(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源ラインと基準電位点の間にＰＮＰ型の出力トランジスタと第１、第２抵抗が順次直列に接続され、前記出力トランジスタのコレクタと第１抵抗の接続点に出力端子が接続され、該出力端子と前記基準電位点間にコンデンサが接続され、前記出力トランジスタのベースにコンパレータの出力が接続され、前記第１、第２抵抗の接続中点に生じる電圧が前記コンパレータの入力として与えられ、起動スイッチＯＮ時に該コンパレータの他入力として所定の直流電圧が与えられる定電圧電源回路であって、前記起動スイッチ投入による起動時に、前記出力トランジスタの出力電流を制限する過電流防止回路を設けた定電圧電源回路において、
エミッタが前記電源ラインに接続されベースに前記コンパレータの出力が与えられる第２のＰＮＰ型のトランジスタを有しており、該第２のＰＮＰ型のトランジスタと前記出力トランジスタの電流比が１：ｎ（ｎ＞１）であること、及び前記第２のＰＮＰ型のトランジスタのコレクタから出力される電流を基準電位点へ側路する電流制限回路と、前記出力端子と前記電流制限回路の制御入力点との間に挿入され前記出力端子の電圧が所定電圧になって更に所定時間経つまで前記電流制限回路を動作させる遅延回路とを有しているとともに、前記電流制限回路は、前記出力トランジスタと前記第２のＰＮＰ型トランジスタのベースに対し前記コンパレータから与えられるベース電流を前記側路する電流に応じて減少させるトランジスタを有しており、前記遅延回路は前記出力端子の電圧が所定電圧になるまでは前記電流制限回路の動作を許容し、前記所定電圧になると電流制限回路の電流制限動作を解除することを特徴とする定電圧電源回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷回路に電力を供給する電源回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の定電圧電源回路を示している。同図において、電圧Ｖｃｃの電源ライン６とグランド電位点（基準電位点）との間に、ＰＮＰ型の出力トランジスタＴｒと、第１、第２抵抗Ｒ１，Ｒ２が順次直列に接続されるとともに、その出力トランジスタＴｒのコレクタと第１抵抗Ｒ１の接続中点ａが出力端子４に接続されている。
【０００３】
また、第１、第２抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続中点ｂはコンパレータ３の非反転端子（＋）に接続されている。コンパレータ３の反転端子（−）は抵抗Ｒoの一端と起動スイッチ２の接続点ｄに接続されている。抵抗Ｒoの他端はグランド電位点に接続され、スイッチ１２の他端は定電流源１を介して電源ラインへ接続されている。起動スイッチ２がＯＮしたときのｄ点の電圧をＶ1とする。出力端子４には回路の発振防止用のコンデンサ５が接続される。
【０００４】
尚、出力端子４に接続される負荷７（図７参照）の容量もコンデンサ５と並列に入るが、説明の便宜のため、ここではコンデンサ５にその負荷容量をも含めて考えることにする。さて、上記のように構成された電源回路は、スイッチ２のＯＮによって起動する。
【０００５】
まず、スイッチ２のＯＮに伴ってコンパレータ３の反転端子（−）にｄ点の電圧Ｖ1が印加されると、コンパレータ３の出力はローレベルとなり、トランジスタＴｒがＯＮしてコンデンサ５が急速充電される。ｂ点の電圧がＶ1以上になると、コンパレータ３の出力はハイレベルになり、出力トランジスタＴｒはＯＦＦするが、負荷７に電流が供給されるに従い、ｂ点の電位は下がるので、再び出力トランジスタＴｒがＯＮする。つまり、出力トランジスタＴｒはｂ点の電圧（従って出力端子４の電圧）が一定になるように動作する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来回路では、スイッチ２を投入して電源を立ち上げるときに、コンデンサ５に予め設定した最大電流が流れる。特性図で示すと図６のように通常の出力負荷電流Ｉoよりも大きな電流Ｉmaxが流れ、グラフのＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順序でＤ点に至ることになる。
【０００７】
