(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧に応じて一定の電圧を発生する定電圧発生回路と、前記入力電圧に基づき前記定電圧発生回路を動作させる起動回路と、外部制御信号に応じて前記起動回路に動作バイアス電流を供給する制御回路とを備え、
前記制御回路の出力段は、ダイオードと、前記ダイオードの一方に接続された電流制限抵抗と、前記ダイオードの他方に接続された電流ミラー回路とを含み、
前記ミラー回路は、前記ダイオードの他方とベース及びコレクタが共通接続されたトランジスタを有し、
前記電流ミラー回路は、前記電流制限抵抗の抵抗値に応じた制限電流が入力されて前記トランジスタがオンすると前記動作バイアス電流を出力し、
前記制御回路は、待機動作時において前記制限電流を一定電位点に流して前記トランジスタをオフし、前記動作バイアス電流を出力しないように動作することを特徴とする定電圧レギュレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定電圧レギュレータに関し、特に、シリーズレギュレータの定電圧出力動作をオフする制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
定電圧レギュレータは、入力電圧に電源電圧が印加されると、基準電圧発生回路から一定の基準電圧が発生され、誤差信号増幅回路によってその基準電圧と出力電圧とが比較されると共にその比較結果に応じて出力回路のトランジスタに流す電流量が調整されることによって一定の出力電圧が出力回路から出力されるシリーズレギュレータがある。このシリーズレギュレータにおいては、出力トランジスタのコレクタに入力電圧が印加され、その出力トランジスタのエミッタから出力される出力電圧を監視し、出力回路の出力に接続される負荷に流れる負荷電流が増大すると出力電圧が低下するので誤差増幅回路ではその監視結果に応じて出力トランジスタのベースに供給する電流量が増大されて出力電圧が一定に保たれる。また、出力回路の出力に接続される負荷に流れる負荷電流が減少すると出力電圧が上昇するので誤差増幅回路ではその監視結果に応じて出力トランジスタのベースに供給する電流量が減少されて出力電圧が一定に保たれる。
【０００３】
シリーズレギュレータは、スイッチング型の定電圧レギュレータに比べて、出力電圧に脈流成分が無く、アナログ回路などに用いて好適な定電圧レギュレータである。このため、シリーズレギュレータは、例えば、ＯＡ機器、冷熱機器、カー用途など広い分野において利用されている。
【０００４】
近年、各種の機器において、その機器の動作消費電力の低消費化と機器の待機動作時における静止電流の低減とが強く望まれている。このため、シリーズレギュレータにおいて、定電圧発生回路の動作を停止させる制御回路を設け、各種機器の待機動作時に消費電流の削減を実現している。
【０００５】
図２は、従来の定電圧レギュレータの回路構成を示す図である。
図２において、１は定電流源であって、入力電圧ＶＩＮに電源が投入印加されると、定電流Ｉが発生出力される。２は起動回路であって、定電流Ｉが抵抗Ｒ２１を介してツェナーダイオードＤ２１に供給される。そして、ツェナーダイオードＤ２１のカソードでは、ツェナー電圧が発生出力される。３は基準電圧発生回路であって、トランジスタＴＲ３１のベースにツェナー電圧が印加されると、そのトランジスタＴＲ３１エミッタから、ベース−エミッタ間電圧ＶＢＥ分下がった基準電圧Ｖ１が出力される。４は誤差増幅器であって、差動増幅回路で構成され、基準電圧Ｖ１と定電圧出力ＶＯＵＴの電圧に応じて発生される比較電圧Ｖ２とを比較し、その比較結果に応じて、出力電圧Ｖｃが調整出力される。なお、比較電圧Ｖ２は、定電圧出力ＶＯＵＴとグランド間に直列に設けられた抵抗Ｒ１及びＲ２の接続点の電圧であり、定電圧出力が所定の電圧であるときに基準電圧Ｖ１と比較電圧Ｖ２とが等しくなるように抵抗値がそれぞれ設定されている。５は出力回路であって、ダーリントン接続のトランジスタＴＲ５１及びＴＲ５２で構成され、コレクタの共通接続点に入力電圧ＶＩＮが印加され、トランジスタＴＲ５１のベースに供給される誤差増幅回路４の出力電圧Ｖｃに応じて、所定の定電圧がトランジスタＴＲ５２のエミッタから出力される。
【０００６】
