(57)【要約】【課題】  フの字保護回路を備えたシリーズ電源装置において、ドライブ回路にＰＮＰ型トランジスタを使用し、そのベース電流を制限する回路を付加することにより、ドライブ回路の電力消費を抑制すると共に、フの字特性を安定化したシリーズ電源装置を提供する。【解決手段】  このフの字保護回路１００は、ドライブ回路を構成するＰＮＰトランジスタＴＲ３（第１のトランジスタ）と、ＰＮＰトランジスタＴＲ２（第２のトランジスタ）と、過電流保護回路を構成するＮＰＮトランジスタＴＲ１と、抵抗器（抵抗素子）Ｒ１〜Ｒ７と、を備えて構成される。【選択図】  図１
2006260416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定した保護電流域を超えると負荷抵抗に応じて出力電圧と出力電流を共に低下させて電源のドライブトランジスタの電力消費を抑制するフの字保護回路を備えた電源装置であって、
前記フの字保護回路は当該電源の出力電圧と出力電流を制御するドライブ回路と、前記出力電流が予め設定した保護電流域を超えることを防止する過電流保護回路とを備え、
前記ドライブ回路は、当該電源装置の入力端子と出力端子間に挿入する第１のトランジスタと、該第１のトランジスタのベース電流を制御する第２のトランジスタと、複数の抵抗素子とを備え、前記第１と第２のトランジスタのエミッタを共通接続し、前記第２のトランジスタのコレクタを前記第１のトランジスタのベースに接続することにより、前記第１のトランジスタのベース電流を制限するように構成したことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記トランジスタはＰＮＰ型トランジスタであることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記ドライブ回路は、前記第１と第２のトランジスタのエミッタを共通接続し、該接続点を当該電源装置の入力端子に接続すると共に、前記第１と第２のトランジスタのベースにそれぞれ抵抗素子を介して接続し、前記第２のトランジスタのコレクタを抵抗素子を介して前記第１のトランジスタのベースに接続すると共に前記出力端子間の電圧を一定に制御する制御回路に接続し、前記第２のトランジスタのベースを前記過電流保護回路に接続するように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関し、さらに詳しくは、フの字保護回路を備えたシリーズ電源装置において、ドライブ回路の電力消費を抑制する回路構成を備えた電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から電源装置は、負荷側に過電流が流れたときに電源装置を破損しないように、何らかの保護回路を備えている。最も一般的な保護回路は出力電流が予め決められた保護電流域を超えたときに、負荷に流れる電流をリミットする回路である。しかし、このような回路は、出力電流が予め決められた保護電流域以下になっても自動的に復帰しないのが一般的である。また、過電流が一瞬でも流れると保護回路が働いてしまい、実際に運用するには必ずしも便利であるとはいえなかった。
また、負荷に流れる電流をリミットする回路を備えたシリーズ電源では、（電源入力電圧−電源出力電圧）×負荷電流の電力が電源のドライブトランジスタにより消費される。このドライブトランジスタによる電力消費を過電流保護動作時も抑制した電源としてフの字保護電源がある。図４は従来のフの字保護電源の回路図である。この回路は各定数を決めやすいといった利点がある。即ち、フの字保護電源は、出力電流が予め決めた保護電流域以下で動作中は通常のシリーズ電源として動作し、出力電流が予め決めた保護電流域を超えると、負荷抵抗に応じて出力電圧と出力電流を共に低下させ電源のドライブトランジスタの消費電力を抑制する所謂、フの字特性（図５参照）を示すものである。図４のフの字保護電源２００は、電源の出力電圧と出力電流を制御するＮＰＮトランジスタＴＲ２と、出力電流が予め設定した保護電流域を超えることを防止するＮＰＮトランジスタＴＲ１と、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４とを備えて構成される。
