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JP2006034025A - DC stabilized power supply - Google Patents

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JP2006034025A
JP2006034025A JP2004210977A JP2004210977A JP2006034025A JP 2006034025 A JP2006034025 A JP 2006034025A JP 2004210977 A JP2004210977 A JP 2004210977A JP 2004210977 A JP2004210977 A JP 2004210977A JP 2006034025 A JP2006034025 A JP 2006034025A
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voltage
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power supply
chopper
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Yasutaka Sugiura
康孝 杉浦
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DC stabilizing power supply that can always minimize loss irrespective of how much current is consumed by a load in a DC stabilizing power supply in which a chopper regulator is arranged at a pre-stage and a series regulator at a post-stage. <P>SOLUTION: This DC stabilizing power supply, in which the chopper regulator CR1 is arranged at the pre-stage and the series regulator SR1 at the post-stage, is provided with an output current detecting portion (22) that detects an output current of the series regulator SR1; circuits (including 10, 11) that set an output voltage of the chopper regulator CR1 to a given value; and output voltage regulating circuits (23, 24) that change and regulate the set voltage according to the detected output current of the series regulator SR1 in such a way that a voltage difference between the input and output of the series regulator SR1 becomes a minimum value that corresponds to the output current of the series regulator SR1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、必ずしも安定していない直流入力電圧を安定化させた直流電圧に変換して出力する直流安定化電源装置に関し、特に前段にチョッパレギュレータ、後段にシリーズレギュレータを配置した高効率の直流安定化電源装置に関する。   The present invention relates to a stabilized DC power supply device that converts a DC input voltage that is not necessarily stable into a stabilized DC voltage and outputs the stabilized DC voltage. In particular, the present invention relates to a high-efficiency DC stable circuit in which a chopper regulator is disposed in the front stage and a series regulator is disposed in the rear stage. The present invention relates to an integrated power supply.

一般にコンピュータやデジタルAV機器内部の電源電圧はDC(直流)12VとDC5Vの2系統であり、この電源電圧から、デジタル基板側の安定化電源装置でメモリやマイクロコンピュータ、DSP(Digital Signal Processor)などに使われる3.3Vや1.8Vなどの電圧が作られている。   In general, the power supply voltage inside a computer or digital AV equipment is two systems of DC (direct current) 12V and DC5V. From this power supply voltage, a stabilized power supply device on the digital board side uses a memory, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor), etc. Voltages such as 3.3V and 1.8V that are used in the above are made.

しかし、昨今におけるコンピュータやデジタルAV機器のデータ転送速度や処理速度の高速化に伴い、メモリやマイクロコンピュータ、DSPが要求する電源の低電圧化、大電流化が進んでいる。例えばDSPの場合、要求される電圧は1.2Vまで下がり、消費電流は1A程度まで増大している。   However, with the recent increase in data transfer speed and processing speed of computers and digital AV devices, power supply voltage and current demanded by memories, microcomputers, and DSPs are increasing. For example, in the case of a DSP, the required voltage is lowered to 1.2V, and the current consumption is increased to about 1A.

上記安定化電源装置は、主としてドロッパレギュレータとスイッチングレギュレータの2つに大別され、ドロッパレギュレータの一種であるシリーズレギュレータの場合、その損失Pは、P=(Vin−Vo)×Ioで近似される(但し、Vin、Vo及びIoは、夫々シリーズレギュレータの入力電圧、出力電圧及び出力電流である)。従って、例えばDC5VからDC1.2V、1A(アンペア)の出力を得るシリーズレギュレータにおいては、P=(5−1.2)×1=3.8W(ワット)の損失が発生し、発熱の面でも、消費エネルギーの面でも非常に大きなものとなってしまう。   The stabilized power supply apparatus is mainly classified into two types, a dropper regulator and a switching regulator. In the case of a series regulator which is a kind of dropper regulator, the loss P is approximated by P = (Vin−Vo) × Io. (Vin, Vo, and Io are the input voltage, output voltage, and output current of the series regulator, respectively). Therefore, for example, in a series regulator that obtains an output of DC 1.2 V, 1 A (ampere) from DC 5 V, a loss of P = (5-1.2) × 1 = 3.8 W (Watt) occurs, and also in terms of heat generation In terms of energy consumption, it will be very large.

この発熱等を軽減する従来例が、下記特許文献1及び下記特許文献2等に開示されている。図14は、その従来例を示す回路である。図14における安定化電源装置は、前段にスイッチングレギュレータの一種であるチョッパレギュレータCR0を配置するとともに、後段にシリーズレギュレータSR0を配置しており、該シリーズレギュレータSR0の出力電圧が外部に接続されるDSP等の負荷に供給される。   Conventional examples for reducing the heat generation and the like are disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 below. FIG. 14 is a circuit showing the conventional example. The stabilized power supply device in FIG. 14 has a chopper regulator CR0, which is a kind of switching regulator, disposed in the previous stage and a series regulator SR0 disposed in the subsequent stage, and a DSP to which the output voltage of the series regulator SR0 is connected to the outside. Is supplied to the load.

(図14:構成・動作の説明)
まず、チョッパレギュレータCR0について説明する。NPN型のバイポーラトランジスタから成るスイッチングトランジスタ2のコレクタには電源1の出力電圧DC5Vが与えられており、そのエミッタは、アノードが接地されたダイオード3のカソード及びコイル4の一端に共通接続されている。コイル4の他端は、平滑コンデンサ5と分圧抵抗10及び11から成る直列回路を夫々介して接地されている。
(Fig. 14: Explanation of configuration and operation)
First, the chopper regulator CR0 will be described. An output voltage DC5V of the power supply 1 is applied to the collector of the switching transistor 2 composed of an NPN type bipolar transistor, and its emitter is commonly connected to the cathode of the diode 3 whose anode is grounded and one end of the coil 4. . The other end of the coil 4 is grounded via a series circuit composed of a smoothing capacitor 5 and voltage dividing resistors 10 and 11, respectively.

分圧抵抗10と分圧抵抗11との接続点は、オペアンプからなる誤差増幅器8の反転入力端子(−)に接続されている。誤差増幅器8の非反転入力端子(+)には、基準電圧発生回路9が出力する基準電圧Vrefが与えられており、誤差増幅器8の出力は、コンパレータからなる比較器6の非反転入力端子(+)に与えられている。比較器6の反転入力端子(−)には、発振回路7の出力する三角波が与えられており、比較器6の出力は、スイッチングトランジスタ2のベースに与えられている。また、電源1の出力電圧は、比較器6、誤差増幅器8及び基準電圧発生回路8に、夫々の電源電圧として与えられている。   A connection point between the voltage dividing resistor 10 and the voltage dividing resistor 11 is connected to an inverting input terminal (−) of an error amplifier 8 formed of an operational amplifier. The reference voltage Vref output from the reference voltage generation circuit 9 is applied to the non-inverting input terminal (+) of the error amplifier 8, and the output of the error amplifier 8 is the non-inverting input terminal ( +). The inverting input terminal (−) of the comparator 6 is given a triangular wave output from the oscillation circuit 7, and the output of the comparator 6 is given to the base of the switching transistor 2. The output voltage of the power supply 1 is supplied to the comparator 6, the error amplifier 8, and the reference voltage generation circuit 8 as the respective power supply voltages.

このようにチョッパレギュレータCR0は、上記スイッチングトランジスタ2、ダイオード3、コイル4、平滑コンデンサ5、比較器6、発振回路7、誤差増幅器8、基準電圧発生回路9、分圧抵抗10及び分圧抵抗11を備えてなる。   Thus, the chopper regulator CR0 includes the switching transistor 2, the diode 3, the coil 4, the smoothing capacitor 5, the comparator 6, the oscillation circuit 7, the error amplifier 8, the reference voltage generating circuit 9, the voltage dividing resistor 10, and the voltage dividing resistor 11. It is equipped with.

スイッチングトランジスタ2が電源1からのDC5Vをスイッチングし、そのスイッチングされた出力をダイオード3、コイル4及び平滑コンデンサ5が整流する。この整流された電圧は、チョッパレギュレータCR0の出力電圧であり(平滑コンデンサ5の出力電圧でもある)、この出力電圧は、後段のシリーズレギュレータSR0に入力電圧として与えられている。   The switching transistor 2 switches DC5V from the power supply 1, and the diode 3, the coil 4, and the smoothing capacitor 5 rectify the switched output. This rectified voltage is the output voltage of the chopper regulator CR0 (also the output voltage of the smoothing capacitor 5), and this output voltage is given as an input voltage to the subsequent series regulator SR0.

誤差増幅器8は、上記出力電圧を分圧抵抗10及び11により分圧した電圧と基準電圧Vrefとを比較し、その分圧した電圧が低いほどハイレベル(高電位)の電圧を出力する。比較器6では、誤差増幅器8からの出力電圧を発振回路7からの三角波と比較し、誤差増幅器8からの出力電圧がその三角波よりも高い場合に、スイッチングトランジスタ2をオンにする。従って、平滑コンデンサ5の出力電圧が低くなるほどスイッチングトランジスタ2のオンする時間が長くなる、即ち、スイッチングトランジスタ2のオン時間のデューティが高くなる。このようにして、チョッパレギュレータCR0は、分圧抵抗10及び11で電圧値が設定された電圧を、後段のシリーズレギュレータSR0に出力する。   The error amplifier 8 compares the voltage obtained by dividing the output voltage by the voltage dividing resistors 10 and 11 with the reference voltage Vref, and outputs a higher level (high potential) voltage as the divided voltage is lower. The comparator 6 compares the output voltage from the error amplifier 8 with the triangular wave from the oscillation circuit 7 and turns on the switching transistor 2 when the output voltage from the error amplifier 8 is higher than the triangular wave. Therefore, the lower the output voltage of the smoothing capacitor 5 is, the longer the switching transistor 2 is turned on, that is, the duty of the switching transistor 2 is increased. In this way, the chopper regulator CR0 outputs the voltage whose voltage value is set by the voltage dividing resistors 10 and 11 to the subsequent series regulator SR0.

次に、シリーズレギュレータSR0について説明する。PNP型のバイポーラトランジスタから成る出力トランジスタ12のエミッタにはチョッパレギュレータCR0の出力電圧が与えられており、そのコレクタは、平滑コンデンサ18と分圧抵抗16及び17から成る直列回路を夫々介して接地されている。   Next, the series regulator SR0 will be described. The output voltage of the chopper regulator CR0 is given to the emitter of the output transistor 12 composed of a PNP type bipolar transistor, and its collector is grounded via a series circuit comprising a smoothing capacitor 18 and voltage dividing resistors 16 and 17, respectively. ing.

分圧抵抗16と分圧抵抗17との接続点は、オペアンプからなる誤差増幅器14の反転入力端子(−)に接続されている。誤差増幅器14の非反転入力端子(+)には、基準電圧発生回路15が出力する基準電圧Vrefが与えられており、誤差増幅器14の出力は、NPN型のバイポーラトランジスタから成る制御トランジスタ13のベースに与えられている。制御トランジスタ13において、コレクタは出力トランジスタ12のベースに接続されおり、エミッタは接地されている。また、チョッパレギュレータCR0の出力電圧は、誤差増幅器14及び基準電圧発生回路15に、夫々の電源電圧として与えられている。   A connection point between the voltage dividing resistor 16 and the voltage dividing resistor 17 is connected to an inverting input terminal (−) of the error amplifier 14 formed of an operational amplifier. The non-inverting input terminal (+) of the error amplifier 14 is supplied with the reference voltage Vref output from the reference voltage generation circuit 15, and the output of the error amplifier 14 is the base of the control transistor 13 formed of an NPN type bipolar transistor. Is given to. In the control transistor 13, the collector is connected to the base of the output transistor 12, and the emitter is grounded. The output voltage of the chopper regulator CR0 is supplied to the error amplifier 14 and the reference voltage generation circuit 15 as the respective power supply voltages.

このようにシリーズレギュレータSR0は、上記出力トランジスタ12、制御トランジスタ13、誤差増幅器14、基準電圧発生回路15、平滑コンデンサ18、分圧抵抗16及び分圧抵抗17を備えてなる。   As described above, the series regulator SR0 includes the output transistor 12, the control transistor 13, the error amplifier 14, the reference voltage generation circuit 15, the smoothing capacitor 18, the voltage dividing resistor 16, and the voltage dividing resistor 17.