このように、起動時に最大電流Ｉmaxが流れると、電流の入力系統、即ち電源ライン６を不安定な状態にする。このため、例えば電源ライン６に接続されている他の回路８、９の誤動作を引き起こしたりする虞れがあった。例えば、回路８又は９がマイクロコンピュータを含んでいる場合には、そのマイクロコンピュータをリセットしてしまうことがあった。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたものであって、起動スイッチによる電源立ち上げ時に過大電流が流れないようにした電源回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明では、電源ラインと基準電位点の間にＰＮＰ型の出力トランジスタと第１、第２抵抗が順次直列に接続され、前記出力トランジスタのコレクタと第１抵抗の接続点に出力端子が接続され、該出力端子と前記基準電位点間にコンデンサが接続され、前記出力トランジスタのベースにコンパレータの出力が接続され、前記第１、第２抵抗の接続中点に生じる電圧が前記コンパレータの入力として与えられ、起動スイッチＯＮ時に該コンパレータの他入力として所定の直流電圧が与えられる定電圧電源回路であって、前記起動スイッチ投入による起動時に、前記出力トランジスタの出力電流を制限する過電流防止回路を設けた定電圧電源回路において、
エミッタが前記電源ラインに接続されベースに前記コンパレータの出力が与えられる第２のＰＮＰ型のトランジスタを有しており、該第２のＰＮＰ型のトランジスタと前記出力トランジスタの電流比が１：ｎ（ｎ＞１）であること、及び前記第２のＰＮＰ型のトランジスタのコレクタから出力される電流を基準電位点へ側路する電流制限回路と、前記出力端子と前記電流制限回路の制御入力点との間に挿入され前記出力端子の電圧が所定電圧になって更に所定時間経つまで前記電流制限回路を動作させる遅延回路とを有しているとともに、前記電流制限回路は、前記出力トランジスタと前記第２のＰＮＰ型トランジスタのベースに対し前記コンパレータから与えられるベース電流を前記側路する電流に応じて減少させるトランジスタを有しており、前記遅延回路は前記出力端子の電圧が所定電圧になるまでは前記電流制限回路の動作を許容し、前記所定電圧になると電流制限回路の電流制限動作を解除するようになっている。
【００１１】
上記の構成によると、トランジスタの導通開始時に出力電流としては、制限された電流が流れてコンデンサを充電することになる。そのため、コンデンサの充電に少し時間はかかるものの、過大電流は流れないので、電源の入力系統は不安定にならない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を示す図１において、図５の従来例と同一部分には同一の符号を付してある。本実施形態では、エミッタが電源ライン６に接続され、ベースがコンパレータ３の出力に接続されたＰＮＰ型のトランジスタＱ２を設けている。このトランジスタＱ２と出力トランジスタＴｒの電流比は１：ｎ（ｎ＞１）としている。１２は、コンパレータ３の出力電流を制限し、それによって出力トランジスタＴｒの出力電流を制限する電流制限回路である。
【００１３】
１０は、所定の直流電圧Ｖ2と出力端子４の電圧を比較するコンパレータであり、１１は出力端子４の電圧ＶoがＶ2になるまで電流制限回路１２の電流制限動作を許容し、電圧ＶoがＶ2になると、電流制限回路１２の電流制限動作を解除する遅延回路である。このように、コンパレータ１０、遅延回路１１、電流制限回路１２は電源立ち上げ時の過電流を防止する過電流防止回路を構成している。
【００１４】
図３は図１において、上記コンパレータ３、遅延回路１１、電流制限回路１２を詳細に表わした場合の回路図を示している。まず、コンパレータ３は定電流源１６と、その定電流源１６にエミッタが共通に接続された一対のＰＮＰ型のトランジスタＴ1、Ｔ2と、トランジスタＴ1、Ｔ2のコレクタに接続されて、カレントミラー回路を成す一対のＮＰＮ型のトランジスタＴ3、Ｔ4と、出力用のトランジスタＴ5とから構成されている。
【００１５】
トランジスタＴ5のコレクタはトランジスタＱ２と出力トランジスタＴｒの各ベースに接続され、エミッタはグランド電位点に接続されている。トランジスタＴ1のベースはｄ点に接続され、トランジスタＴ2のベースはｂ点に接続されている。
【００１６】
次に、電流制限回路１２は、コレクタが前記トランジスタＴ5のベースに接続されるとともに、エミッタがグランド電位点に接続されたＮＰＮ型のトランジスタＱAと、一端がトランジスタＱ２のコレクタ及びトランジスタＱAのベースに接続され、他端がグランド電位点に接続された抵抗ＲAと、一端がトランジスタＱ２、ＱA、抵抗ＲAに接続された抵抗ＲBと、コレクタが抵抗ＲBの他端に接続されエミッタがグランド電位点に接続されたＮＰＮ型のトランジスタＱ３とから構成されている。
