(57)【要約】【課題】出力電圧を低い値に設定することができ、出力電圧の可変範囲を広くすることができ、かつ入力電源の電圧が低くても動作するチョッパ型レギュレータ回路を得る。【解決手段】チョッパ型レギュレータ回路１０は、入力電源１２の電圧をトランジスタ１６でスイッチングすることにより、負荷３０に電圧を供給する。グランドレベルに対して入力電源１２と逆極性の電圧を発生する補助電源２４を備え、補助電源２４の電圧を基準として、制御回路２８内に基準電圧を発生させる。補助電源２４の電圧を基準としたチョッパ型レギュレータ回路１０の出力端の電圧を制御電圧とし、制御電圧が一定となるようにトランジスタ１６を制御する。【選択図】　　　図１
2004032899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電源、および
前記入力電源の電圧をスイッチングすることにより出力電圧を得るためのスイッチング素子を含むチョッパ型レギュレータ回路であって、
グランドレベルに対して前記入力電源と逆極性の電圧を発生する補助電源と、前記スイッチング素子のスイッチングを制御するための制御回路とを備え、
前記制御回路は、内部に基準電圧を発生する基準電圧発生源を有し、前記出力電圧から得られた電圧と前記基準電圧とを比較することにより前記スイッチング素子のスイッチングを制御するものであり、
前記制御回路の基準電圧は前記補助電源の電圧を基準とする、チョッパ型レギュレータ回路。
【請求項２】
前記出力電圧から得られた電圧は、前記補助電源の電圧を基準とする、請求項１に記載のチョッパ型レギュレータ回路。
【請求項３】
前記補助電源は電圧可変のものであり、前記補助電源の電圧を変化させることにより前記出力電圧を変化させる、請求項１または請求項２に記載のチョッパ型レギュレータ回路。
【請求項４】
前記補助電源は内部に電圧を安定化させるための基準電圧発生源を備え、前記補助電源の基準電圧発生源および前記制御回路の基準電圧発生源に同じ温度係数を有する素子が使用される、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のチョッパ型レギュレータ回路。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のチョッパ型レギュレータ回路を用いた、電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、チョッパ型レギュレータ回路およびそれを用いた電子装置に関し、特に、たとえば一定電圧を負荷に供給するためのチョッパ型レギュレータ回路と、それを用いた電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来のチョッパ型レギュレータ回路の一例を示す回路図である。チョッパ型レギュレータ回路１は、入力電源２を含む。入力電源２の出力側とグランドレベルとの間に、コンデンサ３が接続される。さらに、入力電源２の出力側は、スイッチング素子としてのトランジスタ４のコレクタに接続される。トランジスタ４のエミッタは、インダクタ５に接続される。トランジスタ４とインダクタ５の一方側との間には、ダイオード６のカソードが接続され、ダイオード６のアノードはグランドレベルに接続される。また、インダクタ５の他方側とグランドレベルとの間には、コンデンサ７が接続される。このコンデンサ７と並列に負荷が接続され、この負荷にチョッパ型レギュレータ回路１の出力電圧が与えられる。
【０００３】
また、入力電源２の出力側とグランドレベルとの間に、制御回路８が接続される。制御回路８はシャントレギュレータＩＣ１を含み、入力電源２のグランドレベルを基準とした基準電圧が発生させられる。さらに、制御回路８は分圧回路９を含み、この分圧回路９によってチョッパ型レギュレータ回路１の出力電圧がグランドレベルを基準として分圧される。分圧回路９で分圧された電圧は、シャントレギュレータＩＣ１の基準電圧と比較される。そして、制御回路８の制御端子がトランジスタ４のベースに接続され、この制御端子からの信号によってトランジスタ４のオン・オフが制御される。