【０００３】
次にフの字保護電源２００の概略動作について説明する。ＮＰＮトランジスタＴＲ２のエミッタ電圧をＶ１、出力電圧をＶ２、ＮＰＮトランジスタＴＲ１のベース・エミッタ間の電圧をＶｂｅとすると、Ｖ１×（Ｒ２／（Ｒ２＋Ｒ３））−Ｖ２＝Ｖｂｅ、（Ｖ１−Ｖ２）／Ｒ４＝Ｉｏの条件を回路が満たすとフの字保護動作が始まる。即ち、電圧Ｖ１、Ｖ２及び電流Ｉｏに基づきトランジスタＴＲ１がＯＮ動作可能なＶｂｅの値に達すると、ＴＲ１のコレクタ・エミッタ間が導通しＴＲ２のベースに供給されるベース電流が減少する。それにより、ＴＲ２の出力電流が減少するので電圧Ｖ１は低下する。それに伴ってＶ２も低下し、そして出力電流Ｉｏも減少する。図５は出力電圧３．０Ｖ、保護電流５０ｍＡ、引き込み電流３１ｍＡになるように図４の各定数を設定したときの特性を示す図である。この図から解るとおり、保護電流５０ｍＡを超えると出力電流と出力電圧が共に低下し、出力電圧が０Ｖになると出力電流３１ｍＡになっているのが解る。
また従来技術として特許文献１には、出力電圧に応じた検出電圧を生成する検出回路と、前記検出電圧に応じた制御電流を生成する制御電流生成回路とを有し、前記制御電流に応じて出力電流を制限する電流制限回路において、前記検出回路と前記制御電流生成回路との間に設けられ、前記制御電流生成回路が飽和動作しないように前記検出電圧を制御する飽和動作防止回路を設けてなる電流制限回路について開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、複数（２個）の出力用素子を備え、２個の出力用素子のそれぞれを、出力用トランジスタで構成する。第１の出力用トランジスタは、所定値より小さい電流領域でｈfeが大きく、第２の出力用トランジスタは、所定値より小さい電流領域での第１の出力用トランジスタのｈfeよりｈfeが小さく、かつ上記所定値を超える電流領域でも一定のｈfeを維持する。両出力用トランジスタの動作範囲を負荷電流の大きさに応じた出力電圧によって切替回路で切り替える。これにより、負荷電流の小さい領域では第１の出力用トランジスタのみを動作させ、負荷電流の大きい領域では少なくとも第２の出力用トランジスタを動作させる安定化電源装置について開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３０４２２５公報
【特許文献２】特開２０００−３３０６５４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図４のフの字保護電源回路は、ドライブとしてＮＰＮトランジスタのエミッタホロワを用いている。従って、電源入力電圧と出力電圧は、負荷電流ゼロでも最低ＮＰＮトランジスタのベース・エミッタ順電圧（約０．７Ｖ）差が必要である。実際には図４のＲ１の電圧降下分も考慮しなければならず、この回路を用いてより効率の良いシリーズ電源を作るのは困難である。即ち、前述したとおり電源のドライブトランジスタにより（電源入力電圧−電源出力電圧）×負荷電流の電力が消費されるので、前述した電圧降下等の影響により電源入力電圧と出力電圧の差が大きくなると消費電力が大きくなるといった問題がある。
またフの字保護電源回路は、図４のＴＲ２のベース端子から電流を引き込むことにより、ＴＲ２をコントロールする（Ｒ４はＴＲ２のバイアス抵抗になる）。ところが、出力電流が多くなり、ＴＲ２のコレクタ電流が増加するに伴い、ＴＲ２のバイアス条件が変動するため、抵抗値が固定されたＲ４によるＴＲ２のバイアスではＲ４を流れるバイアス電流とＴＲ２のコレクタ電流の比がＴＲ２のｈｆｅ（電流増幅率）を下回り、回路は負荷を安定にドライブできなくなる。それを防ぐためにＲ４の値を小さくすると、電源回路自体の消費電力が増加することになり効率を低下させるといった問題が発生する。
