(57)【要約】【課題】出力制御用トランジタスでの消費電力を低減しつつ、安定した出力電圧が得られる定電圧装置を提供する。【解決手段】本発明の定電圧装置Ｓは、出力電圧Ｖｏを検出および比較して、得られた比較結果に基づき作動する出力検出比較回路１と、この出力に応じて作動し出力電圧Ｖｏを一定の規定電圧とする出力制御用トランジタス２１を有する出力制御回路２とを備え、前記出力制御回路２への入力電圧Ｖｉｎを低下させて出力制御用トランジタス２１での電力消費を低減させる消費電力低減抵抗Ｒｉと、この消費電力低減抵抗Ｒｉに並列して設けられ入力電圧Ｖｉｎが所定電圧よりも低下したときに消費電力低減抵抗Ｒｉをバイパスさせるバイパス回路３とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電圧を検出し、該検出した出力電圧を該出力基準電圧と比較して、得られた比較結果に基づき作動する出力検出比較回路と、
該出力検出比較回路の出力に応じて作動し該出力電圧を一定の規定電圧とする出力制御用トランジタスを有する出力制御回路とを備えた定電圧装置において、
前記出力制御回路への入力電圧を低下させて該出力制御用トランジタスでの電力消費を低減させる消費電力低減抵抗と、
該消費電力低減抵抗に並列して設けられ該入力電圧が所定電圧よりも低下したときに該消費電力低減抵抗をバイパスさせるバイパス回路とを備えることを特徴とする定電圧装置。
【請求項２】
前記バイパス回路は、前記入力電圧を検出し、該検出した入力電圧を入力基準電圧と比較して、得られた比較結果に基づき作動する入力検出比較回路と、
該入力検出比較回路の出力に応じてスイッチングするバイパス制御用スイッチング素子とからなる請求項１に記載の定電圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定電圧装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ等の電子機器等は、作動電圧が厳格に規定されており、安定した動作を確保するには、適正な電圧を印加する必要がある。しかし、各電子機器毎に、出力電圧の異なる電源を用意することは現実的でなく、特定電源を降圧や昇圧して使用することが多い。自動車を例に取ると、通常、バッテリ電圧は１２〜１３Ｖであるが、自動車の各種電子制御装置（ＥＣＵ）中のコンピュータは５Ｖで作動している。このため、バッテリ電圧を降圧して５Ｖにすると共にコンピュータの誤作動等を回避するために、５Ｖが安定して出力されるように定電圧装置（レギュレータ）を設けることが多い。この定電圧装置の主要回路を図２に示す。
図２に示すように、定電圧装置は、出力電圧の検出および基準電圧との比較を行う出力検出比較回路１と、この出力検出比較回路１の出力に応じて出力電圧を調整する出力制御回路２とから主になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、出力側の消費電流量が増加すると、出力制御回路２中の出力制御用トランジタス２１に流れる電流量も増加する。そして、出力制御用トランジタス２１での消費電力（損失電力）も増大して、出力制御用トランジタス２１が予想以上に過熱等され得る。これを回避するためには、使用するトランジタスを大型化したり、多数化したりことが考えられるが、これでは定電圧装置の小型化や低コスト化の要請に反する。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、出力制御用トランジタスでの消費電力を低減すると共に安定した出力電圧が得られる定電圧装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、出力制御用トランジタスの入力側に消費電力を低減させる抵抗を設けると共に必要に応じてこの抵抗をバイパスするバイパス回路を設けることを思いつき、本発明を完成させる至った。
すなわち、本発明の定電圧装置は、出力電圧を検出し、該検出した出力電圧を該出力基準電圧と比較して、得られた比較結果に基づき作動する出力検出比較回路と、該出力検出比較回路の出力に応じて作動し該出力電圧を一定の規定電圧とする出力制御用トランジタスを有する出力制御回路とを備えた定電圧装置において、
前記出力制御回路への入力電圧を低下させて該出力制御用トランジタスでの電力消費を低減させる消費電力低減抵抗と、該消費電力低減抵抗に並列して設けられ該入力電圧が所定電圧よりも低下したときに該消費電力低減抵抗をバイパスさせるバイパス回路とを備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００６】
本発明のように上記消費電力低減抵抗を設けると、負荷側の消費電力が増大したとき（つまりは、その消費電流が増大したとき）でも、その抵抗で電圧降下されるため、出力制御用トランジタスに作用する電圧は縮小されて、この出力制御用トランジタスでの消費電力は小さくなる。従って、この出力制御用トランジタスを大型化または多数化等することなく、負荷側の消費電力増大等へも対応できる。
【０００７】
但し、単に消費電力低減抵抗を設けると、電源電圧が低下等した場合、その消費電力低減抵抗での電圧降下によって、出力検出比較回路および出力制御回路によって規定電圧を安定的に出力することができなくなる。そこで、入力電圧が所定電圧よりも低下した場合には、その消費電力低減抵抗をバイパスするバイパス回路を設けることで、このような事態を回避できる。なお、このような電源電圧が低下した場合は、そもそも、出力制御用トランジタスでの消費電力が小さくなり、消費電力低減抵抗を介する必要がない。