シリーズレギュレータSR0は、前段のチョッパレギュレータCR0の出力電圧を出力トランジスタ12にて降圧して平滑コンデンサ18で安定化させ、マイクロコンピュータやDSP等の負荷19に安定化された電圧を出力する。この出力電圧は分圧抵抗16及び17にて分圧され、誤差増幅器14に供給される。誤差増幅器14は、上記出力電圧を分圧抵抗16及び17により分圧した電圧と基準電圧Vrefとを比較し、その分圧した電圧が低いほどハイレベル(高電位)の電圧を制御トランジスタ13のベースに出力して出力トランジスタ12のベース電流を増加させる。このようにして、シリーズレギュレータSR0は、分圧抵抗10及び11で電圧値が設定され、且つ安定化された出力電圧を負荷19に供給する。   The series regulator SR0 steps down the output voltage of the preceding chopper regulator CR0 by the output transistor 12, stabilizes it by the smoothing capacitor 18, and outputs the stabilized voltage to a load 19 such as a microcomputer or DSP. This output voltage is divided by the voltage dividing resistors 16 and 17 and supplied to the error amplifier 14. The error amplifier 14 compares the voltage obtained by dividing the output voltage by the voltage dividing resistors 16 and 17 with the reference voltage Vref. The lower the divided voltage is, the higher the voltage of the control transistor 13 is. Output to the base to increase the base current of the output transistor 12. In this way, the series regulator SR0 supplies a stabilized output voltage to the load 19 whose voltage value is set by the voltage dividing resistors 10 and 11.

今、例えば、電源1の出力電圧、チョッパレギュレータCR0の出力電圧、シリーズレギュレータSR0の出力電圧及び負荷19に流れる電流Ioを、夫々DC5V、DC1.8V、DC1.2V、1Aであるとして、図14に示す安定化電源装置全体の損失について検証する。まず、チョッパレギュレータCR0での損失P1は、P1=Vsat×Io×(チョッパレギュレータの出力電圧/チョッパレギュレータの入力電圧)で近似されるため(但し、Vsatはスイッチングトランジスタ2のコレクタ−エミッタ間飽和電圧)、Vsat=1.5Vとすると、P1=1.5×1×(1.8/5)=0.54Wとなる。また、シリーズレギュレータSR0での損失P2は、P2=(1.8−1.2)×1=0.6Wであるので、安定化電源装置全体の損失は、0.54+0.6=1.14Wとなり、シリーズレギュレータ単体で動作させた場合(P=3.8W)に比べ、発熱及び消費エネルギーを大幅に軽減することができる。   Now, for example, assuming that the output voltage of the power source 1, the output voltage of the chopper regulator CR0, the output voltage of the series regulator SR0, and the current Io flowing through the load 19 are DC5V, DC1.8V, DC1.2V, and 1A, respectively, FIG. The loss of the entire stabilized power supply shown in Fig. 1 is verified. First, the loss P1 in the chopper regulator CR0 is approximated by P1 = Vsat × Io × (the output voltage of the chopper regulator / the input voltage of the chopper regulator) (where Vsat is the saturation voltage between the collector and the emitter of the switching transistor 2). ) And Vsat = 1.5V, P1 = 1.5 × 1 × (1.8 / 5) = 0.54W. Further, the loss P2 in the series regulator SR0 is P2 = (1.8−1.2) × 1 = 0.6 W, so the loss of the entire stabilized power supply is 0.54 + 0.6 = 1.14 W. Thus, compared to a case where the series regulator is operated alone (P = 3.8 W), heat generation and energy consumption can be greatly reduced.

また、特許文献2には、前段側にスイッチング方式安定化電源回路、後段側にドロッパ式安定化電源回路を備えた直流安定化電源装置において、ドロッパ式安定化電源回路の出力トランジスタのベース電流を制御トランジスタを介して検出抵抗に流すことにより検出抵抗両端間に生じる電圧が基準電圧源による基準電圧と一致するように、スイッチング方式安定化電源回路のスイッチング素子を制御する手法(以下、「手法A」という)が例示されている。   Further, Patent Document 2 discloses a base current of an output transistor of a dropper-type stabilized power supply circuit in a DC-stabilized power supply device including a switching-type stabilized power supply circuit on a front stage side and a dropper-type stabilized power supply circuit on a rear stage side. A method of controlling the switching element of the switching-type stabilized power supply circuit (hereinafter, “method A”) so that the voltage generated across the detection resistor matches the reference voltage generated by the reference voltage source by flowing through the detection resistor via the control transistor. ") Is exemplified.

特開平7−95765号公報JP-A-7-95765 特開2000−354365号公報JP 2000-354365 A

図14に示すように前段にチョッパレギュレータCR0、後段にシリーズレギュレータSR0を配置した場合、チョッパレギュレータCR0の出力電圧は、シリーズレギュレータSR0の最小入出力間電圧差Vi-oとシリーズレギュレータSR0の出力電圧との合計に若干のマージンを見て設定され、上記1.8V程度とされる。ここにおけるシリーズレギュレータSR0の入出力間電圧差とは、出力トランジスタ12の入出力間電圧差(コレクタ−エミッタ間電圧差)に等しく、シリーズレギュレータSR0の最小入出力間電圧差Vi-oとは、負荷19に所望の出力電流Ioを供給するために必要なシリーズレギュレータSR0の入出力間電圧差の最小値を意味する。   As shown in FIG. 14, when the chopper regulator CR0 is arranged at the front stage and the series regulator SR0 is arranged at the rear stage, the output voltage of the chopper regulator CR0 is the minimum input-output voltage difference Vi-o of the series regulator SR0 and the output voltage of the series regulator SR0. Is set with a slight margin, and is about 1.8V. The voltage difference between the input and output of the series regulator SR0 here is equal to the voltage difference between the input and output of the output transistor 12 (collector-emitter voltage difference), and the minimum input / output voltage difference Vi-o of the series regulator SR0 is It means the minimum value of the voltage difference between the input and output of the series regulator SR0 necessary for supplying the desired output current Io to the load 19.

図15に、出力電流Ioと上記最小入出力間電圧差Vi-oとの関係を示す。図15に示すとおり、出力電流Ioが比較的大きい時は最小入出力間電圧差Vi-oが大きいが、出力電流Ioが比較的小さい時、最小入出力間電圧差Vi-oは小さくてすむ。例えば、上記DSPは動作状態によって消費電流が変動するが、消費電流が最大となる動作状態(最大負荷状態)では1A程度の電流を消費するため、上記最小入出力間電圧差Vi-oは0.6V程度となる(即ち、入出力間電圧差は0.6V以上必要となる)。一方、消費電流が最小となる待機状態(軽負荷状態)では殆ど電流を消費しないため、上記最小入出力間電圧差Vi-oは0.1V程度となる(即ち、入出力間電圧差は0.1V程度あればよい)。   FIG. 15 shows the relationship between the output current Io and the minimum input / output voltage difference Vi-o. As shown in FIG. 15, the minimum input / output voltage difference Vi-o is large when the output current Io is relatively large, but the minimum input / output voltage difference Vi-o can be small when the output current Io is relatively small. . For example, the current consumption of the DSP fluctuates depending on the operating state. However, in the operating state (maximum load state) in which the current consumption is maximum, a current of about 1 A is consumed, so the minimum input / output voltage difference Vi-o is 0. .6V (that is, a voltage difference between input and output of 0.6V or more is required). On the other hand, since the current is hardly consumed in the standby state (light load state) where the current consumption is minimized, the minimum input / output voltage difference Vi-o is about 0.1 V (that is, the input / output voltage difference is 0). .1V is enough).

しかしながら、図14に示す従来の安定化電源装置は、想定される最大負荷状態においても、所定の電圧(負荷19の定格電圧)が得られるよう各素子の特性を設定する必要がある。即ち、入出力間電圧差を、最大負荷時の最小入出力間電圧差Vi-oに対応して設定する必要があり、軽負荷時にあっては効率が悪いという問題ある。   However, the conventional stabilized power supply device shown in FIG. 14 needs to set the characteristics of each element so that a predetermined voltage (rated voltage of the load 19) can be obtained even in the assumed maximum load state. That is, it is necessary to set the voltage difference between the input and output corresponding to the minimum input / output voltage difference Vi-o at the maximum load, and there is a problem that the efficiency is poor at a light load.

本発明は、上記の点に鑑み、前段にチョッパレギュレータ、後段にシリーズレギュレータを配置した直流安定化電源装置において、負荷の消費電流の如何に拘らず、常に損失を最小限に抑えることができる直流安定化電源装置を提供することを目的とする。   In view of the above points, the present invention provides a direct current stabilized power supply device in which a chopper regulator is disposed in the front stage and a series regulator is disposed in the rear stage. The direct current can always minimize the loss regardless of the current consumption of the load. An object is to provide a stabilized power supply.

上記目的を達成するために、本発明に係る第1の直流安定化電源装置は、前段に配置されるチョッパレギュレータと、後段に配置され、前記チョッパレギュレータの出力電圧を降圧して出力する出力トランジスタを備えるシリーズレギュレータとからなる直流安定化電源装置において、前記シリーズレギュレータは、前記シリーズレギュレータの出力電流を検出する第1の出力電流検出手段を備え、前記チョッパレギュレータは、該チョッパレギュレータへの入力電圧をスイッチングして出力するスイッチングトランジスタと、前記チョッパレギュレータの出力電圧を所定の値に設定する出力電圧設定手段と、前記第1の出力電流検手段による検出結果に応じて、前記シリーズレギュレータの入出力間電圧差が前記シリーズレギュレータの出力電流に対応した最小値となるように、前記設定された出力電圧を変更して調整する出力電圧調整手段とを備えている。   In order to achieve the above object, a first DC stabilized power supply apparatus according to the present invention includes a chopper regulator disposed in a front stage and an output transistor disposed in a rear stage and stepping down and outputting an output voltage of the chopper regulator. The series regulator includes a first output current detection unit that detects an output current of the series regulator, and the chopper regulator includes an input voltage to the chopper regulator. A switching transistor for switching and outputting the output voltage, an output voltage setting means for setting the output voltage of the chopper regulator to a predetermined value, and an input / output of the series regulator according to a detection result by the first output current detection means The voltage difference between As a minimum value corresponding to the current, and an output voltage adjustment means for adjusting by changing the set output voltage.

上記構成によれば、シリーズレギュレータの出力電流に応じて、即ち負荷の消費電流に応じて、所定の値に設定されたチョッパレギュレータの出力電圧が変更され、シリーズレギュレータの入出力間電圧差が前記シリーズレギュレータの出力電流に対応した最小値とされる。これにより、負荷の消費電流の如何に拘らず、常に直流安定化電源装置における損失を最小限に抑えることができ、発熱も最小限に抑えることができる。   According to the above configuration, the output voltage of the chopper regulator set to a predetermined value is changed according to the output current of the series regulator, that is, the current consumption of the load, and the voltage difference between the input and output of the series regulator is The minimum value corresponds to the output current of the series regulator. As a result, the loss in the DC stabilized power supply device can always be minimized regardless of the current consumption of the load, and heat generation can also be minimized.

また、本発明に係る第2の直流安定化電源装置は、前段に配置されるチョッパレギュレータと、後段に配置され、前記チョッパレギュレータの出力電圧を降圧して出力する出力トランジスタを備えるシリーズレギュレータとからなる直流安定化電源装置において、前記シリーズレギュレータは、前記出力トランジスタのベース電流を検出するベース電流検出手段を備え、前記チョッパレギュレータは、該チョッパレギュレータへの入力電圧をスイッチングして出力するスイッチングトランジスタと、前記チョッパレギュレータの出力電圧を所定の値に設定する出力電圧設定手段と、前記ベース電流検出手段による検出結果に応じて、前記シリーズレギュレータの入出力間電圧差が前記シリーズレギュレータの出力電流に対応した最小値となるように、前記設定された出力電圧を変更して調整する出力電圧調整手段とを備えている。   Further, a second DC stabilized power supply device according to the present invention includes a chopper regulator disposed in a preceding stage, and a series regulator disposed in a subsequent stage and including an output transistor that steps down the output voltage of the chopper regulator and outputs the voltage. In the stabilized DC power supply apparatus, the series regulator includes base current detection means for detecting a base current of the output transistor, and the chopper regulator switches a voltage input to the chopper regulator and outputs the switching transistor. The voltage difference between the input and output of the series regulator corresponds to the output current of the series regulator according to the detection result by the output voltage setting means for setting the output voltage of the chopper regulator to a predetermined value and the base current detection means The minimum value Sea urchin, and an output voltage adjustment means for adjusting by changing the set output voltage.

負荷の消費電流が大きくなってシリーズレギュレータの出力電流が増大する場合、出力トランジスタのベース電流も増大する。従って、上記構成によれば、出力トランジスタのベース電流に応じて、即ち負荷の消費電流に応じて、所定の値に設定されたチョッパレギュレータの出力電圧が変更され、シリーズレギュレータの入出力間電圧差が前記シリーズレギュレータの出力電流に対応した最小値とされる。これにより、負荷の消費電流の如何に拘らず、常に直流安定化電源装置における損失を最小限に抑えることができ、発熱も最小限に抑えることができる。   When the load consumption current increases and the output current of the series regulator increases, the base current of the output transistor also increases. Therefore, according to the above configuration, the output voltage of the chopper regulator set to a predetermined value is changed according to the base current of the output transistor, that is, the current consumption of the load, and the voltage difference between the input and output of the series regulator is changed. Is the minimum value corresponding to the output current of the series regulator. As a result, the loss in the DC stabilized power supply device can always be minimized regardless of the current consumption of the load, and heat generation can also be minimized.