【０００４】
このようなチョッパ型レギュレータ回路１では、トランジスタ４がオンのときには、インダクタ５および負荷に電流が流れ、このときインダクタ５に電磁エネルギが蓄積される。そして、トランジスタ４がオフになったとき、インダクタ５に蓄積された電磁エネルギが放出され、負荷とダイオード６とで形成される回路を電流が流れる。
【０００５】
トランジスタ４のオン・オフは、制御回路８によって制御される。このとき、チョッパ型レギュレータ回路１の出力電圧を分圧回路９で分圧した電圧が、シャントレギュレータＩＣ１の基準電圧と同じ電圧となるように制御される。このように制御することにより、出力電圧が高くなると、分圧された電圧も高くなり、基準電圧より高くなる。このとき、制御回路８によって、トランジスタ４がオフになるように制御される。また、出力電圧が低くなると、分圧された電圧も低くなり、基準電圧より低くなる。このとき、制御回路８によって、トランジスタ４がオンになるように制御される。このように、制御回路８によってトランジスタ４のオン・オフが制御され、オン・オフの時間を調整することにより、一定の出力電圧が得られる。
【０００６】
このように、このチョッパ型レギュレータ回路１では、トランジスタ４が自分自身でオン・オフを繰り返す、いわゆる自励発振動作を行う。この場合の発振周波数（スイッチング周波数）は、入力電圧や負荷の大きさによって変化する。オン・オフのデューティは、入力電圧と出力電圧とで決まり、これらが同じであれば負荷に応じて変化しない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、チョッパ型レギュレータ回路では、分圧回路で分圧された電圧がシャントレギュレータの基準電圧に一致するように、スイッチング素子のオン・オフが制御される。したがって、分圧回路の分圧比を変更することにより、チョッパ型レギュレータ回路の出力電圧を調整することができる。たとえば、分圧回路の分圧値が出力電圧の８０％であれば、チョッパ型レギュレータ回路の出力電圧は、シャントレギュレータの基準電圧の１００／８０になる。また、分圧回路の分圧値が出力電圧の１００％、つまり出力電圧そのものであれば、チョッパ型レギュレータ回路の出力電圧はシャントレギュレータの基準電圧の１００／１００になり、基準電圧と出力電圧とは一致する。このことから、チョッパ型レギュレータ回路の出力電圧は、シャントレギュレータの基準電圧より低い値に設定することができないことがわかる。
【０００８】
また、チョッパ型レギュレータ回路の出力電圧は分圧回路の分圧値で制御することができるが、シャントレギュレータの基準電圧より低くするような制御はできないことから、出力電圧の可変範囲が狭い。つまり、チョッパ型レギュレータ回路の出力電圧の可変範囲は、シャントレギュレータの基準電圧から入力電源の電圧までの間ということになる。
【０００９】
さらに、制御回路が動作するのに必要な電圧は、上述のように入力電源の電圧になっているが、この電圧が低下して出力電圧に近づくと、制御回路（具体的にはシャントレギュレータ）が動作できなくなる。そのため、入力電源の電圧としては、出力電圧に対して一定以上大きい値が必要である。
【００１０】
それゆえに、この発明の主たる目的は、出力電圧を低い値に設定することができ、出力電圧の可変範囲を広くすることができ、かつ入力電源の電圧が低くても動作する、チョッパ型レギュレータ回路を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、入力電源と、入力電源の電圧をスイッチングすることにより出力電圧を得るためのスイッチング素子とを含むチョッパ型レギュレータ回路であって、グランドレベルに対して入力電源と逆極性の電圧を発生する補助電源と、スイッチング素子のスイッチングを制御するための制御回路とを備え、制御回路は、内部に基準電圧を発生する基準電圧発生源を有し、出力電圧から得られた電圧と基準電圧とを比較することによりスイッチング素子のスイッチングを制御するものであり、制御回路の基準電圧は補助電源の電圧を基準とする、チョッパ型レギュレータ回路である。