【００１７】
また、遅延回路１１は、コンパレータ１０の出力を受けるＮＰＮ型のトランジスタＱ４と、そのコレクタに接続された定電流源１３と、ベースがトランジスタＱ４のコレクタに接続されたＮＰＮ型のトランジスタＱ５と、そのコレクタに接続された定電流源１４と、トランジスタＱ５のコレクタと基準電位点間に接続されたコンデンサＣcと、コンパレータ１５とから構成されている。コンパレータ１５の反転端子（−）には所定の直流電圧Ｖ3が印加されており、非反転端子（＋）にはコンデンサＣcの電圧が与えられる。
【００１８】
次に、図３の回路の動作を説明する。スイッチ２をＯＮしたとき、それまではトランジスタＱ２、ＴｒがＯＦＦであったからｂ点の電圧はグランド電位であり、従ってトランジスタＴ2がＯＮする。一方、トランジスタＴ1がＯＦＦであるからトランジスタＴ3、Ｔ4はいずれもＯＦＦである。
【００１９】
そのため、トランジスタＴ2のコレクタ電流はトランジスタＴ5のベースへ流れる。これによって、トランジスタＱ２と出力トランジスタＴｒがＯＮするが、トランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉ4によってｆ点の電圧が上がり、トランジスタＱAがＯＮするので、トランジスタＴ2のコレクタ電流の一部はトランジスタＱAを通ってグランド電位点へ側路する。
【００２０】
そのため、トランジスタＴ5のベース電流は制限され、トランジスタＱ２、Ｔｒのベース電流も制限される。この結果、出力トランジスタＴｒから出力される電流は図２に示す如く定常時の電流Ｉoとなり、コンデンサはこの電流によって充電される。この充電中、出力電圧Ｖoは、Ｖo＜Ｖ2であるため、コンパレータ１０の出力はローレベルとなり、トランジスタＱ５がＯＮし、コンパレータ１５の出力もローレベルとなる。
【００２１】
従って、電流制限回路１２は、トランジスタＱ３がＯＦＦ状態となっていて抵抗ＲBは不作動状態である。このようにして、制限された出力電流によってコンデンサ５の充電が進み、その電圧がＶ２以上になると、トランジスタＱ４がＯＮ、トランジスタＱ５がＯＦＦとなって、コンデンサＣｃが充電される。コンデンサＣｃの電圧がＶ３以上にならない限り、電流制限回路１２は制限動作を続ける。
【００２２】
コンデンサＣcの電圧がＶ3になると、コンパレータ１５の出力がハイレベルに変遷し、トランジスタＱ３がＯＮとなって抵抗ＲBが動作状態となる。抵抗ＲBが加わったことにより、ｆ点とグランド電位点間の抵抗値は小さくなり、その分、ｆ点の電位が下がるので、トランジスタＱAを通して側路する電流は少なくなる。
【００２３】
その結果、トランジスタＴ5のベース電流は多くなろうとするが、ｂ点の電位も上がっているので、トタンジスタＴ2のコレクタ電流が少なくなっており、トランジスタＴ5のベース入力電流もそれ程大きくならない。
【００２４】
上記実施形態において、電流制限回路１２を図４のように構成してもよい。同図において、トランジスタＱBはＱAとカレントミラー回路を構成する。Ｑ３がＯＮになると、ＱA、ＱBはＯＦＦになる。また、上記実施形態において、遅延回路１１を削除して、コンパレータ１０の出力で直接電流制限回路１２のトランジスタＱ３を制御するようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、起動スイッチによる電源立ち上げ時に過大電流が流れないので、電源装置の入力系統が不安定にならないという効果がある。従って、電源回路の入力系統にマイクロコンピュータ等が接続されている場合に、そのマイクロコンピュータが不本意にリセットされるという虞を払拭できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の定電圧電源回路を示す回路図。
【図２】その電源立ち上げ時における出力電流の特性図。
【図３】図１の回路の詳細構成図。
【図４】その一部の変形例を示す回路図。
【図５】従来例の回路図。
【図６】その従来例の電源立ち上げ時における出力電流の特性図。
【図７】従来例の問題点を説明するための図。
【符号の説明】
１  起動スイッチ
３  コンパレータ
Ｔｒ  出力トランジスタ
４  出力端子
５  コンデンサ
１０  コンパレータ
１１  遅延回路
１２  電流制限回路
【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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