また、特許文献2に例示されている上記手法Aにおいては、ドロッパ式安定化電源回路の出力トランジスタの入力電圧を{(検出抵抗両端間に生じる電圧)+(制御トランジスタのコレクタ−エミッタ間飽和電圧)+(出力トランジスタのベース−エミッタ間飽和電圧)}以下に下げることができず、また、基準電圧源による基準電圧は最低でも0.6V以上(一般的には1.25V以上)であるため、ドロッパ式安定化電源回路の出力電圧が低い場合でも、ドロッパ式安定化電源回路の出力トランジスタの入力電圧を{(0.6V)+(制御トランジスタのコレクタ−エミッタ間飽和電圧)+(出力トランジスタのベース−エミッタ間飽和電圧)}以下に下げることができない。その結果、負荷への出力電圧が低い場合には、損失が大きくなってしまう。   In the method A exemplified in Patent Document 2, the input voltage of the output transistor of the dropper-type stabilized power supply circuit is {(voltage generated across the detection resistor) + (saturation voltage between the collector and emitter of the control transistor). ) + (Saturation voltage between the base and emitter of the output transistor)}, and the reference voltage by the reference voltage source is at least 0.6 V or more (generally 1.25 V or more). Even when the output voltage of the dropper-type stabilized power supply circuit is low, the input voltage of the output transistor of the dropper-type stabilized power supply circuit is {(0.6V) + (the collector-emitter saturation voltage of the control transistor) + (output transistor The base-emitter saturation voltage)} cannot be reduced below. As a result, the loss increases when the output voltage to the load is low.

一方、上記第2の直流安定化電源装置は、上記手法Aのように、検出抵抗両端間に生じる電圧を基準電圧と一致させるものとは異なり、上記出力電圧設定手段を別途設けてチョッパレギュレータの出力電圧を設定した上で、上記ベース電流検出手段の検出結果でチョッパレギュレータの出力電圧を調整する。このベース電流検出手段として、例えば上記手法Aと同様に、ベース電流をベース電流検出用抵抗に流して電圧に変換する手法を用いた場合であっても、ベース電流検出用抵抗には上記手法Aにおける基準電圧のような大きな電圧(最低0.6V)を生じさせる必要はない。なぜなら、ベース電流検出用抵抗に生じる電圧を信号電圧として用い、チョッパレギュレータの出力電圧を調整すれば済むからである。従って、上記第2の直流安定化電源装置においては、負荷への出力電圧が低い場合にも、損失を小さく抑えることができる。   On the other hand, unlike the method A in which the voltage generated between both ends of the detection resistor is matched with the reference voltage, the second DC stabilized power supply device is provided with the output voltage setting means separately, and the chopper regulator After setting the output voltage, the output voltage of the chopper regulator is adjusted based on the detection result of the base current detection means. As the base current detection means, for example, similarly to the above-described method A, even when a method of passing a base current through a base current detection resistor and converting it into a voltage is used, the base current detection resistor includes the above-described method A. It is not necessary to generate a large voltage (minimum 0.6 V) such as the reference voltage at. This is because the voltage generated in the base current detection resistor can be used as the signal voltage to adjust the output voltage of the chopper regulator. Therefore, in the second stabilized DC power supply, the loss can be suppressed even when the output voltage to the load is low.

また、本発明に係る第3の直流安定化電源装置は、前段に配置されるチョッパレギュレータと、後段に配置され、前記チョッパレギュレータの出力電圧を降圧して出力する出力トランジスタを備えるシリーズレギュレータとからなる直流安定化電源装置において、前記チョッパレギュレータは、該チョッパレギュレータへの入力電圧をスイッチングして出力するスイッチングトランジスタと、前記チョッパレギュレータの出力電圧を所定の値に設定する出力電圧設定手段と、前記チョッパレギュレータの出力電流を検出する第2の出力電流検出手段と、前記第2の出力電流検手段による検出結果に応じて、前記シリーズレギュレータの入出力間電圧差が前記シリーズレギュレータの出力電流に対応した最小値となるように、前記設定された出力電圧を変更して調整する出力電圧調整手段とを備えている。   Further, a third DC stabilized power supply device according to the present invention includes a chopper regulator disposed in the preceding stage, and a series regulator disposed in the subsequent stage and including an output transistor that steps down the output voltage of the chopper regulator and outputs the voltage. In the stabilized DC power supply apparatus, the chopper regulator includes a switching transistor that switches and outputs an input voltage to the chopper regulator, an output voltage setting unit that sets an output voltage of the chopper regulator to a predetermined value, and The second output current detection means for detecting the output current of the chopper regulator, and the voltage difference between the input and output of the series regulator corresponds to the output current of the series regulator according to the detection result by the second output current detection means. Set the output so that the And an output voltage adjustment means for adjusting by changing the voltage.

チョッパレギュレータの出力電流は、後段のシリーズレギュレータの出力電流に略等しい。従って、上記構成によれば、チョッパレギュレータの出力電流に応じて、即ち負荷の消費電流に応じて、所定の値に設定されたチョッパレギュレータの出力電圧が変更され、シリーズレギュレータの入出力間電圧差が前記シリーズレギュレータの出力電流に対応した最小値とされる。これにより、負荷の消費電流の如何に拘らず、常に直流安定化電源装置における損失を最小限に抑えることができ、発熱も最小限に抑えることができる。   The output current of the chopper regulator is substantially equal to the output current of the subsequent series regulator. Therefore, according to the above configuration, the output voltage of the chopper regulator set to a predetermined value is changed according to the output current of the chopper regulator, that is, the current consumption of the load, and the voltage difference between the input and output of the series regulator is changed. Is the minimum value corresponding to the output current of the series regulator. As a result, the loss in the DC stabilized power supply device can always be minimized regardless of the current consumption of the load, and heat generation can also be minimized.

また、本発明に係る第4の直流安定化電源装置は、前段に配置されるチョッパレギュレータと、後段に配置され、前記チョッパレギュレータの出力電圧を降圧して出力する出力トランジスタを備えるシリーズレギュレータとからなる直流安定化電源装置において、前記チョッパレギュレータは、該チョッパレギュレータへの入力電圧をスイッチングして出力するスイッチングトランジスタと、前記チョッパレギュレータの出力電圧を所定の値に設定する出力電圧設定手段と、外部からの信号を受けて、前記シリーズレギュレータの入出力間電圧差が前記シリーズレギュレータの出力電流に対応した最小値となるように、前記設定された出力電圧を変更して調整する出力電圧調整手段とを備えている。   Further, a fourth DC stabilized power supply device according to the present invention includes a chopper regulator disposed in a preceding stage, and a series regulator disposed in a subsequent stage and including an output transistor that steps down an output voltage of the chopper regulator and outputs the voltage. In the stabilized DC power supply apparatus, the chopper regulator includes a switching transistor that switches and outputs an input voltage to the chopper regulator, an output voltage setting means that sets the output voltage of the chopper regulator to a predetermined value, and an external Output voltage adjusting means for receiving and changing the set output voltage so that the voltage difference between the input and output of the series regulator becomes a minimum value corresponding to the output current of the series regulator; It has.

上記構成によれば、外部から与えられる信号を受けて、所定の値に設定されたチョッパレギュレータの出力電圧が変更され、シリーズレギュレータの入出力間電圧差が前記シリーズレギュレータの出力電流に対応した最小値とされる。これにより、負荷の消費電流の如何に拘らず、常に直流安定化電源装置における損失を最小限に抑えることができ、発熱も最小限に抑えることができる。   According to the above configuration, in response to an externally applied signal, the output voltage of the chopper regulator set to a predetermined value is changed, and the voltage difference between the input and output of the series regulator is the minimum corresponding to the output current of the series regulator. Value. As a result, the loss in the DC stabilized power supply device can always be minimized regardless of the current consumption of the load, and heat generation can also be minimized.

また、具体的には、前記チョッパレギュレータの出力電圧と前記シリーズレギュレータの出力電圧との差である前記シリーズレギュレータの入出力間電圧差を、前記出力トランジスタにおけるコレクタ−エミッタ間飽和電圧に等しくする。   Specifically, the voltage difference between the input and output of the series regulator, which is the difference between the output voltage of the chopper regulator and the output voltage of the series regulator, is made equal to the collector-emitter saturation voltage in the output transistor.

また、例えば、前記シリーズレギュレータは、該シリーズレギュレータの出力電圧に応じて前記出力トランジスタを制御する出力制御部を備え、該出力制御部は、前記チョッパレギュレータへの入力電圧を自身の電源電圧として動作するようにしてもよい。   Further, for example, the series regulator includes an output control unit that controls the output transistor in accordance with the output voltage of the series regulator, and the output control unit operates using the input voltage to the chopper regulator as its own power supply voltage. You may make it do.

上記出力制御部が、シリーズレギュレータの入力電圧を自身の電源電圧として動作する場合、その入力電圧が低下して出力制御部の最小動作電圧を下回ってしまうと、出力制御部が正常に動作しなくなるおそれが生じる。しかしながら、上記のようにチョッパレギュレータへの入力電圧を上記出力制御部に電源電圧として与えれば、上述のような動作不良が生じるおそれがない。また、チョッパレギュレータの出力電圧をシリーズレギュレータの出力制御部の最小動作電圧よりも低く設定することができるようになるため、安定化電源装置における損失を更に小さく抑えることができるようになる。   When the output control unit operates using the input voltage of the series regulator as its power supply voltage, the output control unit will not operate normally if the input voltage decreases and falls below the minimum operating voltage of the output control unit. There is a fear. However, if the input voltage to the chopper regulator is applied as a power supply voltage to the output control unit as described above, there is no possibility that the above-described malfunction occurs. Further, since the output voltage of the chopper regulator can be set lower than the minimum operating voltage of the output controller of the series regulator, the loss in the stabilized power supply device can be further reduced.

また、例えば、前記チョッパレギュレータは、該チョッパレギュレータの出力電圧に応じて前記スイッチングトランジスタを制御するスイッチング制御部とを備え、前記シリーズレギュレータは、該シリーズレギュレータの出力電圧に応じて前記出力トランジスタを制御する出力制御部を備え、単一の基準電圧発生回路が、前記スイッチング制御部を構成する基準電圧発生回路と前記出力制御部を構成する基準電圧発生回路とに兼用されて成るようにしてもよい。   Further, for example, the chopper regulator includes a switching control unit that controls the switching transistor according to the output voltage of the chopper regulator, and the series regulator controls the output transistor according to the output voltage of the series regulator. And a single reference voltage generation circuit may be used as both the reference voltage generation circuit constituting the switching control unit and the reference voltage generation circuit constituting the output control unit. .

これにより、基準電圧発生回路を複数設ける必要がなくなり、直流安定化電源装置を構成する素子数を削減することができる。   As a result, it is not necessary to provide a plurality of reference voltage generation circuits, and the number of elements constituting the stabilized DC power supply device can be reduced.

また、例えば、前記シリーズレギュレータは、前記チョッパレギュレータの後段に夫々並列に接続された複数のシリーズレギュレータから成り、前記複数のシリーズレギュレータは、夫々電圧値の異なる電圧を出力するようにしてもよい。   Further, for example, the series regulator may include a plurality of series regulators connected in parallel to the subsequent stage of the chopper regulator, and the plurality of series regulators may output voltages having different voltage values.

これにより、少ない素子数且つ小さなスペースで、電圧値の異なる複数の電圧を負荷に供給することが可能となる。   Thereby, a plurality of voltages having different voltage values can be supplied to the load with a small number of elements and a small space.

また、例えば、前記チョッパレギュレータは、該チョッパレギュレータの出力電圧に応じて前記スイッチングトランジスタを制御するスイッチング制御部を備え、前記シリーズレギュレータは、該シリーズレギュレータの出力電圧に応じて前記出力トランジスタを制御する出力制御部を備え、前記直流安定化電源装置は、外部からの第1制御信号に応じて前記スイッチング制御部への電源供給を遮断し、前記スイッチングトランジスタを遮断する第1の遮断手段、及びまたは外部からの第2制御信号に応じて前記出力制御部への電源供給を遮断し、前記出力トランジスタを遮断する第2の遮断手段を更に備えるようにしてもよい。   Further, for example, the chopper regulator includes a switching control unit that controls the switching transistor according to the output voltage of the chopper regulator, and the series regulator controls the output transistor according to the output voltage of the series regulator. An output control unit, wherein the DC stabilized power supply unit shuts off power supply to the switching control unit in response to a first control signal from the outside, and shuts off the switching transistor, and / or According to a second control signal from the outside, power supply to the output control unit may be cut off, and a second cutoff unit that cuts off the output transistor may be further provided.