また特許文献１に開示されている従来技術は、ドライブ回路にＰＮＰトランジスタのエミッタ接地を用いたフの字保護回路であるが、保護電流域の設定にはトランジスタのｈｆｅを用いるので、回路動作条件を加味して定数を決める必要があり、設計が難しくなる。また、入力電圧により保護電流動作点が異なり、正確な保護域を持つ保護回路を得にくい。また入力電圧が低くなるとフの字保護でなく、垂直保護やハの字保護になる可能性がある。そのためドライブトランジスタが発熱するので、放熱対策も必要となるばかりでなく、パワーの大きなドライブトランジスタを採用するため部品単価が高くなるといった問題がある。
また特許文献２に開示されている従来技術は、待機時の電力損失を抑制するため、切り替え回路により出力トランジスタを切り換えるものであり、切り換え回路が必要となり、回路コストが上昇するといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、フの字保護回路を備えたシリーズ電源装置において、ドライブ回路にＰＮＰ型トランジスタを使用し、そのベース電流を制限する回路を付加することにより、ドライブ回路の電力消費を抑制すると共に、フの字特性を安定化したシリーズ電源装置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】
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、予め設定した保護電流域を超えると負荷抵抗に応じて出力電圧と出力電流を共に低下させて電源のドライブトランジスタの電力消費を抑制するフの字保護回路を備えた電源装置であって、前記フの字保護回路は当該電源の出力電圧と出力電流を制御するドライブ回路と、前記出力電流が予め設定した保護電流域を超えることを防止する過電流保護回路とを備え、前記ドライブ回路は、当該電源装置の入力端子と出力端子間に挿入する第１のトランジスタと、該第１のトランジスタのベース電流を制御する第２のトランジスタと、複数の抵抗素子とを備え、前記第１と第２のトランジスタのエミッタを共通接続し、前記第２のトランジスタのコレクタを前記第１のトランジスタのベースに接続することにより、前記第１のトランジスタのベース電流を制限するように構成したことを特徴とする。
フの字保護回路は基本構成としてドライブ回路と過電流保護回路が必要である。従来のフの字保護回路においては、電源入力電圧と出力電圧の差が大きいため、ドライブ回路の電力消費が大きかった。また、ドライブトランジスタにＰＮＰ型を使用した場合、いくつかの問題点が発生することは前述したとおりである。そこで本発明ではこれらの問題を解決するために、ドライブトランジスタとして第１のトランジスタを入力端子と出力端子間に接続し、第１のトランジスタのベース電流を制御するために第２のトランジスタを備え、第１のトランジスタのベース電流を制限するように構成したものである。
請求項２は、前記トランジスタはＰＮＰ型トランジスタであることを特徴とする。
ドライブとしてＮＰＮトランジスタを使用した場合、電源入力電圧と出力電圧は、負荷電流ゼロでも最低ＮＰＮトランジスタのベース・エミッタ順電圧（約０．７Ｖ）差が必要となる。即ち、負荷電流ゼロでもこのベース・エミッタ順電圧分に対する負荷電流に応じた電力が消費されることになる。そこで本発明ではドライブにＰＮＰトランジスタを使用してこれを解決するものである。
請求項３は、前記ドライブ回路は、前記第１と第２のトランジスタのエミッタを共通接続し、該接続点を当該電源装置の入力端子に接続すると共に、前記第１と第２のトランジスタのベースにそれぞれ抵抗素子を介して接続し、前記第２のトランジスタのコレクタを抵抗素子を介して前記第１のトランジスタのベースに接続すると共に前記出力端子間の電圧を一定に制御する制御回路に接続し、前記第２のトランジスタのベースを前記過電流保護回路に接続するように構成したことを特徴とする。
