(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ減結合ダイオードを介して１つの出力トランジスタに相互接続されている少なくとも２つの入力電圧源を備えた電流供給回路において、
それぞれの入力電圧源（１２ａ，１２ｂ）と前記それぞれ接続されている出力トランジスタ（１４）の制御入力側（１７）との間にカレントミラー（１５ａ，１５ｂ）が接続されており、該カレントミラーの、入力電圧源（１２ａ，１２ｂ）に接続されている入力側（１６ａ，１６ｂ）とは別の入力側（２０ａ，２０ｂ）に１つの共通の電流源（１８）が接続されており、
前記それぞれのカレントミラー（１５ａ，１５ｂ）において、前記電流源（１８）から供給される電流が、前記出力トランジスタ（１４）の制御入力側（１７）に対するカレントミラー電流を用意する（１９ａ，１９ｂ）ために利用される
ことを特徴とする電流供給回路。
【請求項２】
同時に減結合手段（２６ａ，２６ｂ）として実現されている複数の出力トランジスタ（２６ａ，２６ｂ）にそれぞれ接続されている少なくとも２つの入力電圧源（１２ａ，１２ｂ）を備えた電流供給回路であって、
それぞれの入力電圧源（１２ａ，１２ｂ）と前記それぞれの接続されている出力トランジスタ（２６ａ，２６ｂ）の制御入力側（２７ａ，２７ｂ）との間に１つの入力側（１６ａ，１６ｂ）を介してカレントミラー（１５ａ，１５ｂ）が接続されており、該カレントミラーの、入力電圧源（１２ａ，１２ｂ）に接続されている前記入力側（１６ａ，１６ｂ）とは別の入力側（２０ａ，２０ｂ）に１つの共通の電流源（１８）が接続されており、
前記それぞれのカレントミラー（１５ａ，１５ｂ）において、前記電流源（１８）から供給される電流が、前記出力トランジスタ（２６ａ，２６ｂ）の制御入力側（２７ａ，２７ｂ）に対するカレントミラー電流を用意する（１９ａ，１９ｂ）ために利用される
ことを特徴とする電流供給回路。
【請求項３】
前記電流源（１８）は前以て決められた電流を前記カレントミラー（１５ａ，１５ｂ）に送出する
請求項１または２記載の電流供給装置。
【請求項４】
前記出力トランジスタ（１４；２６ａ，２６ｂ）の制御入力側（１７；２７ａ，２７ｂ）における電圧を安定化するための手段が設けられている
請求項１または２記載の電流供給回路。
【請求項５】
前記安定化手段は制限器ダイオード（２１；２８，２９）である
請求項４記載の電流供給回路。
【請求項６】
前記安定化手段は、電流供給回路（１０）の出力側（１１）に設けられている、少なくとも比較器（２５）と基準電圧源（２４）とを含んでいる閉ループ調整回路である
請求項４記載の電流供給回路。
【請求項７】
前記減結合ダイオード（１３ａ，１３ｂ）はバイポーラ技術において実現されている
請求項１記載の電流供給回路。
【請求項８】
前記出力トランジスタ（１４；２６ａ，２６ｂ）はＮＰＮトランジスタである
請求項１または２記載の電流供給回路。
【請求項９】
自動車に使用される
請求項１から８までのいずれか１項記載の電流供給回路。
【発明の詳細な説明】
従来の技術
本発明は、請求項１および２の上位概念に記載の電流供給回路から出発している。電流供給回路は、異なった電圧を有していることができる複数の入力電圧源において作動されるべきである。複数の入力電圧源はただちには相互接続することができない。それ故に通例は減結合ダイオードを使用するという措置をとっており、比較的高い電圧を有している入力電圧源は別の回路と接続されており、一方比較的低い電圧を有する入力電圧源は切り離されている。この公知の解決法における欠点は、電流供給回路の出力側と入力電圧源との間に少なくとも発生する電圧差がダイオードの順電圧分だけ、電流供給回路にいずれにせよ生じる電圧差に加えて付加的に拡大されるということである。
本発明の課題は、電流供給回路の出力側と最も高い電圧を有する入力電圧源との間にできるだけ僅かな電圧差しか生じないようにした、少なくとも２つの異なった入力電圧源から給電することができる電流供給回路を提供することである。
この課題は、請求項１および２の特徴部分に記載の構成によってそれぞれ解決される。
発明の利点
本発明の電流供給回路の異なった実施の形態に共通しているのは、それぞれの入力電圧源に、１つの電流源によって発生される電流を出力トランジスタの制御入力側において使用できるようにするカレントミラーが接続されていることである。この手段によって、出力トランジスタの制御電圧は対応する入力電圧源の電圧の近傍まで近付くことができる。電圧差は、僅か０．１ないし０．３Ｖの領域にあって、それはカレントミラーに含まれているトランジスタのコレクタ−エミッタ間の飽和電圧に相応する。