負荷に対する電圧の供給が不要な場合は、チョッパレギュレータ及びまたはシリーズレギュレータの動作を停止するようにすれば、省エネルギーに寄与することができる。   When supply of voltage to the load is unnecessary, it is possible to contribute to energy saving by stopping the operation of the chopper regulator and / or the series regulator.

また、例えば、外部からの第2制御信号に応じて前記出力トランジスタを遮断する第2の遮断手段と、該第2の遮断手段により前記出力トランジスタが遮断されているとき、前記シリーズレギュレータを介することなく前記チョッパレギュレータの出力電圧を前記シリーズレギュレータに接続された負荷に供給する第1の迂回手段を備えるようにしてもよい。   In addition, for example, when the output transistor is shut off by the second shut-off means that shuts off the output transistor in response to a second control signal from the outside, and through the series regulator There may be provided first bypass means for supplying the output voltage of the chopper regulator to a load connected to the series regulator.

負荷への多少のノイズの混入が許容される場合は、シリーズレギュレータの動作を停止して、チョッパレギュレータ単体での動作に切り替えることにより、直流安定化電源装置における損失を更に軽減することができる。   When some noise is allowed to enter the load, the operation of the series regulator is stopped and the operation is switched to the operation of the chopper regulator alone, thereby further reducing the loss in the DC stabilized power supply device.

また、例えば、外部からの第1制御信号に応じて前記スイッチングトランジスタを遮断する第1の遮断手段と、該第1の遮断手段により前記スイッチングトランジスタが遮断されているとき、前記チョッパレギュレータを介することなく前記チョッパレギュレータへの入力電圧を前記シリーズレギュレータに入力電圧として供給する第2の迂回手段とを備えるようにしてもよい。   In addition, for example, when the switching transistor is shut off by the first shut-off means according to a first control signal from the outside, and when the switching transistor is shut off by the first shut-off means, via the chopper regulator There may be provided a second bypass means for supplying the input voltage to the chopper regulator as an input voltage to the series regulator.

チョッパレギュレータへの入力電圧が、負荷に定格電圧を与えるのに支障が出る程度に低下してきた場合、第1のオン/オフ制御手段によりチョッパレギュレータの動作を停止して、シリーズレギュレータ単体での動作に切り替えれば、更に負荷に定格電圧を供給し続けることが可能となる。また、輻射ノイズの低減と直流安定化電源装置における損失の更なる軽減も実現される。   When the input voltage to the chopper regulator has dropped to such an extent that it would hinder the application of the rated voltage to the load, the chopper regulator operation is stopped by the first on / off control means, and the series regulator alone is operated. By switching to, it becomes possible to continue supplying the rated voltage to the load. Further, reduction of radiation noise and further reduction of loss in the DC stabilized power supply device are realized.

また、例えば、前記チョッパレギュレータへの入力電圧を検出し、該入力電圧の大きさが所定の閾値より小さくなったとき、前記スイッチングトランジスタを遮断するとともに、前記チョッパレギュレータを介することなく前記チョッパレギュレータへの入力電圧を前記シリーズレギュレータに入力電圧として供給する第3の迂回手段を備えるようにしてもよい。   In addition, for example, when the input voltage to the chopper regulator is detected and the magnitude of the input voltage becomes smaller than a predetermined threshold, the switching transistor is shut off and the chopper regulator is not passed through the chopper regulator. There may be provided a third bypass means for supplying the input voltage to the series regulator as an input voltage.

上記のように構成すれば、チョッパレギュレータへの入力電圧が、例えば負荷に定格電圧を与えるのに支障が出る程度に低下してきたことが検出されると、自動的にチョッパレギュレータの動作をオフとして、シリーズレギュレータ単体での動作に切り替えられる。これにより、更に負荷に定格電圧を供給し続けることが可能となる。また、輻射ノイズの低減と直流安定化電源装置における損失の更なる軽減も実現される。   When configured as described above, when it is detected that the input voltage to the chopper regulator has dropped to such an extent that, for example, the rated voltage is applied to the load, the operation of the chopper regulator is automatically turned off. The operation can be switched to the series regulator alone. This makes it possible to continue supplying the rated voltage to the load. Further, reduction of radiation noise and further reduction of loss in the DC stabilized power supply device are realized.

また、例えば、前記チョッパレギュレータの備えるスイッチングトランジスタのオン時間のデューティが所定の閾値より大きくなったとき、前記チョッパレギュレータを介することなく前記チョッパレギュレータへの入力電圧を前記シリーズレギュレータに入力電圧として供給する第4の迂回手段を備えるようにしてもよい。   Also, for example, when the on-time duty of the switching transistor included in the chopper regulator becomes larger than a predetermined threshold value, the input voltage to the chopper regulator is supplied to the series regulator as the input voltage without going through the chopper regulator. You may make it provide the 4th detour means.

チョッパレギュレータへの入力電圧が低下してくると、スイッチングトランジスタのオン時間のデューティは増大する。この関係を利用し上記のように構成することで、チョッパレギュレータへの入力電圧が、例えば負荷に定格電圧を与えるのに支障が出る程度に低下してきたときに、自動的にチョッパレギュレータの動作をオフとして、シリーズレギュレータ単体での動作に切り替えることができる。これにより、更に負荷に定格電圧を供給し続けることが可能となる。また、輻射ノイズの低減と直流安定化電源装置における損失の更なる軽減も実現される。   As the input voltage to the chopper regulator decreases, the on-time duty of the switching transistor increases. By using this relationship and configuring as described above, when the input voltage to the chopper regulator drops, for example, to the extent that it would interfere with giving the rated voltage to the load, the chopper regulator automatically operates. It can be switched to the operation of the series regulator alone as off. This makes it possible to continue supplying the rated voltage to the load. Further, reduction of radiation noise and further reduction of loss in the DC stabilized power supply device are realized.

また、例えば、前記第3の迂回手段または前記第4の迂回手段により、前記チョッパレギュレータを介することなく前記チョッパレギュレータへの入力電圧を前記シリーズレギュレータに入力電圧として供給する時、外部にリセット信号を発する回路を設けるようにしてもよい。   Further, for example, when the input voltage to the chopper regulator is supplied as an input voltage to the series regulator without passing through the chopper regulator by the third bypass means or the fourth bypass means, a reset signal is externally supplied. An emitting circuit may be provided.

これにより、チョッパレギュレータへの入力電圧が低下してきたことを、負荷や外部の機器等に知らせることができる。   Thereby, it is possible to notify the load, an external device, or the like that the input voltage to the chopper regulator has decreased.

また、例えば、前記チョッパレギュレータは、前記チョッパレギュレータへの入力電圧を昇圧して出力する昇圧チョッパレギュレータにしてもよい。   For example, the chopper regulator may be a boost chopper regulator that boosts and outputs an input voltage to the chopper regulator.

また、例えば、前記チョッパレギュレータは、前記チョッパレギュレータへの入力電圧を昇圧または降圧して出力する昇降圧チョッパレギュレータにしてもよい。   For example, the chopper regulator may be a step-up / step-down chopper regulator that boosts or steps down an input voltage to the chopper regulator and outputs the boosted voltage.

上述した通り、本発明に係る直流安定化電源装置によれば、負荷の消費電流の如何に拘らず、常に損失を最小限に抑えることができる。   As described above, according to the stabilized DC power supply device of the present invention, it is always possible to minimize the loss regardless of the current consumption of the load.

以下、本発明に係る直流安定化電源装置の実施の形態につき、図面を参照して説明する。以下の実施形態における全ての直流安定化電源装置においては、図14におけるものと同様に、前段にチョッパレギュレータ、後段にシリーズレギュレータを配置しており、チョッパレギュレータは自身の出力電圧をシリーズレギュレータに入力電圧として与え、シリーズレギュレータは自身の出力電圧を外部に接続されている負荷19に供給する。また、以下の実施形態における全てのシリーズレギュレータにおいて、出力電流Ioと上記最小入出力間電圧差Vi-oとの関係は、図15に示すものと同様である。   Embodiments of a stabilized DC power supply apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the DC stabilized power supply devices in the following embodiments, a chopper regulator is arranged at the front stage and a series regulator is arranged at the rear stage as in FIG. 14, and the chopper regulator inputs its output voltage to the series regulator. The series regulator supplies its output voltage to a load 19 connected to the outside. Further, in all series regulators in the following embodiments, the relationship between the output current Io and the minimum input / output voltage difference Vi-o is the same as that shown in FIG.

<<第1実施形態>>
図1は、本発明に係る直流化安定電源装置の第1実施形態を示す回路図である。図1の安定化電源装置では、前段にチョッパレギュレータCR1、後段にシリーズレギュレータSR1が配置されている。図1における安定化電源装置は、図14における安定化電源装置と類似しており、図1において、図14の安定化電源装置と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a direct current stabilized power supply apparatus according to the present invention. In the stabilized power supply device of FIG. 1, a chopper regulator CR1 is disposed at the front stage and a series regulator SR1 is disposed at the rear stage. The stabilized power supply device in FIG. 1 is similar to the stabilized power supply device in FIG. 14. In FIG. 1, the same parts as those of the stabilized power supply device in FIG. .

チョッパレギュレータCR1は、分圧抵抗10と11との接続点にNPN型のバイポーラトランジスタ24のコレクタが接続されている点で、図14におけるチョッパレギュレータCR0と相違しており、他の点では一致している。シリーズレギュレータSR1は、図14におけるシリーズレギュレータSR0と同じものである。但し、シリーズレギュレータSR1の出力電圧は、検出用抵抗22を介して負荷19に与えられており、平滑コンデンサ18と検出用抵抗22(第1の出力電流検出手段)の一端との接続点が比較器23の非反転入力端子(+)に接続され、検出用抵抗22の他端と負荷19との接続点が比較器23の反転入力端子(−)に接続されている。比較器23の出力はトランジスタ24のベースに与えられており、またトランジスタ24のエミッタは接地されている。   The chopper regulator CR1 is different from the chopper regulator CR0 in FIG. 14 in that the collector of the NPN-type bipolar transistor 24 is connected to the connection point between the voltage dividing resistors 10 and 11, and is identical in other points. ing. The series regulator SR1 is the same as the series regulator SR0 in FIG. However, the output voltage of the series regulator SR1 is applied to the load 19 via the detection resistor 22, and the connection point between the smoothing capacitor 18 and one end of the detection resistor 22 (first output current detection means) is compared. The connection point between the other end of the detection resistor 22 and the load 19 is connected to the inverting input terminal (−) of the comparator 23. The output of the comparator 23 is given to the base of the transistor 24, and the emitter of the transistor 24 is grounded.

比較器23は、シリーズレギュレータSR1の出力電流が大きくなるほど、つまり検出用抵抗22の両端間に生じる電圧差が大きくなるほど高い電圧をトランジスタ24のベースに供給する。トランジスタ24のベース電圧が高くなってそのベース電流が増加すると、分圧抵抗10に流れる電流が増加する一方、分圧抵抗11に流れる電流が減少するため、これらの分圧抵抗で分圧された電圧が低くなり、結果としてチョッパレギュレータCR1の出力電圧は上昇する方向に向かう。逆に、比較器23は、シリーズレギュレータSR1の出力電流が小さくなるほど低い電圧をトランジスタ24のベースに供給する。その結果、チョッパレギュレータCR1の出力電圧は減少する方向に向かう。   The comparator 23 supplies a higher voltage to the base of the transistor 24 as the output current of the series regulator SR1 increases, that is, as the voltage difference generated between both ends of the detection resistor 22 increases. When the base voltage of the transistor 24 increases and the base current increases, the current flowing through the voltage dividing resistor 10 increases while the current flowing through the voltage dividing resistor 11 decreases. Therefore, the voltage is divided by these voltage dividing resistors. As a result, the output voltage of the chopper regulator CR1 is increased. Conversely, the comparator 23 supplies a lower voltage to the base of the transistor 24 as the output current of the series regulator SR1 becomes smaller. As a result, the output voltage of the chopper regulator CR1 tends to decrease.

即ち、シリーズレギュレータSR1の出力電流の増加に伴って、チョッパレギュレータCR1の出力電圧が増加し、シリーズレギュレータSR1の出力電流の減少に伴って、チョッパレギュレータCR1の出力電圧が減少するため、安定化電源装置における電力損失の軽減が実現される。   That is, the output voltage of the chopper regulator CR1 increases as the output current of the series regulator SR1 increases, and the output voltage of the chopper regulator CR1 decreases as the output current of the series regulator SR1 decreases. Reduction of power loss in the device is realized.