【０００８】
このようなバイパス回路は、例えば、前記入力電圧を検出し、該検出した入力電圧を入力基準電圧と比較して、得られた比較結果に基づき作動する入力検出比較回路と、該入力検出比較回路の出力に応じてスイッチングするバイパス制御用スイッチング素子とからなると好適である（請求項２）。
なお、本明細書でいうトランジタスには電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等も含まれ、スイッチング素子は通常のトランジタス（Ｔｒ）でもＦＥＴ等でも良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施形態を挙げ、本発明をより詳細に説明する。
図１に本発明の一実施形態である定電圧装置Ｓの回路図を示す。この定電圧装置Ｓは、エアバッグシステムの電子制御装置（ＥＣＵ）のコンピュータへ規定電圧（５Ｖ）を供給するためのレギュレータである。なお、図１には示していないが、後述の出力検出比較回路１の下流側には当然に平滑コンデンサや平滑コイルが設けられる。
【００１０】
定電圧装置Ｓは、バッテリ電圧Ｖｂの印加される入力側回路Ｉと、この入力側回路Ｉから出力される入力電圧Ｖｉｎを一定の出力電圧（規定電圧）Ｖｏとして出力する出力側回路Ｏとからなる。
【００１１】
出力側回路Ｏは、出力検出比較回路１と、出力制御回路２とからなる。
出力検出比較回路１は、出力電圧Ｖｏを所望の電圧に分圧する分圧抵抗１３、１４（検出器）と、このときの分圧Ｖｏｍと出力基準電圧Ｖｏｓとを比較するオペアンプ１１（比較器）と、出力基準電圧Ｖｏｓを生成する出力基準電源１２とからなる。なお、出力基準電源１２は実際にはツェナーダイオードからなる。
出力制御回路２は、オペアンプ１１の出力によってＯＮ／ＯＦＦするトランジタス２２（スイッチング素子）と、このトランジタス２２の動作によって入力電圧を規定電圧に調整する出力制御用トランジタス２１とからなる。
【００１２】
入力側回路Ｉは、バッテリ電源から出力制御用トランジタス２１に至る回路上に設けられた消費電力低減抵抗Ｒｉと、これをバイパスするバイパス回路３とからなる。
バイパス回路３は、入力電圧Ｖｉｎを所望の電圧に分圧する分圧抵抗３３、３４（検出器）と、このときの分圧Ｖｉｎｍと入力基準電圧Ｖｉｎｓとを比較するオペアンプ３１（比較器）と、入力基準電圧Ｖｉｎｓを生成する入力基準電源３２と、オペアンプ３１の出力によって切り替わるＦＥＴ３５（バイパス制御用スイッチング素子）とからなる。なお、入力基準電源３２は実際にはツェナーダイオードからなる。
【００１３】
次に、この定電圧装置Ｓの作動について説明する。
出力側回路Ｏの出力検出比較回路１では、入力側回路Ｉの出力である入力電圧Ｖｉｎ等が変動したとき、それに応じた分圧Ｖｏｍが検出される。これをオペアンプ１１は出力基準電圧Ｖｏｓと比較して、両者の大小に応じた出力を行う。この出力によってトランジタス２２はＯＮ／ＯＦＦされる。具体的には、入力電圧Ｖｉｎが大きくなるのと同時に分圧Ｖｏｍが出力基準電圧Ｖｏｓよりも大きくなると、トランジタス２２はオペアンプ１１によってＯＦＦされ、出力制御用トランジタス２１もＯＦＦする。逆に、入力電圧Ｖｉｎが小さくなるのと同時に分圧Ｖｏｍが出力基準電圧Ｖｏｓよりも小さくなると、トランジタス２２はオペアンプ１１によってＯＮされ、出力制御用トランジタス２１もＯＮする。この繰返しによって、出力電圧Ｖｏは規定電圧（例えば、５Ｖ）に調整される。
【００１４】
ところで、バッテリ電圧Ｖｂは、出力制御用トランジタス２１の手前に介在した消費電力低減抵抗Ｒｉで、電流量に応じた電圧降下を生じて入力電圧Ｖｉｎとなる。ここで、バッテリ電圧Ｖｂの変動や負荷側の消費電力の増大等によって、入力電圧Ｖｉｎが上記規定電圧を得るのに不足する場合が起こり得る。このような場合、バイパス回路３のＦＥＴ３５がＯＮして、消費電力低減抵抗Ｒｉがバイパスされる。従って、消費電力低減抵抗Ｒｉを設けた場合であっても、十分な入力電圧Ｖｉｎおよび規定電圧の出力が確保される。
【００１５】
ここで、ＦＥＴ３５のＯＮ／ＯＦＦ動作は、出力検出比較回路１の場合と同様であり、オペアンプ３１が分圧Ｖｉｎｍと入力基準電圧Ｖｉｎｓとを比較して行う。つまり、入力電圧Ｖｉｎが大きくなりこれと同時に分圧Ｖｉｎｍが大きくなるとＦＥＴ３５がＯＦＦされる。一方、入力電圧Ｖｉｎが小さくなりこれと同時に分圧Ｖｉｎｍが小さくなるとＦＥＴ３５がＯＮされる。こうして、規定電圧の生成に必要な入力電圧Ｖｉｎが安定して出力側回路Ｏへ供給される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である定電圧装置の回路図である。
【図２】従来の定電圧装置の回路図である。
【符号の説明】
１    出力検出比較回路
２    出力制御回路
２１  出力制御用トランジタス
３    バイパス回路
３５  ＦＥＴ（バイパス制御用スイッチング素子）
Ｒｉ  消費電力低減抵抗
Ｓ    定電圧装置
【図１】
2004259081.tif 000003
【図２】
2004259081.tif 000004