以下に参照するカレントミラーは基本文献、例えばU．TiezeおよびCh．Schenk著の専門書“Halbleiter-Schaltungstechnik”１９８０年版、第５５ないし５６頁に詳細に記載されている。カレントミラーは出力電流接続端子において、入力電流接続端子において前以て決められる最大の電流を発生する。変換比は任意に選択可能に前以て決めることができる。重要な利点は、入力電流接続端子に流れる電流と出力電流接続端子から流出する電流との間に、電位差が生じることである。カレントミラーは、カレントミラーにおいて生じる電流を送出することができなければならない電流供給接続端子に接続されるべきであり、その際電流供給接続端子における電圧が電位比を決定する。
本発明の回路の第１の形態によれば、少なくとも２つの入力電圧源は従来技術から公知の減結合ダイオードを介して出力トランジスタに相互接続されている。にも拘わらず、カレントミラーを入力電圧源に直接接続することによって、発生する電圧降下の低減が生じ、その結果減結合ダイオードにおいて発生する電圧降下に対して付加的に、出力トランジスタにおける更に僅かな電圧降下を甘受すればよいだけである。出力トランジスタにおける電圧降下は、このトランジスタのエミッタ−コレクタ間の飽和電圧によって決まってくる。
本発明の電流供給回路の別の形態によれば、それぞれの入力電圧源に１つの出力トランジスタが対応付けられている。出力トランジスタは入力電圧源の必要な減結合を考慮する。この形態の本発明の電流供給回路によれば、電流供給回路の出力側に生じる電圧と最高の電圧を有する入力電圧源との間の電圧差を特別僅かにすることができる。減結合ダイオードの省略によって、最小の電圧差は出力トランジスタの順電圧に低下する。
本発明の電流供給回路の有利な実施形態および構成はその他の請求項に記載されている。第１の有利の実施の形態によれば、本発明の電流供給回路に、前以て決められた電流をカレントミラーが使用することができるようにする唯一の電流源が含まれている。この手段によってコストの面で一層有利な実現が可能である。更に、本発明の電流供給回路が送出することができる最大の電流は、電流源によって発生される電流、カレントミラーの電流変換比並びに出力トランジスタの電流増幅係数によって決められている。電圧供給回路は回路技術的な手段によって短絡耐性にすることができる。このために通例、電流が検出される。電流が前以て決められた最大値を上回ると、付加的な回路部分がカレントミラーの出力側における電流を低減する。電流検出は、実際に投入接続されている入力電圧源の数に無関係である。
別の有利な実施態様によれば、出力電圧が前以て決められた値に固定されているようになっている。出力電圧の簡単な安定化は出力トランジスタの制御入力側の、前以て決められた電位へのクランプによって可能である。有利には制限器ダイオードが適当である。この手段の有利な改良例は、出力電圧を基準電圧と比較する閉ループ調整回路である。この手段によって、安定した出力電圧が実現可能である。
本発明の電流供給回路の第１の実施例により必要な減結合ダイオードは有利には、高い信頼性を有しているバイポーラダイオードとして実現されている。別の実施例は、有利にはＮＰＮ構成を有している出力トランジスタの構成に関する。この手段によって、出力トランジスタの、別の電子構成要素との、シリコンチップ上での簡単な集積が可能である。
本発明の電流供給回路の有利な用途は、自動車においてある。一方において通例、１２Ｖまたは２４Ｖである唯一の搭載電源電圧に代わって、複数の異なった搭載電源電圧を設けることが試みられている。他方において、今日の自動車には、この例では入力電圧源として使用することができる電流供給回路を既に含んでいる数多くの電子装置が含まれている。
本発明の電流供給回路のその他の有利な構成および改良例は、そのための請求項および以下の説明から明らかである。
図面
第１図ないし第４図は、本発明の電流供給回路の種々の実施例の回路略図である。
第１図には、出力側１１において出力電圧を発生する電流供給回路１０が示されている。電流供給回路１０の入力電圧は、種々の入力電圧源によって発生される、図示の実施例では、第１の入力電圧源１２ａおよび第２の入力電圧源１２ｂが図示されている。これらは、第１の減結合ダイオード１３ａおよび第２の減結合ダイオード１３ｂを介して共通の出力トランジスタ１４に相互接続されている。共通の出力トランジスタ１４は出力側１１に接続されている。電流供給端子１６ａが第１の入力電圧源１２ａに接続されている第１のカレントミラー１５ａは共通の出力トランジスタ１４の制御入力側１７において、電流源１８によって前以て決められている電流を使用することができる。それ故に、第１のカレントミラー１５ａは出力電流接続端子１９ａが制御入力側１７に接続されている。