ここで、検出用抵抗22、比較器23及びトランジスタ24等の特性を適切に設定すれば、シリーズレギュレータSR1の入出力間電圧差がシリーズレギュレータSR1の出力電流に応じた最小値となるように、分圧抵抗10及び11により設定されたチョッパレギュレータCR1の出力電圧が変更される(調整される)こととなり、負荷19の消費電流の如何に拘らず、常に安定化電源装置における電力損失を最小限に抑えることができるようになる。   Here, if the characteristics of the detection resistor 22, the comparator 23, the transistor 24, and the like are appropriately set, the voltage difference between the input and output of the series regulator SR1 becomes a minimum value corresponding to the output current of the series regulator SR1. The output voltage of the chopper regulator CR1 set by the voltage dividing resistors 10 and 11 is changed (adjusted), and power loss in the stabilized power supply device is always minimized regardless of the current consumption of the load 19. Can be suppressed.

<<第2実施形態>>
図2は、本発明に係る直流化安定電源装置の第2実施形態を示す回路図である。図2の安定化電源装置では、前段にチョッパレギュレータCR2、後段にシリーズレギュレータSR2が配置されている。図2における安定化電源装置は、図14における安定化電源装置と類似しており、図2において、図14の安定化電源装置と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
<< Second Embodiment >>
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the DC stabilized power supply device according to the present invention. In the stabilized power supply device of FIG. 2, a chopper regulator CR2 is disposed at the front stage and a series regulator SR2 is disposed at the rear stage. The stabilized power supply device in FIG. 2 is similar to the stabilized power supply device in FIG. 14. In FIG. 2, the same parts as those of the stabilized power supply device in FIG. .

チョッパレギュレータCR2は、分圧抵抗10と11との接続点にNPN型のバイポーラトランジスタ27のコレクタが接続されている点で、図14におけるチョッパレギュレータCR0と相違しており、他の点では一致している。シリーズレギュレータSR2は、制御トランジスタ13のエミッタが出力トランジスタ12のベース電流検出用の抵抗R25(ベース電流検出手段)を介して接地されていると共に、該エミッタが比較器26の非反転入力端子(+)に接続されている点で、図14におけるシリーズレギュレータSR0と相違しており、他の点では一致している。また、比較器26の反転入力端子(−)は接地されており、その出力はトランジスタ27のベースに接続されている。トランジスタ27のエミッタは接地されている。   The chopper regulator CR2 is different from the chopper regulator CR0 in FIG. 14 in that the collector of the NPN-type bipolar transistor 27 is connected to the connection point between the voltage dividing resistors 10 and 11, and is identical in other points. ing. In the series regulator SR2, the emitter of the control transistor 13 is grounded via the base current detection resistor R25 (base current detection means) of the output transistor 12, and the emitter is connected to the non-inverting input terminal (+ ) Is different from the series regulator SR0 in FIG. 14 and is the same in other points. The inverting input terminal (−) of the comparator 26 is grounded, and its output is connected to the base of the transistor 27. The emitter of the transistor 27 is grounded.

比較器26は、出力トランジスタ12のベース電流が大きくなるほど、つまりベース電流検出用の抵抗25の両端間に生じる電圧差が大きくなるほど高い電圧をトランジスタ27のベースに供給する。トランジスタ27のベース電圧が高くなってそのベース電流が増加すると、分圧抵抗10に流れる電流が増加する一方、分圧抵抗11に流れる電流が減少するため、これらの分圧抵抗で分圧された電圧が低くなり、結果としてチョッパレギュレータCR2の出力電圧は上昇する方向に向かう。逆に、比較器26は、出力トランジスタ12のベース電流が小さくなるほど低い電圧をトランジスタ27のベースに供給する。その結果、チョッパレギュレータCR2の出力電圧は減少する方向に向かう。   The comparator 26 supplies a higher voltage to the base of the transistor 27 as the base current of the output transistor 12 increases, that is, as the voltage difference generated between both ends of the base current detection resistor 25 increases. When the base voltage of the transistor 27 increases and the base current increases, the current flowing through the voltage dividing resistor 10 increases, while the current flowing through the voltage dividing resistor 11 decreases. Therefore, the voltage is divided by these voltage dividing resistors. As a result, the output voltage of the chopper regulator CR2 is increased. Conversely, the comparator 26 supplies a lower voltage to the base of the transistor 27 as the base current of the output transistor 12 decreases. As a result, the output voltage of the chopper regulator CR2 tends to decrease.

負荷19の消費電流が大きくなってシリーズレギュレータSR2の出力電流が増大すると、出力トランジスタ12のベース電流も増大することとなるため、上記比較器26等の動作により、チョッパレギュレータCR2の出力電圧は上昇する。逆に、負荷19の消費電流が小さくなってシリーズレギュレータSR2の出力電流が減少すると、出力トランジスタ12のベース電流も減少することとなるため、上記比較器26等の動作により、チョッパレギュレータCR2の出力電圧は下降する。   When the consumption current of the load 19 increases and the output current of the series regulator SR2 increases, the base current of the output transistor 12 also increases. Therefore, the output voltage of the chopper regulator CR2 increases due to the operation of the comparator 26 and the like. To do. On the other hand, when the current consumption of the load 19 is reduced and the output current of the series regulator SR2 is reduced, the base current of the output transistor 12 is also reduced. Therefore, the output of the chopper regulator CR2 is caused by the operation of the comparator 26 and the like. The voltage drops.

即ち、シリーズレギュレータSR2の出力電流の増加に伴って、チョッパレギュレータCR2の出力電圧が増加し、シリーズレギュレータSR2の出力電流の減少に伴って、チョッパレギュレータCR2の出力電圧が減少するため、安定化電源装置における電力損失の軽減が実現される。   That is, as the output current of the series regulator SR2 increases, the output voltage of the chopper regulator CR2 increases, and as the output current of the series regulator SR2 decreases, the output voltage of the chopper regulator CR2 decreases. Reduction of power loss in the device is realized.

ここで、検出用抵抗25、比較器26及びトランジスタ27等の特性を適切に設定すれば、シリーズレギュレータSR2の入出力間電圧差がシリーズレギュレータSR2の出力電流に応じた最小値となるように、分圧抵抗10及び11により設定されたチョッパレギュレータCR2の出力電圧が変更される(調整される)こととなり、負荷19の消費電流の如何に拘らず、常に安定化電源装置における電力損失を最小限に抑えることができるようになる。   Here, if the characteristics of the detection resistor 25, the comparator 26, the transistor 27, etc. are appropriately set, the voltage difference between the input and output of the series regulator SR2 becomes a minimum value corresponding to the output current of the series regulator SR2. The output voltage of the chopper regulator CR2 set by the voltage dividing resistors 10 and 11 is changed (adjusted), and power loss in the stabilized power supply device is always minimized regardless of the current consumption of the load 19. Can be suppressed.

次に、本実施形態と特許文献2に例示されている上記手法Aとを比較する。上記手法Aにおいては、ドロッパ式安定化電源回路の出力トランジスタの入力電圧を{(検出抵抗両端間に生じる電圧)+(制御トランジスタのコレクタ−エミッタ間飽和電圧)+(出力トランジスタのベース−エミッタ間飽和電圧)}以下に下げることができず、また、基準電圧源による基準電圧は最低でも0.6V以上(一般的には1.25V以上)であるため、ドロッパ式安定化電源回路の出力電圧が低い場合でも、ドロッパ式安定化電源回路の出力トランジスタの入力電圧を{0.6V+(制御トランジスタのコレクタ−エミッタ間飽和電圧)+(出力トランジスタのベース−エミッタ間飽和電圧)}以下に下げることができない。例えば、(制御トランジスタのコレクタ−エミッタ間飽和電圧)及び(出力トランジスタのベース−エミッタ間飽和電圧)を夫々、0.5V及び1Vとすると、ドロッパ式安定化電源回路の出力トランジスタの入力電圧は2.1V以上必要となり、負荷への出力電圧が低い(例えば、1.5V)場合には、損失が大きくなってしまう。   Next, the present embodiment and the method A exemplified in Patent Document 2 are compared. In the above method A, the input voltage of the output transistor of the dropper type stabilized power supply circuit is {(voltage generated across the detection resistor) + (saturation voltage between the collector and emitter of the control transistor) + (between the base and emitter of the output transistor). Saturation voltage)}, and the reference voltage from the reference voltage source is at least 0.6 V or higher (generally 1.25 V or higher), so that the output voltage of the dropper-type stabilized power supply circuit Even if the voltage is low, the input voltage of the output transistor of the dropper-type stabilized power supply circuit should be lowered to {0.6V + (control transistor collector-emitter saturation voltage) + (output transistor base-emitter saturation voltage)} or less. I can't. For example, if (the collector-emitter saturation voltage of the control transistor) and (the base-emitter saturation voltage of the output transistor) are 0.5 V and 1 V, respectively, the input voltage of the output transistor of the dropper type stabilized power supply circuit is 2 .1V or more is required, and when the output voltage to the load is low (for example, 1.5V), the loss increases.

一方、本実施形態においては、検出用抵抗25に生じる電圧が例えば、0.01Vでもトランジスタ27を駆動することは可能であり、制御トランジスタ13のコレクタ−エミッタ間飽和電圧及び出力トランジスタ12のベース−エミッタ間飽和電圧を夫々、0.5V及び1Vとすると、シリーズレギュレータSR2への入力電圧は、0.01V+0.5V+1V=1.51Vまで低く抑えることができる。これにより、負荷19への出力電圧が低い(例えば、1.5V)場合であっても、損失を小さくすることができる。   On the other hand, in this embodiment, the transistor 27 can be driven even when the voltage generated in the detection resistor 25 is 0.01 V, for example, the collector-emitter saturation voltage of the control transistor 13 and the base voltage of the output transistor 12- When the saturation voltage between the emitters is 0.5 V and 1 V, respectively, the input voltage to the series regulator SR2 can be suppressed to 0.01V + 0.5V + 1V = 1.51V. Thereby, even when the output voltage to the load 19 is low (for example, 1.5 V), the loss can be reduced.

また、図2において比較器26を省略し、検出用抵抗25と制御トランジスタ13のコレクタとの接続点を直接トランジスタ27のベースに接続したとしても、検出用抵抗25で生じさせるべき必要な電圧はトランジスタ27のベース−エミッタ間飽和電圧の0.5V程度で済むため、上記手法Aよりも損失を小さくすることができる。   In addition, even if the comparator 26 is omitted in FIG. 2 and the connection point between the detection resistor 25 and the collector of the control transistor 13 is directly connected to the base of the transistor 27, the necessary voltage to be generated by the detection resistor 25 is Since the base-emitter saturation voltage of the transistor 27 is about 0.5 V, the loss can be made smaller than that of the method A.

<<第3実施形態>>
図3は、本発明に係る直流化安定電源装置の第3実施形態を示す回路図である。図3の安定化電源装置では、前段にチョッパレギュレータCR3、後段にシリーズレギュレータSR3が配置されている。図3における安定化電源装置は、図14における安定化電源装置と類似しており、図3において、図14の安定化電源装置と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
<< Third Embodiment >>
FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the DC stabilized power supply device according to the present invention. In the stabilized power supply device of FIG. 3, a chopper regulator CR3 is disposed at the front stage and a series regulator SR3 is disposed at the rear stage. The stabilized power supply device in FIG. 3 is similar to the stabilized power supply device in FIG. 14. In FIG. 3, the same parts as those of the stabilized power supply device in FIG. .

チョッパレギュレータCR3は、分圧抵抗10と11との接続点にNPN型のバイポーラトランジスタ30のコレクタが接続されている点、平滑コンデンサ5とコイル4との接続点がチョッパレギュレータCR3の出力電流の検出用抵抗28(第2の出力電流検出手段)を介して分圧抵抗10の一端と出力トランジスタ12のエミッタとの接続点に接続されている点、平滑コンデンサ5と検出用抵抗28の一端との接続点が比較器29の非反転入力端子(+)に接続されている点、及び検出用抵抗28の他端と分圧抵抗10の一端との接続点が比較器29の反転入力端子(−)に接続されている点で、図14におけるチョッパレギュレータCR0と相違しており、他の点では同一である。シリーズレギュレータSR3は、図14におけるシリーズレギュレータSR0と同じものである。また、比較器29の出力はトランジスタ30のベースに与えられており、該トランジスタ30のエミッタは接地されている。   In the chopper regulator CR3, the collector of the NPN bipolar transistor 30 is connected to the connection point between the voltage dividing resistors 10 and 11, and the connection point between the smoothing capacitor 5 and the coil 4 is the detection of the output current of the chopper regulator CR3. A point connected to the connection point between one end of the voltage dividing resistor 10 and the emitter of the output transistor 12 via the resistor 28 (second output current detecting means), and the smoothing capacitor 5 and one end of the detection resistor 28 The connection point is connected to the non-inverting input terminal (+) of the comparator 29, and the connection point between the other end of the detection resistor 28 and one end of the voltage dividing resistor 10 is the inverting input terminal (− ) Is different from the chopper regulator CR0 in FIG. 14, and the other points are the same. The series regulator SR3 is the same as the series regulator SR0 in FIG. The output of the comparator 29 is given to the base of the transistor 30, and the emitter of the transistor 30 is grounded.

