形態に係るレギュレータの構成を示す図である。
【図４】は、図３に示すレギュレータの構造を示す図である。
【図５】は、図１に示すレギュレータの変形例を示す図である。
【図６】は、本発明に係る多出力レギュレータの構成例を示す図である。
【図７】は、図１に示すレギュレータの他の構造を示す図である。
【図８】は、従来のレギュレータの一構成例を示す図である。
【図９】は、図８に示すレギュレータの構造を示す図である。
【図１０】は、図９の構造をとる図８に示すレギュレータのリードフレーム端子部、パッド、及び接続ワイヤを含めた構成を示す図である。
【図１１】は、図８に示すレギュレータの他の構造を示す図である。
【図１２】は、図１１の構造をとる図８に示すレギュレータのリードフレーム端子部、パッド、及び接続ワイヤを含めた構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    基準電圧発生回路
２、２Ａ    誤差増幅器
３    加熱保護回路
４    ＯＮ／ＯＦＦ制御回路
５、６    コンパレータ
１００、１００Ａ、１０１    制御用ＩＣ
Ｑ１、Ｑ１Ａ    パワートランジスタ
Ｒ１、Ｒ２    抵抗
Ｔ１〜Ｔ６    リードフレーム端部
Ｐ０〜Ｐ５    パッド
Ｗ０〜Ｗ５    接続ワイヤ
【図１】
2006309312.tif 000003
【図２】
2006309312.tif 000004
【図３】
2006309312.tif 000005
【図４】
2006309312.tif 000006
【図５】
2006309312.tif 000007
【図６】
2006309312.tif 000008
【図７】
2006309312.tif 000009
【図８】
2006309312.tif 000010
【図９】
2006309312.tif 000011
【図１０】
2006309312.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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