本発明のフの字保護回路の具体的な構成は、第１と第２のＰＮＰトランジスタのエミッタ端子を共通にして電源入力端子に接続し、各トランジスタのベース端子と電源入力端子とを抵抗を介して接続する。また第１のトランジスタのベース端子と第２のトランジスタのコレクタ端子を抵抗を介して接続し、その接続点を制御回路に接続する。また第２のトランジスタのベース端子に抵抗を介して過電流保護回路と接続する。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、第１のトランジスタを入力端子と出力端子間に接続し、第１のトランジスタのベース電流を制御するために第２のトランジスタを備え、第１のトランジスタのベース電流を制限するように構成したので、従来の回路に比べて電源入力電圧と出力電圧の差を少なくすることができ、ドライブトランジスタの消費電力を抑制することができる。また従来の回路に比べて安定したフの字保護方式を用いることができる。また定数決めが簡単になり設計が容易となり、電源の入力電圧が変化しても保護電流設定、引き込み電流設定は変わらない。更に、電源の入力電圧が変化しても安定してフの字動作を行うことができる。
また請求項２では、トランジスタにＰＮＰ型トランジスタを使用したので、電源入力電圧と出力電圧の差を少なくすることができる。
また請求項３では、ドライブ回路は、第１と第２のトランジスタのエミッタを共通接続し、この接続点を当該電源装置の入力端子に接続すると共に、第１と第２のトランジスタのベースにそれぞれ抵抗素子を介して接続し、第２のトランジスタのコレクタを抵抗素子を介して前記第１のトランジスタのベースに接続すると共に出力端子間の電圧を一定に制御する制御回路に接続し、第２のトランジスタのベースを前記過電流保護回路に接続するように構成したので、請求項１と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明のフの字保護回路の一例を示す回路図である。このフの字保護回路１００は、ドライブ回路を構成するＰＮＰトランジスタＴＲ３（第１のトランジスタ）と、ＰＮＰトランジスタＴＲ２（第２のトランジスタ）と、過電流保護回路を構成するＮＰＮトランジスタＴＲ１と、抵抗器（抵抗素子）Ｒ１〜Ｒ７と、を備えて構成される。以下、ＰＮＰトランジスタとＮＰＮトランジスタを単にトランジスタと記す。そしてトランジスタＴＲ３とＴＲ２のエミッタを共通接続し、この接続点を電源装置の入力端子１に接続すると共に、トランジスタＴＲ３とＴＲ２のベースにそれぞれ抵抗器Ｒ７、Ｒ４を介して接続する。トランジスタＴＲ３のコレクタは抵抗器Ｒ１を介して電源装置の出力端子２に接続し、コレクタから抵抗器Ｒ３とＲ２を直列に接続して接地する。またトランジスタＴＲ２のコレクタを抵抗器Ｒ６を介してトランジスタＴＲ３のベースに接続すると共に、図示しない出力電圧を一定に制御する制御回路に接続する。またトランジスタＴＲ２のベースを抵抗器Ｒ５を介してトランジスタＴＲ１のコレクタに接続する。トランジスタＴＲ１のベースは抵抗器Ｒ３とＲ２接続中点Ａに接続し、エミッタは電源装置の出力端子２に接続される。
【０００９】
次にフの字保護回路１００の動作について説明する。トランジスタＴＲ３のコレクタ電圧をＶ１、出力端子２の電圧をＶ２、出力電流をＩｏ、ＴＲ１のベースとエミッタ間の電圧をＶｂｅとすると、
Ｒ２・Ｖ１／（Ｒ２＋Ｒ３）−Ｖ２＝Ｖｂｅ・・・（１）
（Ｖ１−Ｖ２）／Ｒ１＝Ｉｏ・・・（２）
の条件を回路が満たすとフの字保護動作が始まる。即ち、電圧Ｖ１、Ｖ２及び電流Ｉｏに基づきＴＲ１が動作可能なＶｂｅの値に達すると、ＴＲ１のコレクタ・エミッタ間が導通しＴＲ２のベースバイアス回路が機能するのでＴＲ２が動作するのでＴＲ２にかかる電圧Ｖｂが低下する。そのことにより、Ｒ７、Ｒ８へ供給される電流が減少するので、ＴＲ３のエミッタ・ベース間電位が低くなりＴＲ３のベース電流Ｉｂ３が減り、ＴＲ３のコレクタ電流の減少に伴い、出力電圧Ｖ１は低下する。そして、（１）の条件からＶ１の低下に伴い、出力電圧Ｖ２が低下して、更に（２）の条件からＶ１、Ｖ２の低下に伴い出力電流Ｉｏも低下する。
【００１０】
ここでフの字保護回路１００の回路動作式について考察してみる。式（１）、（２）の条件を回路が満たすとフの字保護動作が始まるので、式（１）、（２）からＶ１をパラメータにした場合と、Ｖ２をパラメータにした場合について分けて考察してみる。まずＶ１をパラメータにした場合は、式（２）を変形すると