比較器29は、チョッパレギュレータCR3の出力電流が大きくなるほど、つまり検出用抵抗28の両端間に生じる電圧差が大きくなるほど高い電圧をトランジスタ30のベースに供給する。トランジスタ30のベース電圧が高くなってそのベース電流が増加すると、分圧抵抗10に流れる電流が増加する一方、分圧抵抗11に流れる電流が減少するため、これらの分圧抵抗で分圧された電圧が低くなり、結果としてチョッパレギュレータCR3の出力電圧は上昇する方向に向かう。逆に、比較器29は、チョッパレギュレータCR3の出力電流が小さくなるほど低い電圧をトランジスタ30のベースに供給する。その結果、チョッパレギュレータCR3の出力電圧は減少する方向に向かう。また、シリーズレギュレータSR3の出力電流は、シリーズレギュレータSR3の入力電流と略等しいため、シリーズレギュレータSR3の出力電流が増加すれば、チョッパレギュレータCR3の出力電流も増加する。   The comparator 29 supplies a higher voltage to the base of the transistor 30 as the output current of the chopper regulator CR3 increases, that is, as the voltage difference generated between both ends of the detection resistor 28 increases. When the base voltage of the transistor 30 increases and the base current increases, the current flowing through the voltage dividing resistor 10 increases, while the current flowing through the voltage dividing resistor 11 decreases. Therefore, the voltage is divided by these voltage dividing resistors. As a result, the output voltage of the chopper regulator CR3 increases. Conversely, the comparator 29 supplies a lower voltage to the base of the transistor 30 as the output current of the chopper regulator CR3 becomes smaller. As a result, the output voltage of the chopper regulator CR3 tends to decrease. Further, since the output current of the series regulator SR3 is substantially equal to the input current of the series regulator SR3, if the output current of the series regulator SR3 increases, the output current of the chopper regulator CR3 also increases.

即ち、シリーズレギュレータSR3の出力電流の増加に伴って、チョッパレギュレータCR3の出力電圧が増加し、シリーズレギュレータSR3の出力電流の減少に伴って、チョッパレギュレータCR3の出力電圧が減少するため、安定化電源装置における電力損失の軽減が実現される。   That is, as the output current of the series regulator SR3 increases, the output voltage of the chopper regulator CR3 increases, and as the output current of the series regulator SR3 decreases, the output voltage of the chopper regulator CR3 decreases. Reduction of power loss in the device is realized.

ここで、検出用抵抗28、比較器29及びトランジスタ30等の特性を適切に設定すれば、シリーズレギュレータSR3の入出力間電圧差がシリーズレギュレータSR3の出力電流に応じた最小値となるように、分圧抵抗10及び11により設定されたチョッパレギュレータCR3の出力電圧が変更される(調整される)こととなり、負荷19の消費電流の如何に拘らず、常に安定化電源装置における電力損失を最小限に抑えることができるようになる。   Here, if the characteristics of the detection resistor 28, the comparator 29, the transistor 30, and the like are appropriately set, the voltage difference between the input and output of the series regulator SR3 becomes a minimum value corresponding to the output current of the series regulator SR3. The output voltage of the chopper regulator CR3 set by the voltage dividing resistors 10 and 11 is changed (adjusted), and power loss in the stabilized power supply device is always minimized regardless of the current consumption of the load 19. Can be suppressed.

<<第4実施形態>>
図4は、本発明に係る直流化安定電源装置の第4実施形態を示す回路図である。図4の安定化電源装置では、前段にチョッパレギュレータCR4、後段にシリーズレギュレータSR4が配置されている。図4における安定化電源装置は、図14における安定化電源装置と類似しており、図4において、図14の安定化電源装置と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
<< Fourth Embodiment >>
FIG. 4 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the DC stabilized power supply device according to the present invention. In the stabilized power supply device of FIG. 4, a chopper regulator CR4 is arranged at the front stage, and a series regulator SR4 is arranged at the rear stage. The stabilized power supply device in FIG. 4 is similar to the stabilized power supply device in FIG. 14. In FIG. 4, the same parts as those of the stabilized power supply device in FIG. .

チョッパレギュレータCR4は、分圧抵抗10と11との接続点にNPN型のバイポーラトランジスタ31のコレクタが接続されている点で、図14におけるチョッパレギュレータCR0と相違しており、他の点では一致している。シリーズレギュレータSR4は、図14におけるシリーズレギュレータSR0と同じものである。ベース端子32に加えられる外部からの信号が、トランジスタ31のベースに与えられており、この外部からの信号によってトランジスタ31のベース電流が制御される。また、トランジスタ31のエミッタは接地されている。   The chopper regulator CR4 is different from the chopper regulator CR0 in FIG. 14 in that the collector of the NPN bipolar transistor 31 is connected to the connection point between the voltage dividing resistors 10 and 11, and is the same in other points. ing. The series regulator SR4 is the same as the series regulator SR0 in FIG. An external signal applied to the base terminal 32 is applied to the base of the transistor 31, and the base current of the transistor 31 is controlled by the external signal. The emitter of the transistor 31 is grounded.

負荷19の動作を制御しつつ、負荷19の消費電流を認知し得る主制御部(不図示)が、ベース端子32に与える信号を可変してトランジスタ31のベース電流を制御することにより、チョッパレギュレータCR4の出力電圧を調整することが可能となる。   A main control unit (not shown) that can recognize the current consumption of the load 19 while controlling the operation of the load 19 varies the signal applied to the base terminal 32 to control the base current of the transistor 31, whereby a chopper regulator The output voltage of CR4 can be adjusted.

例えば、シリーズレギュレータSR4の出力電流が増加する場合には、チョッパレギュレータCR4の出力電圧が増加するようにベース端子32に信号を与え、シリーズレギュレータSR4の出力電流が減少する場合には、チョッパレギュレータCR4の出力電圧が減少するようにベース端子32に信号を与える。これにより、安定化電源装置における電力損失の軽減が実現される。   For example, when the output current of the series regulator SR4 increases, a signal is given to the base terminal 32 so that the output voltage of the chopper regulator CR4 increases, and when the output current of the series regulator SR4 decreases, the chopper regulator CR4. A signal is applied to the base terminal 32 so that the output voltage of the signal is reduced. Thereby, reduction of the power loss in the stabilized power supply device is realized.

ここで、ベース端子32に適切な信号を与えれば、シリーズレギュレータSR4の入出力間電圧差がシリーズレギュレータSR4の出力電流に応じた最小値となるように、分圧抵抗10及び11により設定されたチョッパレギュレータCR4の出力電圧が変更される(調整される)こととなり、負荷19の消費電流の如何に拘らず、常に安定化電源装置における電力損失を最小限に抑えることができるようになる。   Here, if an appropriate signal is given to the base terminal 32, the voltage difference between the input and output of the series regulator SR4 is set by the voltage dividing resistors 10 and 11 so as to be the minimum value corresponding to the output current of the series regulator SR4. The output voltage of the chopper regulator CR4 is changed (adjusted), so that the power loss in the stabilized power supply device can always be minimized regardless of the current consumption of the load 19.

<<第5実施形態>>
図5は、本発明に係る直流化安定電源装置の第5実施形態を示す回路図である。図5の安定化電源装置では、前段にチョッパレギュレータCR5、後段にシリーズレギュレータSR5が配置されている。図5における安定化電源装置は、図4における安定化電源装置と類似しており、図5において、図4の安定化電源装置と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
<< Fifth Embodiment >>
FIG. 5 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the DC stabilized power supply device according to the present invention. In the stabilized power supply device of FIG. 5, a chopper regulator CR5 is arranged at the front stage and a series regulator SR5 is arranged at the rear stage. The stabilized power supply device in FIG. 5 is similar to the stabilized power supply device in FIG. 4. In FIG. 5, the same parts as those of the stabilized power supply device in FIG. .

チョッパレギュレータCR5及びシリーズレギュレータSR5は、スイッチングトランジスタ2のコレクタが、更にシリーズレギュレータSR5の誤差増幅器14の電源端子と基準電圧発生回路15の電源端子とに共通接続されている点で、図4におけるチョッパレギュレータCR4及びシリーズレギュレータSR4と相違しており、他の点では一致している。即ち、図4においては、チョッパレギュレータCR4の出力電圧が誤差増幅器14及び基準電圧発生回路15に夫々の電源電圧として与えられているが、図5においては、チョッパレギュレータCR4の出力電圧が誤差増幅器14及び基準電圧発生回路15に夫々の電源電圧として与えられているのではなく、チョッパレギュレータCR5への入力電圧が誤差増幅器14及び基準電圧発生回路15に夫々の電源電圧として与えられているのである。   The chopper regulator CR5 and the series regulator SR5 are configured such that the collector of the switching transistor 2 is further commonly connected to the power supply terminal of the error amplifier 14 and the power supply terminal of the reference voltage generation circuit 15 of the series regulator SR5. It is different from the regulator CR4 and the series regulator SR4, and is identical in other points. That is, in FIG. 4, the output voltage of the chopper regulator CR4 is given to the error amplifier 14 and the reference voltage generation circuit 15 as the respective power supply voltages, but in FIG. The input voltage to the chopper regulator CR5 is supplied to the error amplifier 14 and the reference voltage generation circuit 15 as the respective power supply voltages, instead of being supplied to the reference voltage generation circuit 15 as the respective power supply voltages.

少なくとも誤差増幅器14と基準電圧発生回路15とから構成され、シリーズレギュレータSR5の出力電圧に応じて出力トランジスタ12のベース電流の電流量を制御する出力制御部が、シリーズレギュレータの入力電圧を電源電圧として動作する場合、その入力電圧が低下して(例えば2V以下)出力制御部の最小動作電圧を下回ってしまうと、出力制御部が正常に動作しなくなるおそれが生じる。   An output control unit, which includes at least an error amplifier 14 and a reference voltage generation circuit 15 and controls the amount of base current of the output transistor 12 in accordance with the output voltage of the series regulator SR5, uses the input voltage of the series regulator as the power supply voltage. When operating, if the input voltage decreases (for example, 2 V or less) and falls below the minimum operating voltage of the output control unit, the output control unit may not operate normally.

しかしながら、図5のように構成し、チョッパレギュレータCR5への入力電圧を上記出力制御部に電源電圧として与えるようにすれば、上述のような動作不良が生じるおそれがない。また、図5のように構成することにより、チョッパレギュレータCR5の出力電圧をシリーズレギュレータSR5の出力制御部の最小動作電圧よりも低く設定することができるようになるため、安定化電源装置における電力損失を更に小さく抑えることができるようになる。   However, if it is configured as shown in FIG. 5 and the input voltage to the chopper regulator CR5 is supplied to the output control unit as the power supply voltage, there is no possibility that the above-described malfunction occurs. Further, with the configuration as shown in FIG. 5, the output voltage of the chopper regulator CR5 can be set lower than the minimum operating voltage of the output control unit of the series regulator SR5. Can be further reduced.

<<第6実施形態>>
図6は、本発明に係る直流化安定電源装置の第6実施形態を示す回路図である。図6の安定化電源装置では、前段にチョッパレギュレータCR6、後段にシリーズレギュレータSR6が配置されている。図6における安定化電源装置は、図5における安定化電源装置と類似しており、図6において、図5の安定化電源装置と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
<< Sixth Embodiment >>
FIG. 6 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the DC stabilized power supply device according to the present invention. In the stabilized power supply device of FIG. 6, a chopper regulator CR6 is arranged at the front stage and a series regulator SR6 is arranged at the rear stage. The stabilized power supply device in FIG. 6 is similar to the stabilized power supply device in FIG. 5. In FIG. 6, the same parts as those of the stabilized power supply device in FIG. .

チョッパレギュレータCR6及びシリーズレギュレータSR6は、基準電圧発生回路15が省略されており、誤差増幅器14の非反転入力端子(+)には、チョッパレギュレータCR6の基準電圧発生回路9の出力する基準電圧が与えられている点で、図5におけるチョッパレギュレータCR5及びシリーズレギュレータSR5と相違しており、他の点では一致している。   In the chopper regulator CR6 and the series regulator SR6, the reference voltage generation circuit 15 is omitted, and the reference voltage output from the reference voltage generation circuit 9 of the chopper regulator CR6 is applied to the non-inverting input terminal (+) of the error amplifier 14. This is different from the chopper regulator CR5 and the series regulator SR5 in FIG. 5, and is the same in other points.

