(57)【要約】【課題】シャント回路の動作精度を改善する。【解決手段】定電圧端子１０には接続され、定電圧端子１０の電圧を検出する電圧検出回路Ａと、この定電圧端子に接続され、前記電圧検出回路Ａの検出値に応じて動作して、定電圧端子１０の電圧値を維持するように動作する電圧制御回路Ｂが接続される。そして、電圧制御回路Ｂは、電圧検出回路Ａとは別の経路で定電圧端子１０に接続されるとともに、別の経路でグランドに接続され、電圧検出回路Ａと独立して、定電圧端子１０の電圧を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電圧端子に接続され、定電圧端子の電圧値を一定値に保持するためのシャント回路であって、
定電圧端子に接続され、定電圧端子の電圧を検出する電圧検出回路と、
この定電圧端子に接続され、前記電圧検出回路の検出値に応じて動作して、定電圧端子の電圧値を維持するように動作する電圧制御回路と、
を含み、
前記電圧制御回路は、前記電圧検出回路とは別の経路で前記定電圧端子に接続されるとともに、別の経路でグランドに接続され、前記電圧検出回路と独立して、前記定電圧端子の電圧を制御することを特徴とするシャント回路。
【請求項２】
請求項１に記載のシャント回路において、
前記電圧制御回路は、抵抗と制御トランジスタの直列接続回路を有し、
前記電圧検出回路により所定の高電圧を検出したときに前記制御トランジスタがオンして、前記定電圧端子からグランドに電流を流すことを特徴とするシャント回路。
【請求項３】
請求項２に記載のシャント回路において、
前記電圧制御回路は、前記抵抗の電圧降下を監視し、この電圧降下が所定以上の場合に、前記制御トランジスタをオフする保護回路を有することを特徴とするシャント回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定電圧端子に接続され、定電圧端子の電圧値を一定値に保持するためのシャント回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、定電圧端子などにおける電圧値を所定値以下に維持するために、シャント回路が用いられている。
【０００３】
このようなシャント回路は、基本的に図１のような構成を有している。定電圧端子１０には、電源Ｖ１の出力電圧Ｖ１が抵抗ＲＬ１を介し印加される。定電圧端子１０には、他端がグランド端子１２を介しグランドに接続されたコンデンサＣ１が接続されており、このコンデンサＣ１によって定電圧端子１０の電圧（ＳｈｕｎｔＶＣＣ）が保持される。そして、定電圧端子１０には、ツェナーダイオードＺＤ１のカソードが接続され、そのアノードはグランド端子１２に接続されている。従って、ツェナーダイオードＺＤ１が定電圧端子１０の端子電圧がその降伏電圧以上となった場合に、電流をグランドに向けて流し、定電圧端子１０の電圧を維持する。
【０００４】
図１の例では、定電圧端子１０には、抵抗ＲＬ２および信号源Ｓ１を介し、グランド端子１２に接続されている。従って、信号源Ｓ１の出力（消費電流）の変化に応じて定電圧端子１０の電圧が影響を受けるが、ツェナーダイオードＺＤ１が定電圧端子１０の電圧ＳｈｕｎｔＶＣＣが所定以上にならないように動作するため、所定の範囲内で電源Ｖ１の消費電流への影響が排除される。
【０００５】
図２には、ツェナーダイオードＺＤ１に代えて、電圧検出回路と、電圧検出回路により、グランドへ流す電流量を制御する電流制御回路を組み合わせたシャント回路が示されている。
【０００６】
定電圧端子１０には、線路インピーダンスＲＲ１を介し、シャント端子２０が接続されている。このシャント端子２０には、抵抗ＲＬ２を介し、ベースコレクタ間が短絡されたＮＰＮトランジスタＴＲ１のコレクタが接続され、このトランジスタＴＲ１のエミッタは、シャントグランド端子２２に接続されている。トランジスタＴＲ１のベースには、トランジスタＴＲ２のベースが接続され、このトランジスタＴＲ２のコレクタは抵抗ＲＬ２を介し、シャント端子２０に接続され、エミッタはシャントグランド端子２２に接続されている。なお、オペアンプ２４の動作用の電源も、シャント端子２０から供給される。