Ｖ１−Ｒ１・Ｉｏ＝Ｖ２・・・（２ａ）
と表せる。この式（２ａ）を式（１）に代入して整理すると、
Ｒ２・Ｖ１／（Ｒ２＋Ｒ３）−（Ｖ１−Ｒ１・Ｉｏ）＝Ｖｂｅ
となり、さらに展開すると
−Ｒ３・Ｖ１／（Ｒ２＋Ｒ３）＋Ｒ１・Ｉｏ＝Ｖｂｅ・・・（３）
となる。式（３）をＩｏについて解くと、
Ｉｏ＝（Ｒ３・Ｖ１／（Ｒ２＋Ｒ３）＋Ｖｂｅ）／Ｒ１・・・（４）
となる。
次にＶ２をパラメータにした場合は、式（２）を変形すると
Ｖ１＝Ｒ１・Ｉｏ＋Ｖ２・・・（２ｂ）
と表せる。この式（２ｂ）を式（１）に代入して整理すると、
Ｒ２・（Ｒ１・Ｉｏ＋Ｖ２）／（Ｒ２＋Ｒ３）−Ｖ２＝Ｖｂｅ・・・（５）
となり、さらに展開すると
Ｒ１・Ｒ２・Ｉｏ−Ｒ３・Ｖ２＝（Ｒ２＋Ｒ３）Ｖｂｅ・・・（６）
となる。式（６）をＩｏについて解くと、
Ｉｏ＝（Ｒ３・Ｖ２／Ｒ２＋（Ｒ２＋Ｒ３）Ｖｂｅ／Ｒ２）／Ｒ１・・・（７）
となる。
従って、負荷抵抗をＲとすると、式（７）から
Ｉｏｓｔａｒｔ＝（Ｒ３・Ｖ２／Ｒ２＋（Ｒ２＋Ｒ３）Ｖｂｅ／Ｒ２）／Ｒ１・・・（８）
となり、
Ｉｏｓｔｏｐ＝（（Ｒ２＋Ｒ３）Ｖｂｅ／Ｒ２）／Ｒ１・・・（９）
となり、結果的に
Ｉｏｕｔ＝（Ｒ２＋Ｒ３）Ｖｂｅ／（Ｒ１・Ｒ２−Ｒ・Ｒ３）・・・（１０）
Ｖｏｕｔ＝Ｒ（Ｒ２＋Ｒ３）Ｖｂｅ／（Ｒ１・Ｒ２−Ｒ・Ｒ３）・・・（１１）
となる。
【００１１】
図２は本発明のフの字保護回路を使用した電源レギュレータの実施例を示す回路図である。この電源レギュレータ１１０は、入力電圧４．７Ｖ、出力電圧３．０Ｖ、保護電流５０ｍＡ、引き込み電流３１ｍＡの仕様に基づいて各定数が決定され設計されている。即ち、ドライブ回路を構成するトランジスタＴＲ３と、トランジスタＴＲ２と、過電流保護回路を構成するトランジスタＴＲ１と、差動増幅器を構成するトランジスタＴＲ４、ＴＲ５と、抵抗器Ｒ１〜Ｒ１２と、コンデンサＣ１〜Ｃ４とを備えて構成される。尚、本実施例の各定数は、Ｒ１＝３３Ω、Ｒ２＝３．９ＫΩ、Ｒ３＝１ＫΩ、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２＝４．７ＫΩ、Ｒ８＝８２０Ω、Ｃ１、Ｃ２＝１μＦ、Ｃ３、Ｃ４＝１０００ＰＦである。また、トランジスタＴＲ２、３はＰＮＰ型トランジスタであり、トランジスタＴＲ１、４、５はＮＰＮ型トランジスタである。
そしてトランジスタＴＲ３とＴＲ２のエミッタを共通接続し、この接続点を入力端子１０に接続すると共に、トランジスタＴＲ３とＴＲ２のベースにそれぞれ抵抗器Ｒ７、Ｒ４を介して接続する。トランジスタＴＲ３のコレクタは抵抗器Ｒ１を介して出力端子１１に接続し、コレクタから抵抗器Ｒ３とＲ２を直列に接続して接地する。またトランジスタＴＲ２のコレクタを抵抗器Ｒ６を介してトランジスタＴＲ３のベースに接続すると共に、トランジスタＴＲ４のコレクタに接続する。またトランジスタＴＲ２のベースを抵抗器Ｒ５を介してトランジスタＴＲ１のコレクタに接続する。トランジスタＴＲ１のベースは抵抗器Ｒ３とＲ２の接続中点Ａに接続し、エミッタは出力端子１１に接続される。また端子１２には基準電圧（この例では３．０Ｖ）が印加され、抵抗器Ｒ９を介してトランジスタＴＲ４のベースに接続され、そこから更に抵抗器Ｒ１０によりエミッタと接続されている。トランジスタＴＲ４のエミッタとトランジスタＴＲ５のエミッタは共通に接続され、抵抗器Ｒ８を介して接地されている。またトランジスタＴＲ５のコレクタは入力端子１０に接続され、エミッタは抵抗器Ｒ１１を介してベースに接続され、そのベースは抵抗器Ｒ１２を介して出力端子１１に接続されている。尚、入力端子１０にはコンデンサＣ１が接続されて接地され、出力端子１１にはコンデンサＣ２とＣ３が並列に接続されて接地され、端子１２にはコンデンサＣ４が接続されて接地されている。
【００１２】