６は制御回路であって、制御信号ＳＴＢが抵抗Ｒ６１及びダイオードＤ６１を介してツェナーダイオードＤ６２及びトランジスタＴＲ６１のベースに入力される。また、ツェナーダイオードＤ６２のカソードでは、制御信号ＳＴＢがＨレベルであって、ツェナーダイオードＤ６２に電流が供給されると、ツェナー電圧が発生する。そして、トランジスタＴＲ６１のベースにツェナー電圧が印加されると、トランジスタＴＲ６１はオンする。
【０００７】
次に、図２の定電圧レギュレータの動作を説明する。
制御信号ＳＴＢがＬレベルであると、ツェナーダオードＤ６２では、ツェナー電圧が発生するのに十分な電流が流れず、ツェナー電圧が発生しない。よって、トランジスタＴＲ６１のベース電圧もＶＢＥに比べ低いため、トランジスタＴＲ６１はオフ状態である。すると、起動回路２では、抵抗Ｒ２１を介してツェナーダイオードＤ２１に定電流Ｉが供給され、ダイオードＤ２１のカソードにツェナー電圧が発生する。
【０００８】
基準電圧発生回路３では、トランジスタＴＲ３１のベースにツェナー電圧が印加されると、トランジスタＴＲ３１のエミッタに基準電圧Ｖ１が発生出力される。すると、誤差増幅器４では、基準電圧Ｖ１と比較電圧Ｖ２とが比較され、出力回路５に接続される負荷に流れる負荷電流が増加して出力電圧ＶＯＵＴが低下すると比較電圧Ｖ２の電圧も低下し、基準電圧Ｖ１の方が比較電圧Ｖ２より高いと、誤差増幅器３の出力電圧Ｖｃが上がる。そして、出力回路５では、トランジスタＴＲ５１のベースに印加される電圧Ｖｃに応じて、トランジスタＴＲ５２に流れる電流が増加し、出力電圧ＶＯＵＴが上がる。
【０００９】
また、出力回路５に接続される負荷に流れる負荷電流が減少して出力電圧ＶＯＵＴが上昇すると比較電圧Ｖ２の電圧も上昇し、基準電圧Ｖ１の方が比較電圧Ｖ２より低いと、誤差増幅器４の出力電圧Ｖｃが下がる。そして、出力回路４では、トランジスタＴＲ５１のベースに印加される電圧Ｖｃに応じて、トランジスタＴＲ５２に流れる電流が減少し、出力電圧ＶＯＵＴが下がる。このように、制御信号ＳＴＢがＬレベルの場合、定電圧出力ＶＯＵＴから所定の定電圧が出力される。
【００１０】
次に、制御信号ＳＴＢがＨレベルであると、制御回路６では、ツェナーダイオードＤ６１に電流が流れ、ツェナー電圧が発生する。すると、トランジスタＴＲ６１及びＴＲ６２のベースにツェナー電圧が印加され、トランジスタＴＲ６１及びＴＲ６２はオンし、トランジスタＴＲ６１のコレクタに接続される起動回路２の抵抗Ｒ２１に供給される定電流源の定電流ＩがトランジスタＴＲ６１を経由してグランドに流れる。
【００１１】
そして、起動回路２では、ツェナーダイオードＤ２１に電流Ｉが流れず、ツェナー電圧の発生が停止する。これより、基準電圧発生回路３では、ツェナー電圧の発生停止によって、トランジスタＴＲ３１のベースがバイアスされず、トランジスタＴＲ３１はオフし基準電圧Ｖ１の発生が停止される。また、制御回路６のトランジスタＴＲ６２もオンしているので、トランジスタＴＲ５１のベースはトランジスタＴＲ６２を介して接地され、出力回路５のトランジスタＴＲ５１及び５２がオフ状態となり、定電圧出力ＶＯＵＴが停止される。
【００１２】
このように待機動作の場合、起動回路２のツェナーダイオードＤ２１に流す定電流Ｉの供給を停止し、ツェナー電圧発生を停止したので、基準電圧発生回路３のトランジスタＴＲ３１のベースがバイアスされず、基準電圧Ｖ１の発生も停止され、さらに、トランジスタＴＲ５１のベースに供給されるバイアスも停止したので、比較電圧Ｖ２の発生も停止されている。よって、基準電圧発生回路３、誤差増幅器４及び出力回路５における、待機動作時に電流が流れる経路が無くなり、待機動作時の静止電流の低減を実現している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したシリーズレギュレータにおいては、待機動作時に起動回路１に供給する定電流源１１の定電流Ｉが制御回路６のトランジスタＴＲ６１を介してグランドに流れる電流経路が残り、待機動作時の静止電流を十分に低減することができなかった。
【００１４】