【０００７】
抵抗ＲＬ３とトランジスタＴＲ１のコレクタの接続点および抵抗ＲＬ４とトランジスタＴＲ２のコレクタの接続点は、オペアンプ２４の正負入力端に入力されており、両入力電圧がオペアンプ２４によって比較される。従って、抵抗ＲＬ３と抵抗ＲＬ４の抵抗値を異ならせることによって、シャント端子２０の電圧に応じて、抵抗ＲＬ３および抵抗ＲＬ４における電圧降下が異なる。そこで、オペアンプ２４において、シャント端子２０の電圧変化を検出することができる。
【０００８】
オペアンプ２４の出力端には、ＮＰＮトランジスタＴＲ３のベースが接続されており、このトランジスタＴＲ３のコレクタは抵抗ＲＬ５を介しシャント端子２０に接続され、エミッタは抵抗ＲＬ７を介しシャントグランド端子２２に接続されている。また、トランジスタＴＲ３のエミッタと抵抗ＲＬ８の接続点にはＮＰＮトランジスタＴＲ４のベースが接続され、このトランジスタＴＲ４のコレクタは抵抗ＲＬ６を介しシャント端子２０に接続され、エミッタはシャントグランド端子２２に接続されている。
【０００９】
従って、オペアンプ２４の出力がＨレベルになると、トランジスタＴＲ３、トランジスタＴＲ４がオンしてここに電流が流れる。シャントグランド端子２２は、線路インピーダンスＲＲ２を介し、グランド端子１２に接続されており、シャント端子２０の電圧が所定以上となると、オペアンプ２４が動作して、トランジスタＴＲ３，ＴＲ４に電流が流れ、定電圧端子１０に接続される各種回路における動作電流の電源Ｖ１への影響が抑制される。
【００１０】
すなわち、この回路においては、線路インピーダンスＲＲ１から線路インピーダンスＲＲ２までの回路がツェナーダイオードＺＤ１と同様の機能を果たす。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１１２２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、図２の回路においては、電圧検出のためにトランジスタＴＲ１、ＴＲ２に流れる電流と、シャント端子２０の電圧を下げるためにトランジスタＴＲ３，ＴＲ４に流れる電流は、ともに線路インピーダンスＲＲ１、ＲＲ２を介してグランドに流れる。従って、トランジスタＴＲ３，ＴＲ４に流れる電流の大小がトランジスタＴＲ１、ＴＲ２に流れる電流にも影響してしまい、シャント回路の精度が十分でなくなる場合もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、定電圧端子に接続され、定電圧端子の電圧値を一定値に保持するためのシャント回路であって、定電圧端子に接続され、定電圧端子の電圧を検出する電圧検出回路と、この定電圧端子に接続され、前記電圧検出回路の検出値に応じて動作して、定電圧端子の電圧値を維持するように動作する電圧制御回路と、を含み、前記電圧制御回路は、前記電圧検出回路とは別の経路で前記定電圧端子に接続されるとともに、別の経路でグランドに接続され、前記電圧検出回路と独立して、前記定電圧端子の電圧を制御することを特徴とする。
【００１４】
また、前記電圧制御回路は、抵抗と制御トランジスタの直列接続回路を有し、前記電圧検出回路により所定の高電圧を検出したときに前記制御トランジスタがオンして、前記定電圧端子からグランドに電流を流すことが好適である。
【００１５】
また、前記電圧制御回路は、前記抵抗の電圧降下を監視し、この電圧降下が所定以上の場合に、前記制御トランジスタをオフする保護回路を有することが好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、前記電圧制御回路は、前記電圧検出回路とは別の経路で前記定電圧端子に接続されるとともに、別の経路でグランドに接続され、前記電圧検出回路と独立して、前記定電圧端子の電圧を制御する。従って、電圧制御回路における電流量にかかわらず精度のよいシャント動作が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１８】