このようなチョッパ型レギュレータ回路において、出力電圧から得られた電圧は、たとえば、補助電源の電圧を基準とすることができる。
また、補助電源は電圧可変のものであり、補助電源の電圧を変化させることにより出力電圧を変化させることができる。
さらに、補助電源は内部に電圧を安定化するための基準電圧発生源を備え、補助電源の基準電圧発生源および制御回路の基準電圧発生源に同じ温度係数を有する素子を使用することができる。
また、この発明は、上述のいずれかに記載のチョッパ型レギュレータ回路を用いた、電子装置である。
【００１２】
グランドレベルに対して入力電源と逆極性の電圧を発生する補助電源があり、入力電源と補助電源の和の電圧が制御回路に印加される。そのため、制御回路の内部の基準電圧は、入力電源のグランドレベルより低い電圧を基準として発生させることができる。補助電源の電圧を基準としてチョッパ型レギュレータ回路の出力電圧から得られた電圧が、基準電圧と一定の関係を有するようにスイッチング素子を制御することにより、チョッパ型レギュレータ回路の出力電圧が、補助電源の電圧を基準として一定の電圧となるように制御することができる。
補助電源の電圧を基準としたチョッパ型レギュレータ回路の出力電圧が一定となるように制御されるため、補助電源の電圧を可変とすることにより、チョッパ型レギュレータ回路の出力電圧を調整することができる。
制御回路の基準電圧発生源および補助電源の基準電圧発生源として、たとえば同じ温度係数のツェナーダイオードなどを用いることにより、両者の基準電圧発生源の温度係数を同じにすることができ、温度変化による両者の基準電圧の変動を相殺することができる。そのため、温度変化に関係なく、チョッパ型レギュレータ回路の出力電圧を安定させることができる。
このようなチョッパ型レギュレータ回路は、出力電圧を広い範囲で調整することができ、ＯＡ機器や通信装置などの電子装置の電源回路として用いることができる。
【００１３】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明のチョッパ型レギュレータ回路の一例を示す回路図である。チョッパ型レギュレータ回路１０は、入力電源１２を含む。入力電源１２の出力側とグランドレベル側との間に、第１のコンデンサ１４が接続される。さらに、入力電源１２の出力側には、スイッチング素子としてのＮＰＮ型のトランジスタ１６のコレクタが接続される。トランジスタ１６のエミッタには、インダクタ１８の一方側が接続される。そして、トランジスタ１６のエミッタとインダクタ１８の一方側との間にダイオード２０のカソードが接続され、ダイオード２０のアノードはグランドレベルに接続される。さらに、インダクタ１８の他方側とグランドレベルとの間には、第２のコンデンサ２２が接続される。
【００１５】
また、入力電源１２と直列に、補助電源２４が接続される。補助電源２４は、グランドレベルを基準として、入力電源１２と逆極性の電圧を発生するように形成される。この補助電源２４は、電圧が可変となるように形成される。補助電源２４の出力側とグランドレベルとの間には、第３のコンデンサ２６が接続される。そして、入力電源１２と補助電源２４との直列回路に、制御回路２８が接続される。したがって、制御回路２８には、入力電源１２と補助電源２４の和の電圧が印加される。これらの補助電源２４、第３のコンデンサ２６および制御回路２８によって、出力電圧調整回路が構成される。
【００１６】