上述してきたように、スイッチングトランジスタ2のオン時間(或はデューティ)は、チョッパレギュレータCR6の出力電圧に応じた電圧と基準電圧とを比較することにより制御されており、出力トランジスタ12のベース電流は、シリーズレギュレータSR6の出力電圧に応じた電圧と基準電圧とを比較することにより制御されている。   As described above, the ON time (or duty) of the switching transistor 2 is controlled by comparing the voltage corresponding to the output voltage of the chopper regulator CR6 with the reference voltage, and the base current of the output transistor 12 is The voltage is controlled by comparing a voltage corresponding to the output voltage of the series regulator SR6 with a reference voltage.

そして、本実施形態においては、単一の基準電圧発生回路9が、スイッチングトランジスタ2を制御する回路の構成要素である基準電圧発生回路と、出力トランジスタ12のベース電流を制御する回路の構成要素である基準電圧発生回路とに兼用されている。   In this embodiment, the single reference voltage generation circuit 9 is a reference voltage generation circuit that is a component of a circuit that controls the switching transistor 2 and a component of a circuit that controls the base current of the output transistor 12. It is also used as a reference voltage generation circuit.

これにより、基準電圧発生回路を複数設ける必要がなくなり、安定化電源装置を構成する素子数を削減することができる。   Thereby, it is not necessary to provide a plurality of reference voltage generation circuits, and the number of elements constituting the stabilized power supply device can be reduced.

<<第7実施形態>>
図7は、本発明に係る直流化安定電源装置の第7実施形態を示すブロック図である。図7の安定化電源装置では、前段にチョッパレギュレータCR、後段にシリーズレギュレータSRa、SRb及びSRcが並列に配置されている。チョッパレギュレータCRの回路構成には、上述のチョッパレギュレータCR1〜CR6の何れを採用してもよく、或は後述するチョッパレギュレータCR8〜CR13の何れを採用してもよい。シリーズレギュレータSRa、SRb及びSRcの夫々の回路構成には、上述のシリーズレギュレータSR1〜SR6の何れを採用してもよく、或は後述するシリーズレギュレータSR8〜SR13の何れを採用してもよい。
<< Seventh Embodiment >>
FIG. 7 is a block diagram showing a seventh embodiment of the DC stabilized power supply device according to the present invention. In the stabilized power supply device of FIG. 7, a chopper regulator CR is arranged in the front stage, and series regulators SRa, SRb, and SRc are arranged in parallel in the rear stage. Any of the above-described chopper regulators CR1 to CR6 may be employed for the circuit configuration of the chopper regulator CR, or any of the chopper regulators CR8 to CR13 described later may be employed. Any of the above-described series regulators SR1 to SR6 or any of series regulators SR8 to SR13 described later may be employed for the circuit configuration of each of the series regulators SRa, SRb, and SRc.

チョッパレギュレータCRはDC5Vの入力電圧を入力し、変換された電圧をシリーズレギュレータSRa、SRb及びSRcの夫々に供給する。シリーズレギュレータSRa、SRb及びSRcは、供給された電圧を降圧して夫々DC1.8V、DC1.5V及びDC1.2Vの電圧を外部に接続された負荷(不図示)に供給する。この場合、例えば、負荷(不図示)に供給する出力電圧が最も大きなシリーズレギュレータSRaの入出力間電圧差がシリーズレギュレータSRaの出力電流に応じた最小値となるように、チョッパレギュレータCRの出力電圧が調整される。   The chopper regulator CR receives an input voltage of DC 5V and supplies the converted voltage to each of the series regulators SRa, SRb, and SRc. The series regulators SRa, SRb, and SRc step down the supplied voltage and supply voltages of DC 1.8V, DC 1.5V, and DC 1.2V to a load (not shown) connected to the outside, respectively. In this case, for example, the output voltage of the chopper regulator CR is set so that the voltage difference between the input and output of the series regulator SRa having the largest output voltage supplied to the load (not shown) becomes the minimum value corresponding to the output current of the series regulator SRa. Is adjusted.

負荷としてのマイクロコンピュータやDSPには、電圧値の異なる複数の入力電圧を供給しなければならないことも多いが、本実施形態のように構成すれば、少ない素子数且つ小さなスペースで、上記電圧値の異なる複数の入力電圧の供給が可能となる。尚、図7においては、後段のシリーズレギュレータは3つであるが、必要に応じて幾つにでも変更可能である。   In many cases, it is necessary to supply a plurality of input voltages having different voltage values to a microcomputer or DSP as a load. However, if configured as in this embodiment, the voltage value can be reduced with a small number of elements and a small space. It is possible to supply a plurality of different input voltages. In FIG. 7, there are three series regulators in the subsequent stage, but any number can be changed as necessary.

<<第8実施形態>>
図8は、本発明に係る直流化安定電源装置の第8実施形態を示す回路図である。図8の安定化電源装置では、前段にチョッパレギュレータCR8、後段にシリーズレギュレータSR8が配置されている。図8における安定化電源装置は、図4における安定化電源装置と類似しており、図8において、図4の安定化電源装置と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
<< Eighth Embodiment >>
FIG. 8 is a circuit diagram showing an eighth embodiment of the DC stabilized power supply device according to the present invention. In the stabilized power supply device of FIG. 8, a chopper regulator CR8 is disposed at the front stage and a series regulator SR8 is disposed at the rear stage. The stabilized power supply device in FIG. 8 is similar to the stabilized power supply device in FIG. 4. In FIG. 8, the same parts as those of the stabilized power supply device in FIG. .

チョッパレギュレータCR8は、スイッチングトランジスタ2のコレクタがNPN型バイポーラトランジスタ33(第1の遮断手段)のコレクタに接続されていると共に、比較器6、誤差増幅器8及び基準電圧発生回路9の夫々の電源端子がトランジスタ33のエミッタに接続されている、即ち、電源1の出力電圧がトランジスタ33を介して比較器6、誤差増幅器8及び基準電圧発生回路9の夫々に電源電圧として供給されている点で、図4におけるチョッパレギュレータCR4と相違しており、他の点では一致している。また、トランジスタ33のベースは、制御端子35に接続されている。   In the chopper regulator CR8, the collector of the switching transistor 2 is connected to the collector of the NPN bipolar transistor 33 (first cutoff means), and the power supply terminals of the comparator 6, the error amplifier 8 and the reference voltage generation circuit 9 are connected. Is connected to the emitter of the transistor 33, that is, the output voltage of the power source 1 is supplied as the power source voltage to the comparator 6, the error amplifier 8 and the reference voltage generation circuit 9 via the transistor 33. This is different from the chopper regulator CR4 in FIG. 4 and is identical in other points. The base of the transistor 33 is connected to the control terminal 35.

シリーズレギュレータSR8は、出力トランジスタ12のエミッタがNPN型バイポーラトランジスタ34(第2の遮断手段)のコレクタに接続されていると共に、誤差増幅器14及び基準電圧発生回路15の夫々の電源端子がトランジスタ34のエミッタに接続されている、即ち、チョッパレギュレータCR8の出力電圧(シリーズレギュレータSR8への入力電圧)がトランジスタ34を介して誤差増幅器14及び基準電圧発生回路15の夫々に電源電圧として供給されている点で、図4におけるシリーズレギュレータSR4と相違しており、他の点では一致している。また、トランジスタ34のベースは、制御端子36に接続されている。   In the series regulator SR8, the emitter of the output transistor 12 is connected to the collector of the NPN bipolar transistor 34 (second cutoff means), and the power supply terminals of the error amplifier 14 and the reference voltage generation circuit 15 are the transistors 34, respectively. Connected to the emitter, that is, the output voltage of the chopper regulator CR8 (the input voltage to the series regulator SR8) is supplied as a power supply voltage to each of the error amplifier 14 and the reference voltage generation circuit 15 via the transistor 34. 4 is different from the series regulator SR4 in FIG. 4 and is identical in other points. The base of the transistor 34 is connected to the control terminal 36.

そして、例えば、負荷19の動作を制御する主制御部(不図示)が、チョッパレギュレータCR8からの電圧の出力をオン/オフ制御するための信号を制御端子35に与え、シリーズレギュレータSR8からの電圧の出力をオン/オフ制御するための信号を制御端子36に与える。   Then, for example, a main control unit (not shown) that controls the operation of the load 19 gives a signal for controlling on / off of the output of the voltage from the chopper regulator CR8 to the control terminal 35, and the voltage from the series regulator SR8. A signal for ON / OFF control of the output of is supplied to the control terminal 36.

制御端子35に与えられる信号がハイレベルの時は、トランジスタ33がオンとなって、比較器6、誤差増幅器8及び基準電圧発生回路9の夫々に電源電圧が供給され、チョッパレギュレータCR8は上述してきたように電圧を後段のシリーズレギュレータSR8に対して出力する(電圧の出力がオンとなる)。一方、制御端子35に与えられる信号がロウレベルの時は、トランジスタ33がオフとなって、比較器6、誤差増幅器8及び基準電圧発生回路9の夫々に対する電源電圧の供給が遮断され、スイッチングトランジスタ2がオフとなるため、チョッパレギュレータCR8からの電圧の出力は停止(オフ)することとなる。   When the signal applied to the control terminal 35 is at a high level, the transistor 33 is turned on to supply the power supply voltage to each of the comparator 6, the error amplifier 8, and the reference voltage generation circuit 9, and the chopper regulator CR8 has been described above. As described above, the voltage is output to the subsequent series regulator SR8 (the voltage output is turned on). On the other hand, when the signal applied to the control terminal 35 is at a low level, the transistor 33 is turned off, the supply of the power supply voltage to each of the comparator 6, the error amplifier 8 and the reference voltage generation circuit 9 is cut off, and the switching transistor 2 Is turned off, the voltage output from the chopper regulator CR8 is stopped (turned off).

また、制御端子36に与えられる信号がハイレベルの時は、トランジスタ34がオンとなって、誤差増幅器14及び基準電圧発生回路15の夫々に電源電圧が供給され、シリーズレギュレータSR8は上述してきたように電圧を負荷19に対して出力する(電圧の出力がオンとなる)。一方、制御端子36に与えられる信号がロウレベルの時は、トランジスタ34がオフとなって、誤差増幅器14及び基準電圧発生回路15の夫々に対する電源電圧の供給が遮断され、出力トランジスタ12がオフとなるため、シリーズレギュレータSR8からの電圧の出力は停止(オフ)することとなる。   When the signal applied to the control terminal 36 is at a high level, the transistor 34 is turned on, and the power supply voltage is supplied to each of the error amplifier 14 and the reference voltage generation circuit 15, and the series regulator SR8 has been described above. Voltage is output to the load 19 (voltage output is turned on). On the other hand, when the signal applied to the control terminal 36 is at a low level, the transistor 34 is turned off, the supply of the power supply voltage to the error amplifier 14 and the reference voltage generation circuit 15 is cut off, and the output transistor 12 is turned off. Therefore, the output of the voltage from the series regulator SR8 is stopped (off).

従って、負荷19に対する電圧の供給が不要な場合は、制御端子35及び制御端子36の少なくとも一方にロウレベルの信号を供給すれば、負荷19に対する電圧の出力が停止されることとなるため、省エネルギーに寄与することができる。尚、スイッチングトランジスタ2がオン/オフ制御されることにより発生する電力損失や、誤差増幅器8及び14等の消費電力を考慮すれば、負荷19に対する電圧の供給が不要な場合は、制御端子35及び36の双方にロウレベルの信号を供給するのが望ましい。また、制御端子35と制御端子36を接続し、トランジスタ33とトランジスタ34が外部からの信号に応じて同時にオン/オフ制御されるようにしてもよい。   Therefore, when it is not necessary to supply voltage to the load 19, if a low level signal is supplied to at least one of the control terminal 35 and the control terminal 36, output of voltage to the load 19 is stopped. Can contribute. In consideration of the power loss caused by the on / off control of the switching transistor 2 and the power consumption of the error amplifiers 8 and 14 and the like, if the supply of voltage to the load 19 is unnecessary, the control terminal 35 and It is desirable to supply a low level signal to both of them. Alternatively, the control terminal 35 and the control terminal 36 may be connected so that the transistor 33 and the transistor 34 are simultaneously on / off controlled in accordance with an external signal.

