(57)【要約】【課題】本発明は、高入力電圧の要求を満足すると共に負荷駆動能力を向上できる電圧安定回路及びこの回路を備えた電子装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る電圧安定回路は、外部からの第一入力電圧を安定した第二入力電圧まで降圧させる降圧ユニット及びこの安定した第二入力電圧を安定した出力電圧に調整する三端子レギュレータを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの第一入力電圧を安定した第二入力電圧まで降圧させる降圧ユニット及び安定した前記第二入力電圧を安定した出力電圧に調整する三端子レギュレータを備えることを特徴とする電圧安定回路。
【請求項２】
前記三端子レギュレータは、安定した前記第二入力電圧を受ける入力端を備え、前記降圧ユニットは、電圧安定素子、抵抗、及びスイッチを備え、前記スイッチは、制御端、第一導通端、及び第二導通端を備え、前記第二導通端は、前記三端子レギュレータの入力端に接続され、前記抵抗は、前記制御端と前記第一導通端との間に接続され、前記電圧安定素子の一端は前記制御端に接続され、前記電圧安定素子の他端は接地され、前記第一導通端が外部からの前記第一入力電圧を受け、かつ前記第一入力電圧が所定電圧より大きい場合、前記電圧安定素子は、第一安定電圧を生成して前記スイッチを導通させ、かつ前記制御端と前記第一導通端との間に第二安定電圧を生成することを特徴とする請求項１に記載の電圧安定回路。
【請求項３】
前記電圧安定素子は、ツェナーダイオードであり、前記ツェナーダイオードの陰極は、前記スイッチの制御端に接続され、前記ツェナーダイオードの陽極は接地され、前記所定電圧は、前記ツェナーダイオードのツェナー電圧であることを特徴とする請求項２に記載の電圧安定回路。
【請求項４】
前記スイッチは、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタであり、前記制御端は、前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのベース電極であり、前記第一導通端は、前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのコレクタ電極であり、前記第二導通端は、前記ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタのエミッタ電極であることを特徴とする請求項２または３に記載の電圧安定回路。
【請求項５】
前記降圧ユニットは、第一キャパシターをさらに備え、前記第一キャパシターの一端は、前記三端子レギュレータの入力端に接続され、前記第一キャパシターの他端は接地されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電圧安定回路。
【請求項６】
前記電圧安定回路は、第二キャパシターをさらに備え、前記第二キャパシターの一端は、前記三端子レギュレータの出力端に接続され、前記第二キャパシターの他端は接地されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の電池充電保護回路。
【請求項７】
電圧入力回路、電圧安定回路、及び負荷を備える電子装置において、
前記電圧安定回路は、外部からの第一入力電圧を安定した第二入力電圧まで降圧させる降圧ユニット及び安定した前記第二入力電圧を安定した出力電圧に調整する三端子レギュレータを備えることを特徴とする電子装置。
【請求項８】
前記三端子レギュレータは、安定した前記第二入力電圧を受ける入力端を備え、前記降圧ユニットは、電圧安定素子、抵抗、及びスイッチを備え、前記スイッチは、制御端、第一導通端、及び第二導通端を備え、前記第二導通端は、前記三端子レギュレータの入力端に接続され、前記抵抗は、前記制御端と前記第一導通端との間に接続され、前記電圧安定素子の一端は前記制御端に接続され、前記電圧安定素子の他端は接地され、前記第一導通端が外部からの前記第一入力電圧を受け、かつ該第一入力電圧が所定電圧より大きい場合、前記電圧安定素子は、第一安定電圧を生成して前記スイッチを導通させ、かつ前記制御端と前記第一導通端との間に第二安定電圧を生成することを特徴とする請求項７に記載の電圧安定回路。
【請求項９】
前記電圧安定素子は、ツェナーダイオードであり、前記ツェナーダイオードの陰極は、前記スイッチの制御端に接続され、前記ツェナーダイオードの陽極は接地され、前記所定電圧は、前記ツェナーダイオードのツェナー電圧であることを特徴とする請求項８に記載の電圧安定回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧安定回路及びこの回路を備えた電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