共通の出力トランジスタ１４の制御入力側１７は更に、第２のカレントミラー１５ｂの出力電流接続端子に接続されている。カレントミラーの電流供給接続端子１６ｂは第２の入力電圧源１２ｂに接続されている。
２つのカレントミラー１５ａ，１５ｂは入力電流接続端子２０ａ，２０ｂがそれぞれ、電流源１８に接続されている。
共通の出力トランジスタ１４の制御入力側１７は共通の電圧制限器２１を介して回路アース２２に接続されている。
第１図に図示の電流供給回路１０は次のように動作する：
電流供給回路１０は出力側１１において、第１の電圧源１２ａまたは第２の電圧源１２ｂから得られる電圧を発生する。２つの入力電圧源１２ａ，１２ｂは２つの減結合ダイオード１３ａ，１３ｂを介して共通の出力トランジスタ１４に相互接続されておりかつアナログＯＲ論理結合を形成する。それ故に、出力トランジスタ１４によって、第１図に図示の、減結合ダイオード１３ａ，１３ｂの極性においては比較的高い電圧を発生する入力電圧源１２ａ，１２ｂに接続されている。
共通の出力トランジスタ１４を制御するために、カレントミラー１５ａ，１５ｂが設けられている。それぞれの入力電圧源１２ａ，１２ｂは別個のカレントミラー１５ａ，１５ｂにそれぞれの入力電流接続端子１６ａ，１６ｂを介して接続されている。カレントミラー１５ａ，１５ｂは共通の出力トランジスタ１４の制御入力側１７に、電流源１８によって前以て決められる電流を送出する。冒頭に述べた文献の詳細な回路構成からわかるカレントミラー１５ａ，１５ｂは、入力電流接続端子２０ａ，２０ｂからカレントミラー１５ａ，１５ｂに流れる電流を出力電流端子１９ａ，１９ｂに鏡像化し、その際変換比は任意に選択可能である。共通の出力トランジスタ１４の制御入力側１７に流れることができる最大の電流は、電流源１８の電流並びに調整設定された変換比によって決められている。共通の出力トランイスタの電流増幅係数に依存して、最大電流が決められている。本発明の電流供給回路１０は短絡耐性である。
共通の出力トランジスタ１４の制御をカレントミラー１５ａ，１５ｂによって行う重要な利点は、共通の出力トランジスタ１４の制御入力側１７において使用することができる電流が、電流源１８から送出される電流とは別の電位を有することができるということである。カレントミラー１５ａ，１５ｂを電流供給接続端子１６ａ，１６ｂを介して入力電圧源１２ａ，１２ｂに接続することによって、共通の出力トランジスタ１４の制御入力側１７における電位は、入力電圧源１２ａ，１２ｂの電圧を僅かに下回っている。電圧差は、カレントミラー１５ａ，１５ｂの回路技術的な実現に依存している。上述した文献の実施例では、電圧差は、０．１Ｖないし０．３Ｖの領域にある可能性がある、トランジスタのコレクタ−エミッタ間の飽和電圧に相応する。この電圧差に更に、共通の出力トランジスタ１４の制御入力側１７と出力側１１との間に生じる電圧差が加算されなければならない。共通の出力トランジスタ１４がシリコン技術で実現されている場合、更に約０．７Ｖの電圧差が加算されなければならない。
ダイオードの実現に依存している更なる電圧降下が減結合ダイオード１３ａ，１３ｂに生じる。バイポーラシリコンダイオードが使用される場合、減結合ダイオード１３ａ，１３ｂにおける付加的な電圧降下は１Ｖまでの値をとる可能性がある。しかし従来技術に比して、共通の出力トランジスタ１４の制御入力側１７における電位は著しく高められているので、全体としてこれまで実現することができた電圧差よりも低い電圧差が生じる。
出力側１１における電圧は、共通の電圧制限器２１によって決めることができる。電圧制限器は共通の出力トランジスタ１４の制御入力側１７における電位を決める。制限器ダイオード、例えばツェナーダイオードが適している。共通の電圧制限器２１の電圧が決められている場合、更に、制御入力側１７と出力側１１との間の電圧差が考慮されるべきである。
第２図には、第１図の本発明の電流供給回路１０の改良例が示されている。第２図において、第１図に図示の部分と一致する部分には同じ参照番号が付されている。第１図に図示の共通の電圧制限器２１に代わって、分圧器２３，基準電圧源２４並びに比較器２５が設けられている。分圧器２３並びに基準電圧源２４はそれぞれ比較器２５に接続されており、比較器の出力側は共通の出力トランジスタ１４の制御入力側１７に接続されている。