このため、本発明の課題は、定電圧レギュレータの待機動作時の消費電流をより低減する定電圧レギュレータの制御回路を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した点に鑑みて、創作されたものであり、その特徴とするところは、入力電圧に応じて一定の電圧を発生する定電圧発生手段と、前記入力電圧に基づき前記定電圧発生手段を動作させる起動手段と、外部制御信号に応じて前記定電圧発生手段を停止させる制御手段とを備え、前記制御手段の出力手段は電流ミラー回路を含み、電流モードの制御手段の出力により起動手段を制御することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、定電圧発生手段の起動手段を停止制御する制御回路の制御出力回路を電流ミラー回路とし、外部からの制御信号に応じて起動回路に供給する電流を遮断することにより定電圧発生手段の動作を停止させるようにした。これにより、外部からの制御信号に応じて、カレントミラー回路に流れる電流を停止することによって定電圧発生手段が停止されるので、待機動作時の消費電流はカレントミラー回路の動作バイアス分の電流のみとなり、待機時の静止電流を確実に低減できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に従って具体的に説明する。図１は、本発明の定電圧レギュレータの構成の一例を示す図である。図１において、起動回路２、基準電圧発生回路３、誤差増幅器４及び出力回路５とは、従来と同じ構成であり、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００１８】
図１において、７は制御回路であって、外部から制御信号ＳＴＢがダイオードＤ７１及び抵抗Ｒ７１を介してトランジスタＴＲ７１及びＴＲ７２のベースに入力される。また、トランジスタＴＲ７３及びＴＲ７４はカレントミラー回路を構成し、入力電圧ＶＩＮが抵抗Ｒ７５及びダイオードＤ７２を介してトランジスタＴＲ７３のコレクタとベースとの共通接続点に印加される。トランジスタＴＲ７４のコレクタには、トランジスタＴＲ７５のコレクタとベースとの共通接続点に接続される。
【００１９】
制御信号ＳＴＢがＬレベルであると、トランジスタＴＲ７１では、制御信号ＳＴＢが入力されるベース電圧が電圧ＶＢＥより低いためオフ状態である。トランジスタＴＲ７３では、抵抗Ｒ７５の値と入力電圧ＶＩＮとに応じた電流Ｉが流れる。なお、ダイオードＤ７２は、ダイオードの順方向電圧によって、トランジスタＴＲ７３のベースとコレクタとの共通接続点をトランジスタＴＲ７３がオンできる電圧を確実に保持するために設けられている。また、抵抗Ｒ７５は、トランジスタＴＲ７１がオンしたとき、トランジスタＴＲ７１に流れる電流を制限するための電流制限抵抗であり、数百ｋΩの抵抗である。
【００２０】
そして、トランジスタＴＲ７４では、トランジスタＴＲ７３に流れる電流Ｉと同じ電流量を流そうと作用する。これより、トランジスタＴＲ７５では、トランジスタＴＲ７４に流れる電流と同じ電流Ｉ１が流れる。そして、トランジスタＴＲ７５とミラー構成であるランジスタＴＲ１にも電流Ｉ１が流れ、起動回路２の抵抗Ｒ２１及びツェナートダイオードＤ２１に電流Ｉ１が供給される。これより、起動回路２のツェナートダイオードＤ２１では、ツェナー電圧が発生出力される。すると、基準電圧発生回路３では、ツェナー電圧がトランジスタＴＲ３１のベースに印加され、トランジスタＴＲ３１のエミッタ電圧はツェナー電圧から電圧ＶＢＥ分が差し引かれた電圧が基準電圧Ｖ１として出力される。そして、誤差増幅器４では、基準電圧Ｖ１と比較電圧Ｖ２とを比較し、その比較結果に応じて、出力電圧Ｖｃが調整出力される。詳しくは、出力回路５に接続される負荷に流れる負荷電流が増加すると、出力回路５では、出力電圧ＶＯＵＴが低下するので比較電圧Ｖ２の電圧も低下する。すると、誤差増幅回路４では、基準電圧Ｖ１と比較電圧Ｖ２とを比較し、その比較結果が基準電圧Ｖ１より比較電圧Ｖ２が低いので出力電圧Ｖｃの電圧が上げられる。これにより、出力回路５のトランジスタＴＲ５１及びＴＲ５２に流れる電流が増加され、出力電圧ＶＯＵＴが所定の定電圧に上がる。また、出力回路５に接続される負荷に流れる負荷電流が減少すると、出力回路５では、出力電圧ＶＯＵＴから出力される出力電圧が上がり、比較電圧Ｖ２の電圧も上がる。すると、誤差増幅回路４では、基準電圧Ｖ１と比較電圧Ｖ２とを比較し、その比較結果が基準電圧Ｖ１より比較電圧Ｖ２が高いので出力電圧Ｖｃの電圧が下げられる。これにより、出力回路５のトランジスタＴＲ５１及びＴＲ５２に流れる電流が低減され、出力電圧ＶＯＵＴが所定の定電圧に下がる。
このように、制御信号ＳＴＢがＬレベルの場合、定電圧発生手段は通常動作を行い、定電圧出力ＶＯＵＴから所定の定電圧が出力される。
【００２１】