図２は、実施形態の構成を示している。定電圧端子１０には、電源Ｖ１が抵抗ＲＬ１を介し接続されるとともにコンデンサＣ１が接続されている。この定電圧端子１０には、複数の回路ブロックが接続されており、これら回路ブロックに定電圧を供給している。
【００１９】
定電圧端子１０には、各種経路ブロックが接続されるが、ここに電圧検出回路Ａおよび電圧制御回路Ｂからなるシャント回路が接続される。
【００２０】
定電圧端子１０は、線路インピーダンスＲＲ１を介し電圧検出用端子３０に接続される。この電圧検出用端子３０には、電圧を検出するための電圧検出回路Ａのみが接続されるが、この電圧検出回路Ａの内容自体は図２の構成と同一である。
【００２１】
すなわち、この電圧検出用端子３０には、抵抗ＲＬ３，ＲＬ４が接続されているとともに、ここからオペアンプ２４に電源供給がなされる。抵抗ＲＬ３はトランジスタＴＲ１を介し電圧検出用グランド端子３２に接続されており、抵抗ＲＬ４はトランジスタＴＲ１とカレントミラーを構成するトランジスタＴＲ２、抵抗ＲＬ７を介し電圧検出用グランド端子３２に接続されている。そして、抵抗ＲＬ３とトランジスタＴＲ１のコレクタの接続点および抵抗ＲＬ４とトランジスタＴＲ２のコレクタの接続点は、オペアンプ２４の正負入力端に入力されており、両入力電圧がオペアンプ２４によって比較される。
【００２２】
電圧検出用グランド端子３２は、線路インピーダンスＲＲ２を介し、グランド端子１２を介しグランドに接続されている。
【００２３】
また、定電圧端子１０には、線路インピーダンスＲＲ１２を介し、電流経路用端子４０が接続されている。この電流経路用端子４０には、定電圧端子１０から電流を逃がすための電流制御回路Ｂが接続されており、この電流制御回路Ｂの構成自体は図２と同じである。抵抗ＲＬ５，ＲＬ６が接続されており、抵抗ＲＬ５は、トランジスタＴＲ３、抵抗ＲＬ８を介し電流経路用グランド端子４２が接続されており、抵抗ＲＬ６はトランジスタＴＲ４を介し電流経路用グランド端子４２が接続されている。なお、トランジスタＴＲ３のベースにはオペアンプ２４の出力端が接続され、トランジスタＴＲ４のベースは、トランジスタＴＲ３のエミッタと抵抗ＲＬ８の接続点に接続されている。
【００２４】
従って、オペアンプ２４により、定電圧端子１０の高電圧を検出した場合には、トランジスタＴＲ３、ＴＲ４がオンし、ここから電流を逃がして定電圧端子１０の電圧上昇を防止する。
【００２５】
電流経路用グランド端子４２は、線路インピーダンスＲＲ２２介し、グランド端子１２に接続されている。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、電圧検出回路と、電圧制御回路がそれぞれ別々の独立した線路を介し、定電圧端子１０およびグランド端子１２に接続される。従って、電圧制御回路における電流量が変化しても、電圧検出用端子３０、電圧検出用グランド端子３２の電圧値に対する影響は非常に小さい。従って、精度よい電圧検出に基づいて適切な電圧制御を行うことができる。
【００２７】
図４は、さらに他の実施形態を示している。この実施形態では、図３の構成に加え、電流経路用端子４０には、ダイオードＤ１のアノードが接続され、このダイオードＤ１のカソードは、定電流源ＣＣ１を介し、電流経路用グランド端子４２に接続されている。また、ダイオードＤ１のカソードと定電流源ＣＣ１の接続点は、コンパレータ５０に入力され、このコンパレータ５０には、抵抗ＲＬ６とトランジスタＴＲ４の接続点が入力されており、このコンパレータ５０は２つの入力を比較する。
【００２８】
また、トランジスタＴＲ４のベースには、グラントとの接続をオンオフするスイッチ５２が設けられており、このスイッチ５２がコンパレータ５０の比較結果によって制御される。