制御回路２８は、図１２に示す従来の制御回路と同様のものであり、シャントレギュレータと分圧回路とを含む。シャントレギュレータの基準電圧は、補助電源２４の電圧を基準として形成される。また、分圧回路においては、インダクタ１８の他方側の出力電圧が補助電源２４の電圧との間で分圧されて、シャントレギュレータの基準電圧と比較される。制御回路２８の制御端子は、トランジスタ１６のベースに接続される。このチョッパ型レギュレータ回路１０では、第２のコンデンサ２２の両端が出力端として用いられ、この出力端に負荷３０が接続される。
【００１７】
このチョッパ型レギュレータ回路１０では、トランジスタ１６のオン・オフを制御することにより、出力電圧が調整される。そのために、制御回路２８に印加された補助電源２４の電圧を基準として基準電圧が形成され、この基準電圧とインダクタ１８側の出力端の電圧とが比較される。インダクタ１８側の出力端の電圧は、補助電源２４の電圧との間で分圧される。したがって、基準電圧と比較される電圧は、補助電源２４の電圧を基準とした電圧となる。分圧回路による分圧値は適宜設定可能であるが、１００％の分圧値、つまり補助電源２４の低圧出力側を基準としたときのインダクタ１８側の出力端の電圧そのものを基準電圧と比較するようにしてもよい。
【００１８】
ここで、入力電源１２の電圧をＶ１、グランドレベルを基準とした補助電源２４の電圧を−Ｖ２、チョッパ型レギュレータ回路１０の出力電圧をＶ３、補助電源２４の電圧を基準としたインダクタ１８側の出力端の電圧を制御電圧Ｖ４として説明する。この制御電圧Ｖ４が、制御回路２８内の分圧回路によって分圧され、基準電圧と比較される。そして、この制御電圧Ｖ４が一定となるように、トランジスタ１６のオン・オフが制御される。なお、分圧回路の分圧値が１００％の場合、つまりインダクタ１８側の出力端と補助電源２４の低圧出力側との間の電圧がそのまま基準電圧と比較される場合、制御電圧Ｖ４が基準電圧と同じになるようにトランジスタ１６が制御される。
【００１９】
次に、分圧回路の分圧値が１００％の場合におけるチョッパ型レギュレータ回路１０の動作について説明する。このとき、入力電源１２の出力電圧Ｖ１が５（Ｖ）で、制御回路２８内の基準電圧が４（Ｖ）であるとすると、制御回路２８に入力される制御電圧Ｖ４が４（Ｖ）となるように、トランジスタ１６のオン・オフが制御される。つまり、制御電圧Ｖ４が４（Ｖ）より高くなるとトラジスタ１６はオフとなり、制御電圧Ｖ４が４（Ｖ）より低くなるとトランジスタ１６はオンとなるように制御される。
【００２０】
補助電源２４の電圧Ｖ２＝０（Ｖ）である場合、制御電圧Ｖ４＝４（Ｖ）となるように制御される。このとき、補助電源２４の電圧Ｖ２＝０（Ｖ）であるため、制御電圧Ｖ４はグランドレベルとの間の電圧である。したがって、チョッパ型レギュレータ回路１０の出力電圧Ｖ３と制御電圧Ｖ４とは一致し、チョッパ型レギュレータ回路１０の出力電圧Ｖ３は４（Ｖ）となる。
【００２１】
また、補助電源２４の電圧−Ｖ２＝−１（Ｖ）である場合、制御電圧Ｖ４＝４（Ｖ）となるように制御されるが、制御電圧Ｖ４は補助電源２４の電圧を基準とした電圧であるため、グランドレベルとの間の電圧であるチョッパ型レギュレータ回路１０の出力電圧Ｖ３は３（Ｖ）となる。同様に、補助電源２４の電圧−Ｖ２＝−２（Ｖ）である場合、制御電圧Ｖ４＝４（Ｖ）に補助電源２４の電圧−Ｖ２＝−２（Ｖ）を足した値がチョッパ型レギュレータ回路１０の出力電圧Ｖ３となり、Ｖ３＝２（Ｖ）となる。このように、チョッパ型レギュレータ回路１０の出力電圧Ｖ３は、Ｖ３＝Ｖ４−Ｖ２で表される。
【００２２】
なお、制御電圧Ｖ４が分圧回路で例えば１／２に分圧される場合、制御回路２８の基準電圧を２（Ｖ）の物を使用することにより、上述の動作と同様にして、制御電圧Ｖ４＝４（Ｖ）になるように制御することができる。
【００２３】
このように、このチョッパ型レギュレータ回路１０では、補助電源２４の電圧を変えることにより、出力電圧を変えることができる。このとき、補助電源２４の電圧を高くすることにより、チョッパ型レギュレータ回路１０の出力電圧を低くすることができ、制御回路２８内の基準電圧より低い出力電圧を得ることができる。そのため、出力電圧の制御幅を広くすることができる。