第１図に図示の本発明の電流供給回路１０に対して、第２図の改良例では、出力側１１に生じる、電流供給回路１０の電圧を、基準電圧源２４によって決められている一定の値に調整することができる。閉ループ調整回路が存在するので、比較器２５の接続に依存して、高い電圧安定性を実現することができる。
第３図には、電流供給回路１０の別の本発明の態様が示されている。第３図において、第１図に図示の部分と一致する部分にはそれぞれ同じ参照番号が付されている。これら実施例の間の重要な差異は、共通の出力トランジスタ１４および減結合ダイオード１３ａ，１３ｂに代わって、第１の出力トランジスタ２６ａおよび第２の出力トランジスタ２６ｂが設けられている点にある。第１の出力トランジスタ２６ａは第１の入力電圧源１２ａに直接接続されておりかつ第２の出力トランジスタ２６ｂは第２の入力電圧源１２ｂに直接接続されている。２つの出力トランジスタ２６ａ，２６ｂは出力側１１に接続されている。
第１の出力トランジスタ２６ａの制御入力側２７ａは第１のカレントミラー１５ａにその出力電流接続端子を介して接続されていると共に、第１の電圧制限器２８にも接続されている。電圧制限器は回路アース２２に接続されている。第２の出力トランジスタ２６ｂの制御入力側２７ｂは第２のカレントミラー１５ｂにその出力電流接続端子を介して接続されていると共に、第２の電圧制限器２９にも接続されている。電圧制限器は回路アース２２に接続されている。
第１図および第３図に図示の、本発明の電流供給回路１０の実施例の間の重要な差異は、出力側１１の電圧と第３図の実施例の入力電圧源１２ａ，１２ｂの１つの比較的高い電圧との間の実現可能な最小電圧差が、第１図の実施例の場合に比して更に低いという点にある。このことは、第１図の減結合ダイオード１３ａ，１３ｂにおいては避けようがなく生じる電圧降下がないことによって実現される。入力電圧源１２ａ，１２ｂの減結合は、第１の出力トランジスタ２６ａおよび第２の出力トランジスタ２６ｂの使用によって可能である。従って、それぞれの入力電圧源１２ａ，１２ｂは、その固有の出力トランジスタを得、その際全部の出力トランジスタ２６ａ，２６ｂは出力側１１に接続されている。
出力側１１における電圧の固定は、出力トランジスタ２６ａ，２６ｂの制御入力側２７ａ，２７ｂを２つの電圧制限器２８，２９を用いて前以て決められた値にクランプすることによって可能である。有利には、電圧制限器２８，２９は同じ電圧を予め定める。
出力側１１と入力電圧源１２ａ，１２ｂとの間に発生する電圧差は更に、カレントミラー１５ａ，１５ｂにおいて発生する電圧差並びに出力トランジスタ２６ａ，２６ｂの制御入力側２７ａ，２７ｂと出力側１１との間に生じる電圧差によってのみ決められる。これに対して、出力トランジスタ２６ａ，２６ｂにおいて出力側１１と入力電圧源１２ａ，１２ｂとの間に生じる電圧差は無視することができ、従って全体の電圧差を高めることはない。
第４図には、第３図に図示の本発明の電流供給回路１０の改良例が示されている。第４図において、第３図に図示の部分と一致する部分にはそれぞれ同じ参照番号が付されている。第３図に図示の本発明の電流供給回路１０に対して、そこに含まれている電圧制限器２８，２９は、第２図に使用されていた分圧器２３，基準電圧源２４並びに比較器２５によって置換されている。第２図に図示の実施例とは異なってここでは別個の出力トランジスタ２６ａ，２６ｂが設けられているので、第１の別の減結合ダイオード３０ａ並びに別の第２の減結合ダイオード３０ｂが必要である。第１の別の減結合ダイオード３０ａは比較器２５を第１の出力トランジスタ２６ａの制御接続端子２７ａに接続しかつ別の第２の減結合ダイオード３０ｂは比較器２５を第２の出力トランジスタ２６ｂの制御接続端子２７ｂに接続する。第３図に図示の、出力側１１における電圧を第１のまたは第２の電圧制限器２８，２９の電圧に固定するという簡単な方法に代わって、第４図の実施例によれば、出力側１１の電圧は基準電圧２４によって決められる値に調整することが可能である。生じる閉ループ調整回路は、得ようとする調整のＱを考慮して設計することができかつ出力側１１における電圧の高い安定性を可能にするものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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