次に、定電圧レギュレータの定電圧出力をオフさせるときの動作を説明する。制御入力ＳＴＢがＨレベルとなると、制御回路７のトランジスタＴＲ７１及びＴＲ７２がオンする。すると、トランジスタＴＲ７３では、コレクタとベースとの接続点の電圧がグランドレベルとなり、トランジスタＴＲ７３及びＴＲ７４はオフ状態となる。よって、トランジスタＴＲ７５では、トランジスタＴＲ７４がオフすることによって、電流が流れなくなる。そして、トランジスタＴＲ７５とカレントミラー回路を構成するトランジスタＴＲ１に流れる電流が停止される。
【００２２】
起動回路２では、トランジスタＴＲ１からの電流供給が停止されるので、ツェナーダイオードＤ２１に電流が流れず、ツェナー電圧が発生しない。よって、基準電圧発生回路３では、トランジスタＴＲ３１のベースがバイアスされないので、トランジスタＴＲ３１はオフ状態となり、基準電圧Ｖ１はグランドレベルとなる。
【００２３】
また、制御回路７のトランジスタＴＲ７１と共通ベースのトランジスタＴＲ７２のコレクタはトランジスタＴＲ５１のベースに接続されているので、トランジスタＴＲ５１及び５２はオフ状態となる。よって、定電圧出力ＶＯＵＴが出力されず、比較電圧Ｖ２はグランドレベルとなる。そして、誤差増幅器４を構成す差動増幅回路では、基準電圧Ｖ１及び比較電圧Ｖ２が共にグランドレベルであって、出力Ｖｃからバイアス電圧が出力されない。また、誤差増幅器４では、基準電圧Ｖ１及び比較電圧Ｖ２が共にグランドレベルであるので電流が流れる経路は無くなる。
【００２４】
このように、待機動作時においては、起動回路２、基準電圧発生回路３、誤差増幅器４及び出力回路５では、電流が流れる経路が存在せず、入力電圧ＶＩＮが接続される抵抗Ｒ７５及びトランジスタＴＲ７１を介してグランドへ流れる電流量だけが残り、他の回路で消費される電流が完全に無くなる。なお、抵抗Ｒ７１は、トランジスタＴＲ７１に流れる電流量を制限する電流制限抵抗であり、カレントミラー回路が十分に動作できるダイオードＤ７２の順方向電圧が発生される電流量が供給される範囲の高抵抗、例えば、数百ｋΩの抵抗である。その結果、トランジスタＴＲ７１に流れる電流量は、数十μＡである。
【００２５】
そして、電流制限抵抗Ｒ７５及びトランジスタＴＲ７１に流れる電流が、待機状態における、定電圧レギュレータの消費電流であり、静止電流となる。それに対して、図２の従来回路においては、定電流源１は各回路を安定させるため数ｍＡの電流量が必要である。従来回路において、待機時にはその定電流源１の電流量をグランド方向に常に流し続けているので、本発明では待機動作時の静止電流が大幅な削減となる。
【００２６】
このように本発明は、カレントミラー回路を用いて、定電圧発生手段の起動回路２への動作バイアス電流を供給するようにしたので、カレントミラー回路を停止させることによって、定電圧発生手段を動作させるバイアス電流の供給が停止される。よって、カレントミラー回路を停止させるとき、入力電圧ＶＩＮから電流制限抵抗Ｒ７５及びトランジスタＴＲ７１を介してグランドに流れる電流のみが待機動作時の静止電流となる。
【００２７】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、定電圧レギュレータの待機動作を制御する制御回路の出力回路にカレントミラー回路を備え、そのカレントミラー回路を用いて定電圧発生手段の起動回路２を動作させるバイアス電流を供給するという構成としたので、待機動作時においては、カレントミラー回路のトランジスタＴＲ７３へ供給されるバイアス電流がトランジスタＴＲ７１を介してグランドに流れる。そして、定電圧レギュレータの静止電流は、入力電圧ＶＩＮから電流制限抵抗Ｒ７５及びトランジスタＴＲ７１を介してグランドに流れる電流のみとなり、他の回路に電流が流れず、待機動作時の消費電流を確実に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の定電圧レギュレータの回路構成の一例を示す図である。
【図２】従来の定電圧レギュレータの回路構成を示す図である。
【符号の説明】
２          起動回路
３          基準電圧発生回路
４          誤差増幅器
５          出力回路
７          制御回路
ＶＩＮ      入力電圧
ＶＯＵＴ    定電圧出力
ＳＴＢ      制御信号入力
【図１】
0004049572.tif 000002
【図２】
0004049572.tif 000003