【００２４】
また、このチョッパ型レギュレータ回路１０では、補助電源２４の電圧を変えることによって出力電圧が調整され、制御回路２８内の定数や電圧値は常に一定であるため、広い可変範囲に対して安定した制御をすることができる。また、補助電源２４を設けることにより、制御回路２８に印加される電圧は、入力電源１２の電圧と補助電源２４の電圧の和Ｖ１＋Ｖ２｛＝Ｖ１−（−Ｖ２）｝となるため、入力電源１２の電圧Ｖ１が低くなっても、制御回路２８には十分に動作可能な電圧が印加される。したがって、入力電源１２の電圧を出力電圧に近い値まで下げることができ、Ｖ１＝Ｖ３＋０．５（Ｖ）程度の設定が可能となる。
【００２５】
なお、図２に示すチョッパ型レギュレータ回路４０のように、出力電圧を分圧するために、出力端子間に分圧用の抵抗４２，４４を接続してもよい。この場合、制御回路２８内に分圧回路を形成する必要はなく、抵抗４２，４４で分圧された電圧が制御回路２４の基準電圧と比較される。この場合においては、補助電源２４の電圧を基準とした抵抗４２，４４の接続部の電圧が制御電圧として用いられる。この場合においても、補助電源２４の電圧を変えることにより、チョッパ型レギュレータ回路４０の出力電圧を広い範囲で調整することができる。
【００２６】
また、図３に示すチョッパ型レギュレータ回路５０のように、固定電圧の電源５２と、ＩＣ１で示される可変レギュレータ５４とを用いて、補助電源を形成してもよい。可変レギュレータ５４としては、たとえばシャントレギュレータが用いられる。このチョッパ型レギュレータ回路５０では、電源５２と直列に抵抗５６が接続される。また、可変レギュレータ５４と並列に可変抵抗５８と抵抗６０からなる分圧回路が接続され、この分圧回路で分圧された電圧が可変レギュレータ５４に入力される。
【００２７】
このチョッパ型レギュレータ回路５０では、可変抵抗５８を調整することにより、抵抗５６に流れる電流が調整され、可変レギュレータ５４の両端の電圧−Ｖ５が調整される。したがって、電圧−Ｖ５をグランドレベルを基準とした補助電源の電圧とすると、チョッパ型レギュレータ回路５０の出力電圧はＶ３＝Ｖ４−Ｖ５で表され、補助電源の電圧−Ｖ５を変えることによって出力電圧Ｖ３を調整することができる。このチョッパ型レギュレータ回路５０では、可変レギュレータ５４によって補助電源の電圧−Ｖ５が正確に調整されるため、電源５２の電圧は高精度なものでなくても、出力電圧Ｖ３を正確に調整することができる。
【００２８】
また、図４に示すチョッパ型レギュレータ回路７０のように、電源７２と、ＩＣ２で示されるシリーズレギュレータ７４とを用いて、補助電源を形成してもよい。この場合、シリーズレギュレータ７４とグランドレベルとの間に可変抵抗７６と抵抗７８とからなる分圧回路が接続され、これらの抵抗７６と抵抗７８との間がシリーズレギュレータ７４に接続される。
【００２９】
このチョッパ型レギュレータ回路７０では、可変抵抗７６を調整することにより、シリーズレギュレータ７４によって分圧回路に流れる電流が調整され、分圧回路の両端の電圧が調整される。したがって、可変抵抗７６を調整することにより、チョッパ型レギュレータ回路７０の出力電圧を調整することができる。このチョッパ型レギュレータ回路７０においても、シリーズレギュレータ７４によって正確に電圧調整可能であるため、電源７２の電圧は高精度である必要がない。
【００３０】
また、図５に示すチョッパ型レギュレータ回路８０のように、入力電源１２と、ＩＣ３で示される反転出力のＤＣ−ＤＣコンバータ８２とを用いて、補助電源を形成してもよい。このＤＣ−ＤＣコンバータ８２によって、入力電源１２と符号が逆の電圧が形成される。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ８２とグランドレベルとの間に、コンデンサ８４が接続される。なお、反転出力の電源には、出力電圧固定のものが多いため、図３に示すチョッパ型レギュレータ回路５０と同様に、可変レギュレータ５４などからなる電圧調整回路が接続される。