三端子レギュレータ（３−Ｔｅｒｍｉｎａｌ  ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）は、入力電圧を安定した出力電圧に調整することができるため、電圧安定電源回路に広く用いられる。しかし、一般的に、三端子レギュレータの耐電圧値（例えば、１８Ｖ）は比較的低いため、外部の電圧入力回路が、三端子レギュレータに供給する入力電圧（例えば、２１Ｖ）が該耐電圧値より高い場合、三端子レギュレータは正常に動作できない。
【０００３】
また、高耐電圧に対応する三端子レギュレータの数量は少なく、また、三端子レギュレータの電力消費は固定されているため、外部の電圧入力回路が三端子レギュレータに供給する入力電圧が比較的高い場合、三端子レギュレータから出力される出力電流は低く、負荷駆動能力は低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、高入力電圧の要求を満足すると共に負荷駆動能力を向上できる電圧安定回路及びこの回路を備えた電子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】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明に係る電圧安定回路は、外部からの第一入力電圧を安定した第二入力電圧まで降圧させる降圧ユニット及び安定した前記第二入力電圧を安定した出力電圧に調整する三端子レギュレータを備える。
【０００６】
また、前記課題を解決するために、本発明に係る電子装置は、電圧入力回路、電圧安定回路、及び負荷を備える。前記電圧安定回路は、外部からの第一入力電圧を安定した第二入力電圧まで降圧させる降圧ユニット及び安定した前記第二入力電圧を安定した出力電圧に調整する三端子レギュレータを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電圧安定回路及び電子装置は、降圧ユニットが外部からの第一入力電圧を安定した第二入力電圧まで降圧させ、この安定した第二入力電圧を三端子レギュレータに入力させることによって、第二入力電圧を三端子レギュレータの耐電圧値より低くする。同時に、三端子レギュレータの電力消費が固定されている条件下で、三端子レギュレータの入力端の電圧は下降され、三端子レギュレータの出力電流は上昇するため、負荷駆動能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る電子装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて、本発明に係る電圧安定回路及びこの回路を備えた電子装置について詳細に説明する。
【００１０】
図１に示したように、本発明に係る電子装置９００は、電圧入力回路１００、電圧安定回路２００、及び負荷３００を備える。電圧入力回路１００は、第一入力電圧を提供する。
【００１１】
電圧安定回路２００は、降圧ユニット１０及び三端子レギュレータ２０を備える。降圧ユニット１０は、第一入力電圧を安定した第二入力電圧まで降圧する。三端子レギュレータ２０は、入力端２２、接地端２４、及び出力端２６を備える。三端子レギュレータ２０の入力端２２は、安定した第二入力電圧を受け、且つこの第二入力電圧を、安定した出力電圧に調整し、この出力電圧を出力端２６を介して負荷３００に出力する。
【００１２】
具体的には、降圧ユニット１０は、電圧安定素子Ｄ１、抵抗Ｒ１、及びスイッチ１２を備える。スイッチ１２は、制御端１２０、第一導通端１２２、及び第二導通端１２４を備える。第二導通端１２４は、三端子レギュレータ２０の入力端２２に接続され、抵抗Ｒ１は、制御端１２０と第一導通端１２２との間に接続される。電圧安定素子Ｄ１の一端は制御端１２０に接続され、電圧安定素子Ｄ１の他端は接地される。第一導通端１２２が外部からの第一入力電圧を受け、且つその第一入力電圧が所定電圧より大きい場合、電圧安定素子Ｄ１は、第一安定電圧を生成してスイッチ１２を導通させ、かつ制御端１２０と第一導通端１２２との間に第二安定電圧を生成する。これにより、三端子レギュレータ２０の入力端２２に入力される第二入力電圧は、安定した電圧であることを確保する。
【００１３】
本実施形態において、電圧安定素子Ｄ１はツェナーダイオードであり、これを例として説明する。前記所定電圧は、ツェナーダイオードのツェナー電圧であり、スイッチ１２は、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタＱ１である。ツェナーダイオードの陰極は、このＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース電極に接続され、ツェナーダイオードの陽極は接地される。
【００１４】
ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタＱ１のコレクタ電極は、外部からの第一入力電圧を受け、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタＱ１のエミッタ電極は、三端子レギュレータ２０の入力端２２に接続され、抵抗Ｒ１は、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース電極とコレクタ電極との間に接続される。ツェナーダイオードの一端（陰極）は、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース電極に接続され、ツェナーダイオードの他端（陽極）は接地される。即ち、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース電極は、前記制御端１２０であり、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタＱ１のコレクタ電極は、前記第一導通端１２２であり、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタＱ１のエミッタ電極は、前記第二導通端１２４である。
【００１５】
降圧ユニット１０は、第一キャパシターＣ１をさらに備える。第一キャパシターＣ１の一端は、三端子レギュレータ２０の入力端２２に接続され、第一キャパシターＣ１の他端は接地される。第一キャパシターＣ１は、三端子レギュレータ２０の入力端２２の入力電圧に対してフィルタリングする。
【００１６】
電圧安定回路２００は、第二キャパシターＣ２をさらに備える。第二キャパシターＣ２の一端は、三端子レギュレータ２０の出力端２６に接続され、第二キャパシターＣ２の他端は接地される。第二キャパシターＣ２は、三端子レギュレータ２０の出力端２６の出力電圧に対してフィルタリングする。
【００１７】
以下、電圧安定回路２００の動作原理について説明する。
【００１８】
電圧入力回路１００が、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタＱ１のコレクタ電極に提供した第一入力電圧がＶｉｎ１である場合、ツェナーダイオードＤ１は、安定した電圧ＶＤ１を生成する。即ち、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース電極の電圧はＶＤ１である。この時、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタＱ１は導通され、ＮＰＮ型バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース電極とエミッタ電極の電圧差はＶｂｅになる。該電圧差Ｖｂｅは、通常０．６Ｖである。
【００１９】
本実施形態において、第一入力電圧Ｖｉｎ１を２１Ｖ（ボルト）とし、安定した電圧ＶＤ１を１５Ｖとし、三端子レギュレータ２０の出力端２６の出力電圧を１２Ｖとして説明し、４０℃下において、三端子レギュレータ２０の電力消費は、０．５Ｗである。従って、三端子レギュレータ２０の入力端２２の第二入力電圧Ｖｉｎ２は１４．４Ｖ（１５Ｖ−０．６Ｖ）になる。第二入力電圧Ｖｉｎ２は三端子レギュレータ２０の耐電圧値（１８Ｖ）より低いため、該三端子レギュレータ２０は正常に動作する。
【００２０】
従来の技術において、入力電圧Ｖｉｎ（Ｖｉｎ＝２１Ｖ）は直接三端子レギュレータの入力端に入力され、この時、三端子レギュレータの電力消費は０．５Ｗであり、三端子レギュレータの出力電圧は１２Ｖであるため、従来の技術における三端子レギュレータの出力電流は、０．０５Ａ（０．５Ｗ／（２１Ｖ−１２Ｖ））である。
【００２１】
しかし、本発明において、三端子レギュレータ２０の入力端２２の第二入力電圧Ｖｉｎ２は１４．４Ｖであるため、三端子レギュレータ２０の出力電流は、０．２Ａ（０．５Ｗ／（１４．４Ｖ−１２Ｖ））である。従って、本発明における三端子レギュレータ２０の出力電流は、従来の技術における三端子レギュレータの出力電流より遥かに大きいため、負荷駆動能力を向上させることができる。
【００２２】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正もまた本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００２３】
９００  電子装置
１００  電圧入力回路
２００  電圧安定回路
３００  負荷
１０  降圧ユニット
１２  スイッチ
１２０  制御端
１２２  第一導通端
１２４  第二導通端
２０  三端子レギュレータ
２２  入力端
２４  接地端
２６  出力端
Ｑ１  バイポーラ接合トランジスタ
Ｒ１  抵抗
Ｄ１  電圧安定素子
Ｃ１  第一キャパシター
Ｃ２  第二キャパシター
【図１】
2013196697.tif 000003