次に本発明のフの字保護回路を使用した電源レギュレータの動作について説明する。トランジスタＴＲ３のコレクタ電圧をＶ１、出力端子２の電圧をＶ２、出力電流をＩｏ、ＴＲ１のベースとエミッタ間の電圧をＶｂｅとすると、前述の式（１）と式（２）の条件を回路が満たすとフの字保護動作が始まる。すると、ＴＲ１のコレクタ・エミッタ間が導通しＴＲ２のベースにかかる電圧Ｖｂが低下する。そのことによりＴＲ３のベース電流Ｉｂ３が減り、ＴＲ３の出力電圧Ｖ１は低下する。当然出力電圧Ｖ２も低下して、回路の構成上出力電流Ｉｏも低下する。またトランジスタＴＲ４とＴＲ５は差動増幅回路を構成し、端子１２に印加した基準電圧と出力端子１１の電圧とを比較して、保護電流以内であれば常に出力電圧を一定になるように、トランジスタＴＲ４を制御してトランジスタＴＲ３のベース電流を制御している。
図３は図２の電源レギュレータのフの字特性を示す図である。縦軸に出力電圧Ｖ２を示し、横軸に出力電流Ｉｏを示す。この図から明らかなように、保護電流５０ｍＡになるとフの字保護動作が始まり、例えば、ポイントＡではＶ２＝２．０Ｖ、Ｉｏ＝４４ｍＡとなり、ポイントＢではＶ２＝１．０Ｖ、Ｉｏ＝３８ｍＡとなり、ポイントＣではＶ２＝０Ｖ、Ｉｏ＝３１ｍＡ（引き込み電流）となり、フの字特性となっているのが解る。
次に具体的に各定数を代入して計算してみる。例えば負荷に保護電流と等しいＩｏ＝５０ｍＡの電流が流れた場合、式（２）より
（Ｖ１−Ｖ２）／Ｒ１＝Ｉｏであるから、Ｖ２＝３．０、Ｒ１＝３３を代入すると、Ｖ１＝４．６５Ｖとなる。また式（１）より、
Ｒ２・Ｖ１／（Ｒ２＋Ｒ３）−Ｖ２＝Ｖｂｅ
であるから、Ｒ２＝３．９Ｋ、Ｒ３＝１Ｋを代入すると、
Ｖｂｅ＝０．７０Ｖ
となる。この電圧はＮＰＮトランジスタのベース・エミッタの順電圧であり、トランジスタＴＲ１のコレクタとエミッタ間が導通してフの字保護動作を開始することが解る。このときのＩｏｓｔａｒｔは式（８）より、
Ｉｏｓｔａｒｔ＝（Ｒ３・Ｖ２／Ｒ２＋（Ｒ２＋Ｒ３）Ｖｂｅ／Ｒ２）／Ｒ１）
であるから各値を代入すると、
Ｉｏｓｔａｒｔ＝０．０５Ａ＝５０ｍＡ
となる。
またＩｏｓｔｏｐは式（９）より、
Ｉｏｓｔｏｐ＝（（Ｒ２＋Ｒ３）Ｖｂｅ／Ｒ２）／Ｒ１
であるから各値を代入すると、
Ｉｏｓｔｏｐ＝０．０２７Ａ＝２７ｍＡ
となる。
この計算結果と図３の特性は略一致するので、各定数は適正であることが解る。
【００１３】
以上のように本発明によれば、トランジスタＴＲ３を入力端子１０と出力端子１１間に接続し、トランジスタＴＲ３のベース電流Ｉｂ３を制御するためにトランジスタＴＲ２を備え、トランジスタＴＲ３のベース電流Ｉｂ３を制限するように構成したので、従来の回路に比べて電源入力電圧と出力電圧の差を少なくすることができ、トランジスタＴＲ３の消費電力を抑制することができる。また従来の回路に比べて安定したフの字保護方式を用いることができる。また定数決めが簡単になり設計が容易となり、電源の入力電圧が変化しても保護電流設定、引き込み電流設定は変わらない。更に、電源の入力電圧が変化しても安定してフの字動作を行うことができる。また、トランジスタにＰＮＰ型トランジスタを使用したので、電源入力電圧と出力電圧の差を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のフの字保護回路の一例を示す回路図である。
【図２】本発明のフの字保護回路を使用した電源レギュレータの実施例を示す回路図である。
【図３】図２の電源レギュレータのフの字特性を示す図である。
【図４】従来のフの字保護電源の回路図である。
【図５】出力電圧３．０Ｖ、保護電流５０ｍＡ、引き込み電流３１ｍＡになるように図４の各定数を設定したときの特性を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１００  フの字保護回路、ＴＲ２、ＴＲ３  ＰＮＰトランジスタ、ＴＲ１  ＮＰＮトランジスタ、Ｒ１〜Ｒ７  抵抗器
【図１】
2006260416.tif 000003
【図２】
2006260416.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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