【００３１】
このチョッパ型レギュレータ回路８０では、入力電源１２の電圧を利用して補助電源が形成されるため、別の電源は不要となる。このチョッパ型レギュレータ回路８０においても、図３や図４に示すチョッパ型レギュレータ回路と同様に、正確に出力電圧を調整することができる。
【００３２】
また、図６に示すチョッパ型レギュレータ回路９０のように、補助電源を形成するための回路と制御回路の両方に、同じ温度係数を有するツェナーダイオードを用いることにより、温度による出力電圧の変動を抑えることができる。このチョッパ型レギュレータ回路９０では、電源９２に抵抗９４を介してツェナーダイオード９６のアノードが接続される。このツェナーダイオード９６のカソードは、グランドレベルに接続される。ツェナーダイオード９６に並列にコンデンサ２６が接続され、補助電源が形成される。ツェナーダイオード９６は、補助電源の基準電圧発生源として用いられ、電圧−Ｖ６が形成される。
【００３３】
このチョッパ型レギュレータ回路９０では、スイッチング素子として、ＰＮＰ型のトランジスタ１００が用いられ、このトランジスタ１００が制御回路に接続される。制御回路は、２つのＮＰＮ型のトランジスタ１０２，１０４を含み、一方のトランジスタ１０２のコレクタには、抵抗１０６を介してトランジスタ１００のベースが接続される。また、トランジスタ１０２のエミッタは、抵抗１０８を介して補助電源の出力側に接続される。
【００３４】
さらに、他方のトランジスタ１０４のコレクタには、抵抗１１０を介して入力電源１２の出力側が接続される。また、トランジスタ１０４のエミッタは、抵抗１０８を介して補助電源の出力側に接続される。さらに、トランジスタ１００のベースとエミッタとの間には、抵抗１１２が接続される。
【００３５】
この制御回路の基準電圧発生源として、ツェナーダイオード１１４が用いられる。ツェナーダイオード１１４のアノードは補助電源の出力側に接続され、カソードは抵抗１１６を介して入力電源１２の出力側に接続される。さらに、ツェナーダイオード１１４のカソードが、抵抗１１８を介して、一方のトランジスタ１０２のベースに接続される。このトランジスタ１０２のベースは、抵抗１２０を介してトランジスタ１００のコレクタに接続されるとともに、抵抗１２２を介して補助電源の出力側に接続される。また、チョッパ型レギュレータ回路９０の出力端と補助電源の出力側との間には、抵抗１２４，１２６からなる分圧回路が接続され、この分圧回路で分圧された電圧が他方のトランジスタ１０４のベースに与えられる。
【００３６】
このチョッパ型レギュレータ回路９０では、出力電圧が高くなると、トランジスタ１０４のベースに与えられる電圧がツェナーダイオード１１４および抵抗１１８，１２２，１２０で形成される基準電圧より高くなり、トランジスタ１０４がオンになるとともに、トランジスタ１０２がオフとなる。このとき、トランジスタ１００のベースとエミッタとの間の抵抗１１２に電流が流れないため、ベース−エミッタ間に電圧が発生せず、トランジスタ１００はオフとなる。
【００３７】
また、チョッパ型レギュレータ回路９０の出力電圧が低くなると、トランジスタ１０４のベースに与えられる電圧がツェナーダイオード１１４および抵抗１１８，１２２，１２０で形成される基準電圧より低くなり、トランジスタ１０２がオンになるとともに、トランジスタ１０４がオフとなる。このとき、トランジスタ１００のベースとエミッタとの間の抵抗１１２に電流が流れ、ベース−エミッタ間に電圧が発生し、トランジスタ１００はオンとなる。このようにして、トランジスタ１００はオン・オフを繰り返し、制御電圧Ｖ４が一定となるように制御される。
【００３８】
このチョッパ型レギュレータ回路９０では、電圧−Ｖ６をグランドレベルを基準とした補助電源の出力電圧とすると、出力電圧Ｖ３は、Ｖ３＝Ｖ４−Ｖ６で表される。したがって、補助電源の電圧−Ｖ６を変えることによって、チョッパ型レギュレータ回路９０の出力電圧Ｖ３を調整することができる。