【００２９】
この構成によれば、ダイオードＤ１の下側には、電流経路用端子４０に比べ、ダイオードＤ１の電圧降下分だけ下がった電圧が得られる。このダイオードＤ１での電圧降下は、通常１つのトランジスタの１Ｖｂｅ分の電圧となるため、コンパレータ５０には、その電圧が一入力端に入力される。一方、コンパレータ５０の他入力端には、抵抗ＲＬ６の下側の電圧が入力されている。この抵抗ＲＬ６の下側の電圧は、抵抗ＲＬ６の電圧降下によって変化するためそこに流れる電流によって変化する。従って、コンパレータ５０への２入力電圧は、抵抗ＲＬ６、すなわち電流経路用端子４０から電流経路用グランド端子４２に流れる電流が大きくなるに従って、その差が大きくなる。従って、コンパレータ５０において、電流経路用端子４０から電流経路用グランド端子４２に流れる電流が所定値以上であることを判定することができる。そして、その判定で所定値以上であると判定した場合には、コンパレータ５０は、スイッチ５２をオンする。これによって、トランジスタＴＲ４のベースが電流経路用グランド端子４２に接続され、このトランジスタＴＲ４が強制的にオフされ電流経路用端子４０から電流経路用グランド端子４２に流れる電流が遮断される。
【００３０】
図２の回路において、電流経路用端子４０から電流経路用グランド端子４２に流れる電流は、抵抗ＲＬ６によって制限している。しかし、半導体集積回路（ＩＣ）を一旦外した再度装着するような抜き差しの装着の場合には、コンデンサＣ１が満充電した状態で、ＩＣが装着される場合もある。この場合には、コンデンサＣ１の電荷を急激に逃がすことになり、トランジスタＴＲ４が過剰電荷を逃がすため、これが破壊する可能性がある。例えば、シャント回路が定電圧端子１０を８Ｖに維持する回路であり、電源Ｖ１が１２Ｖで会った場合、ＩＣの抜き差し前のコンデンサＣ１は、１２Ｖにまで充電された電荷がたまっている。その状態で、ＩＣを装着することでトランジスタＴＲ４が動作して定電圧端子１０の端子電圧が１２Ｖから８Ｖになる。通常、抵抗ＲＬ６による電流制限の計算は、８Ｖを基準として計算する電流であり、その値に応じたトランジスタサイズが選ばれている。ところが、電源ＯＮ時のＩＣ抜き差しの際は、４Ｖプラスの１２Ｖが印加され、抵抗ＲＬ６で決まる電流が急激に流れ、トランジスタＴＲ４や抵抗ＲＬ６が熱破壊する可能性があった。
【００３１】
図４の実施形態では、このような際に、スイッチ５２が動作して、トランジスタＴＲ４をオフし、上述のような問題を解消している。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来のシャント回路の基本構成を示す図である。
【図２】従来のシャント回路の一例を示す図である。
【図３】実施形態に係るシャント回路の構成を示す図である。
【図４】実施形態に係るシャント回路の他の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  定電圧端子、１２  グランド端子、２０  シャント端子、２２  シャントグランド端子、２４  オペアンプ、３０  電圧検出用端子、３２  電圧検出用グランド端子、４０  電流経路用端子、４２  電流経路用グランド端子、５０  コンパレータ、５２  スイッチ、Ａ  電圧検出回路、Ｂ  電圧制御回路、Ｃ１  コンデンサ、ＣＣ１  定電流源、Ｄ１  ダイオード、ＲＬ１〜ＲＬ８  抵抗、ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ１２，ＲＲ２２  線路インピーダンス、Ｓ１  信号源、ＴＲ１〜ＴＲ５  トランジスタ、Ｖ１  電源、ＺＤ１  ツェナーダイオード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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