【００３９】
ここで、補助電源に使用されるツェナーダイオード９６と制御回路に使用されるツェナーダイオード１１４として、同じ温度係数を有する素子を使用することにより、温度変化による出力電圧の変動を抑えることができる。つまり、温度変化により、たとえば、補助電源の出力電圧−Ｖ６が高くなると、制御回路の基準電圧も高くなる。そのため、制御電圧Ｖ４も高くなるように制御され、Ｖ３＝Ｖ４−Ｖ６で表されるチョッパ型レギュレータ回路９０の出力電圧Ｖ３の変動は少なくなる。このように、補助電源と制御回路に用いられる基準電圧発生源として同じ温度係数を有する素子を用いることにより、雰囲気温度の変化による出力電圧の変動が相殺される。そのため、温度変化にかかわらず、チョッパ型レギュレータ回路の出力電圧を正確に調整することができる。
【００４０】
これらのレギュレータ回路は、ＯＡ機器や家電製品など、直流電源を必要とする電子機器に組み込むことができる。これらのレギュレータ回路を組み込むことにより、幅広く、かつ安定して電圧を調整することができるため、電子機器の動作を安定したものとすることができる。
【００４１】
【実施例】
図１に示す本発明のチョッパ型レギュレータ回路および図１２に示す従来のチョッパ型レギュレータ回路において、入力電源の電圧５（Ｖ）、制御回路内の基準電圧２．５（Ｖ）、出力電圧３．３（Ｖ）で設計したものを用いて、特性を測定した。図１に示すチョッパ型レギュレータ回路において、出力電流を１（Ａ）に固定して、補助電源の電圧を変化させて、出力電圧に対する効率および発振周波数を測定した。そして、その結果を図７に示した。また、図１２に示す従来のチョッパ型レギュレータ回路において、出力電流を１（Ａ）に固定し、制御回路内の抵抗分圧比を変化させて、出力電圧に対する効率および発振周波数を測定した。そして、その結果を図８に示した。なお、図７において、効率については、最大効率であった出力電圧３．１（Ｖ）のときの値を１としたときの数値を示した。また、図８において、効率については、最大効率であった出力電圧２．９（Ｖ）のときの値を１としたときの数値を示した。なお、トランジスタ、インダクタ、ダイオード、コンデンサなどについては、図１および図１２に示すチョッパ型レギュレータ回路とも同じものを使用した。
【００４２】
図７からわかるように、図１に示すチョッパ型レギュレータ回路では、出力電圧は３．３（Ｖ）〜０．５（Ｖ）まで安定して変化させることができた。それに対して、図１２に示すチョッパ型レギュレータ回路では、制御回路内の基準電圧である２．５（Ｖ）までしか出力電圧を変化させることができなかった。また、チョッパ型レギュレータ回路が安定しているかどうかの目安である発振周波数も、図１２に示すチョッパ型レギュレータ回路では、出力電圧比で大きく変化している。
【００４３】
また、図１に示すチョッパ型レギュレータ回路において、出力電圧２．５（Ｖ）、出力電流１（Ａ）に固定して、入力電源の電圧を変化させ、発振周波数と効率とを測定した。そして、その結果を図９に示した。なお、効率については、入力電源の電圧が２．９（Ｖ）のときの値を１としたときの数値を示した。
【００４４】
さらに、図１２に示すチョッパ型レギュレータ回路において、出力電圧２．５（Ｖ）、出力電流１（Ａ）に固定して、入力電源の電圧を変化させ、発振周波数と効率とを測定した。そして、その結果を図１０に示した。なお、効率については、入力電源の電圧が３．９（Ｖ）のときの値を１としたときの数値を示した。
【００４５】
図９からわかるように、図１に示すチョッパ型レギュレータ回路においては、出力電圧２．５（Ｖ）に対して、入力電源の電圧２．９（Ｖ）まで動作し、効率も向上している。それに対して、図１０からわかるように、図１２に示すチョッパ型レギュレータ回路においては、出力電圧２．５（Ｖ）に対して、入力電源の電圧が３．７（Ｖ）を下回ったところで十分な制御ができず、効率が低くなっている。
【００４６】
さらに、図１に示すチョッパ型レギュレータ回路において、出力電圧１（Ｖ）、出力電流１（Ａ）に固定して、入力電源の電圧を変化させ、発振周波数と効率とを測定した。そして、その結果を図１１に示した。なお、効率については、入力電源の電圧が１．５（Ｖ）のときの値を１としたときの数値を示した。図１１からわかるように、出力電圧１（Ｖ）に対して、入力電源１２の電圧が１．５（Ｖ）まで動作し、効率も向上している。
【００４７】
これらの実施例から、この発明のチョッパ型レギュレータ回路では、出力電圧を制御回路内の基準電圧以下の値まで広範囲に変化可能であることがわかる。また、入力電源の電圧を出力電圧の近傍まで下げても、チョッパ型レギュレータ回路を動作させることができることがわかる。
【００４８】
【発明の効果】この発明のチョッパ型レギュレータ回路によれば、出力電圧を低い値まで変化させることができ、安定して広範囲に出力電圧を調整することができる。また、入力電源の電圧を低くしてもチョッパ型レギュレータ回路を動作させることができ、入力電源の電圧をチョッパ型レギュレータ回路の出力電圧＋０．５（Ｖ）程度まで低くすることができる。さらに、補助電源および制御回路に用いられる基準電圧発生源として、同じ温度係数を有するツェナーダイオードなどの素子を用いることにより、温度変化による出力電圧の変動を抑えることができる。このようなチョッパ型レギュレータ回路を電子機器の電源回路として用いることにより、幅広く、かつ安定して電圧を調整することができるため、電子機器の動作を安定したものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のチョッパ型レギュレータ回路の一例を示す回路図である。
【図２】この発明のチョッパ型レギュレータ回路の他の例を示す回路図である。
【図３】この発明のチョッパ型レギュレータ回路のさらに他の例を示す回路図である。
【図４】この発明のチョッパ型レギュレータ回路の別の例を示す回路図である。
【図５】この発明のチョッパ型レギュレータ回路のさらに別の例を示す回路図である。
【図６】補助電源および制御回路の基準電圧発生源として同じ温度係数を有するツェナーダイオードを用いたチョッパ型レギュレータ回路の例を示す回路図である。
【図７】図１に示すチョッパ型レギュレータ回路において、出力電圧の変化に対する効率および発振周波数の変化を示すグラフである。
【図８】図１２に示すチョッパ型レギュレータ回路において、出力電圧の変化に対する効率および発振周波数の変化を示すグラフである。
【図９】図１に示すチョッパ型レギュレータ回路において、出力電圧を２．５（Ｖ）に設定したときの入力電源の電圧の変化に対する効率および発振周波数の変化を示すグラフである。
【図１０】図１２に示すチョッパ型レギュレータ回路において、出力電圧を２．５（Ｖ）に設定したときの入力電源の電圧の変化に対する効率および発振周波数の変化を示すグラフである。
【図１１】図１に示すチョッパ型レギュレータ回路において、出力電圧を１（Ｖ）に設定したときの入力電源の電圧の変化に対する効率および発振周波数の変化を示すグラフである。
【図１２】従来のチョッパ型レギュレータ回路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１０，４０，５０，７０，８０，９０　チョッパ型レギュレータ回路
１２　入力電源
１６，１００　トランジスタ
２８　制御回路
２４　補助電源
５２，７２，９２　電源
５４　可変レギュレータ
７４　シリーズレギュレータ
８２　ＤＣ−ＤＣコンバータ
９６，１１４　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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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