<<第9実施形態>>
図9は、本発明に係る直流化安定電源装置の第9実施形態を示す回路図である。図9の安定化電源装置では、前段にチョッパレギュレータCR9、後段にシリーズレギュレータSR9が配置されている。図9における安定化電源装置は、図8における安定化電源装置と類似しており、図9において、図8の安定化電源装置と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
<< Ninth Embodiment >>
FIG. 9 is a circuit diagram showing a ninth embodiment of the DC stabilized power supply device according to the present invention. In the stabilized power supply device of FIG. 9, a chopper regulator CR9 is arranged at the front stage and a series regulator SR9 is arranged at the rear stage. The stabilized power supply device in FIG. 9 is similar to the stabilized power supply device in FIG. 8. In FIG. 9, the same parts as those of the stabilized power supply device in FIG. .

チョッパレギュレータCR9は、平滑コンデンサ5と分圧抵抗10との接続点にPNP型のバイポーラトランジスタ37(第1の迂回手段)のエミッタが接続されている点で、図8におけるチョッパレギュレータCR8と相違しており、他の点では一致している。シリーズレギュレータSR9は、図8におけるシリーズレギュレータSR8と同じものである。但し、トランジスタ37のコレクタが平滑コンデンサ18と負荷19との接続点に接続されている。また、トランジスタ37のベースは制御端子36に接続されている。   The chopper regulator CR9 is different from the chopper regulator CR8 in FIG. 8 in that the emitter of a PNP bipolar transistor 37 (first bypass means) is connected to the connection point between the smoothing capacitor 5 and the voltage dividing resistor 10. In other respects. Series regulator SR9 is the same as series regulator SR8 in FIG. However, the collector of the transistor 37 is connected to the connection point between the smoothing capacitor 18 and the load 19. The base of the transistor 37 is connected to the control terminal 36.

制御端子36にハイレベルの信号が与えられている時は、トランジスタ34がオンとなってシリーズレギュレータSR9が電圧の出力を行う。この時、トランジスタ37はオフとなる。   When a high level signal is applied to the control terminal 36, the transistor 34 is turned on and the series regulator SR9 outputs a voltage. At this time, the transistor 37 is turned off.

一方、制御端子36にロウレベルの信号が与えられている時は、トランジスタ34がオフとなってシリーズレギュレータSR9からの電圧の出力がオフとなる。この時、トランジスタ37がオンとなるため、チョッパレギュレータCR9の出力する電圧が、シリーズレギュレータSR9を介することなく、負荷19に供給される。   On the other hand, when a low level signal is applied to the control terminal 36, the transistor 34 is turned off and the voltage output from the series regulator SR9 is turned off. At this time, since the transistor 37 is turned on, the voltage output from the chopper regulator CR9 is supplied to the load 19 without passing through the series regulator SR9.

このようにチョッパレギュレータCR9の出力する電圧を、シリーズレギュレータSR9を介することなく負荷19に供給した場合は、シリーズレギュレータSR9を介して負荷19に電圧を供給する場合と比べて、負荷19への入力電圧におけるノイズが多くなってしまう。しかしながら、多少のノイズの混入が許容される場合は、制御端子36にロウレベルの信号を与えてチョッパレギュレータCR9単体での動作に切り替えることにより、安定化電源装置における電力損失を更に軽減することができる。   As described above, when the voltage output from the chopper regulator CR9 is supplied to the load 19 without passing through the series regulator SR9, the input to the load 19 is compared with the case where the voltage is supplied to the load 19 via the series regulator SR9. There will be more noise in the voltage. However, when a slight amount of noise is permitted, a low level signal is supplied to the control terminal 36 to switch to the operation of the chopper regulator CR9 alone, thereby further reducing the power loss in the stabilized power supply device. .

<<第10実施形態>>
図10は、本発明に係る直流化安定電源装置の第10実施形態を示す回路図である。図10の安定化電源装置では、前段にチョッパレギュレータCR10、後段にシリーズレギュレータSR10が配置されている。図10における安定化電源装置は、図8における安定化電源装置と類似しており、図10において、図8の安定化電源装置と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
<< Tenth Embodiment >>
FIG. 10 is a circuit diagram showing a tenth embodiment of the DC stabilized power supply device according to the present invention. In the stabilized power supply device of FIG. 10, a chopper regulator CR10 is arranged at the front stage and a series regulator SR10 is arranged at the rear stage. The stabilized power supply device in FIG. 10 is similar to the stabilized power supply device in FIG. 8. In FIG. 10, the same parts as those of the stabilized power supply device in FIG. .

チョッパレギュレータCR10は、平滑コンデンサ5と分圧抵抗10との接続点にPNP型のバイポーラトランジスタ38(第2の迂回手段)のコレクタが接続されている点で、図8におけるチョッパレギュレータCR8と相違しており、他の点では一致している。また、トランジスタ38のエミッタには電源1の出力電圧が与えられており、そのベースは制御端子35に接続されている。シリーズレギュレータSR10は、図8におけるシリーズレギュレータSR8と同じものである。   The chopper regulator CR10 is different from the chopper regulator CR8 in FIG. 8 in that the collector of the PNP bipolar transistor 38 (second bypass means) is connected to the connection point between the smoothing capacitor 5 and the voltage dividing resistor 10. In other respects. Further, the output voltage of the power supply 1 is given to the emitter of the transistor 38, and its base is connected to the control terminal 35. Series regulator SR10 is the same as series regulator SR8 in FIG.

制御端子35にハイレベルの信号が与えられている時は、トランジスタ33がオンとなってチョッパレギュレータCR10が電圧の出力を行う。この時、トランジスタ38はオフとなる。   When a high level signal is applied to the control terminal 35, the transistor 33 is turned on and the chopper regulator CR10 outputs a voltage. At this time, the transistor 38 is turned off.

一方、制御端子35にロウレベルの信号が与えられている時は、トランジスタ33がオフとなってチョッパレギュレータCR10からの電圧の出力がオフとなる。この時、トランジスタ38がオンとなるため、電源1の出力電圧(チョッパレギュレータCR10への入力電圧)が、チョッパレギュレータCR10を介することなく、シリーズレギュレータSR10に入力電圧として供給される。   On the other hand, when a low level signal is applied to the control terminal 35, the transistor 33 is turned off and the voltage output from the chopper regulator CR10 is turned off. At this time, since the transistor 38 is turned on, the output voltage of the power source 1 (input voltage to the chopper regulator CR10) is supplied as an input voltage to the series regulator SR10 without passing through the chopper regulator CR10.

このように、チョッパレギュレータCR10からの電圧の出力をオフとすれば(チョッパレギュレータCR10の動作を停止させれば)、輻射ノイズが低減されることとなる。従って、輻射ノイズの低減が要求される場合には、制御端子35にロウレベルの信号を与えてシリーズレギュレータSR10単体での動作に切り替えるとよい。これにより、安定化電源装置における電力損失の更なる軽減も実現することができる。   Thus, if the voltage output from the chopper regulator CR10 is turned off (when the operation of the chopper regulator CR10 is stopped), the radiation noise is reduced. Therefore, when reduction of radiation noise is required, a low level signal may be given to the control terminal 35 to switch to the operation of the series regulator SR10 alone. Thereby, further reduction of the power loss in the stabilized power supply device can also be realized.

また、チョッパレギュレータCR10における損失は、Vsat×Io×(チョッパレギュレータCR10の出力電圧/チョッパレギュレータCR10の入力電圧)で近似されるため(Vsat;スイッチングトランジスタ2のコレクタ−エミッタ間飽和電圧)、チョッパレギュレータCR10への入力電圧が低くなってきた場合には、その損失は大きくなってしまう。更に、チョッパレギュレータCR10への入力電圧と負荷19の定格電圧VL(負荷19が必要とする負荷19への入力電圧)との電圧の差が、上記飽和電圧VsatとシリーズレギュレータSR10の最小入出力間電圧差Vi-oとの和より小さくなるほどチョッパレギュレータCR10への入力電圧が低くなってきた場合には、双方のレギュレータCR10及びSR10を動作させていると、負荷19に定格電圧を供給することができなくなる。 Since the loss in the chopper regulator CR10 is approximated by Vsat × Io × (output voltage of the chopper regulator CR10 / input voltage of the chopper regulator CR10) (Vsat: saturation voltage between the collector and the emitter of the switching transistor 2), the chopper regulator When the input voltage to the CR 10 becomes low, the loss increases. Furthermore, the voltage difference between the input voltage to the chopper regulator CR10 and the rated voltage V L of the load 19 (the input voltage to the load 19 required by the load 19) is the minimum input / output of the saturation voltage Vsat and the series regulator SR10. When the input voltage to the chopper regulator CR10 becomes lower as it becomes smaller than the sum of the voltage differences Vi-o, the rated voltage is supplied to the load 19 when both the regulators CR10 and SR10 are operated. Can not be.

そこで、チョッパレギュレータCR10の入力電圧が低くなってきた場合は、制御端子35にロウレベルの信号を与えてチョッパレギュレータCR10を迂回し、シリーズレギュレータSR10単体での動作に切り替えるとよい。これにより、チョッパレギュレータCR10への入力電圧が(Vsat+Vi-o+VL)以下になっても、負荷19に定格電圧VLを供給し続けることが可能となる。 Therefore, when the input voltage of the chopper regulator CR10 becomes low, it is preferable to provide a low level signal to the control terminal 35 to bypass the chopper regulator CR10 and switch to the operation of the series regulator SR10 alone. Thereby, even when the input voltage to the chopper regulator CR10 becomes (Vsat + Vi−o + V L ) or less, the rated voltage V L can be continuously supplied to the load 19.

<<第11実施形態>>
図11は、本発明に係る直流化安定電源装置の第11実施形態を示す回路図である。図11の安定化電源装置では、前段にチョッパレギュレータCR11、後段にシリーズレギュレータSR11が配置されている。図11における安定化電源装置は、図10における安定化電源装置と類似しており、図11において、図10の安定化電源装置と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
<< Eleventh Embodiment >>
FIG. 11 is a circuit diagram showing an eleventh embodiment of the DC stabilized power supply device according to the present invention. In the stabilized power supply device of FIG. 11, a chopper regulator CR11 is arranged at the front stage, and a series regulator SR11 is arranged at the rear stage. The stabilized power supply device in FIG. 11 is similar to the stabilized power supply device in FIG. 10. In FIG. 11, the same parts as those of the stabilized power supply device in FIG. .

チョッパレギュレータCR11は、図10におけるチョッパレギュレータCR10と同じものである。但し、図10の安定化電源装置における制御端子35は省略されており、トランジスタ33のベースは、抵抗50を介してトランジスタ33のコレクタに接続されていると共に、トランジスタ38(第3の迂回手段)のベースに接続されている。シリーズレギュレータSR11は、図10におけるシリーズレギュレータSR10と同じものである。   The chopper regulator CR11 is the same as the chopper regulator CR10 in FIG. However, the control terminal 35 in the stabilized power supply device of FIG. 10 is omitted, the base of the transistor 33 is connected to the collector of the transistor 33 via the resistor 50, and the transistor 38 (third bypass means). Connected to the base. The series regulator SR11 is the same as the series regulator SR10 in FIG.

また、電源1の出力電圧は、分圧抵抗39及び40から成る直列回路を介して接地されており、分圧抵抗39と分圧抵抗40との接続点は誤差増幅器41の反転入力端子(−)に接続されている。また、誤差増幅器41の非反転入力端子(+)には基準電圧発生回路42の出力する基準電圧Vrefが与えられており、誤差増幅器41の出力はNPN型のバイポーラトランジスタ43のベースに供給されている。トランジスタ43のコレクタは、トランジスタ38のベースに接続されており、トランジスタ43のエミッタは接地されている。   The output voltage of the power source 1 is grounded through a series circuit composed of voltage dividing resistors 39 and 40, and a connection point between the voltage dividing resistor 39 and the voltage dividing resistor 40 is an inverting input terminal (− )It is connected to the. The non-inverting input terminal (+) of the error amplifier 41 is supplied with the reference voltage Vref output from the reference voltage generation circuit 42, and the output of the error amplifier 41 is supplied to the base of the NPN bipolar transistor 43. Yes. The collector of the transistor 43 is connected to the base of the transistor 38, and the emitter of the transistor 43 is grounded.

電源1の出力電圧が所定の電圧VAより高い場合には、分圧抵抗39及び40により分圧された電圧は、基準電圧発生回路42の出力する基準電圧より高くなって誤差増幅器41はロウレベルの信号を出力し、そのロウレベルの出力を受けてトランジスタ43がオフとなる。この結果、トランジスタ33がオンとなり、チョッパレギュレータCR11が動作して電圧を出力すると共に、トランジスタ38はオフとなる。 When the output voltage of the power supply 1 is higher than the predetermined voltage V A , the voltage divided by the voltage dividing resistors 39 and 40 becomes higher than the reference voltage output from the reference voltage generating circuit 42, and the error amplifier 41 is low level. The transistor 43 is turned off in response to the low level output. As a result, the transistor 33 is turned on, the chopper regulator CR11 operates to output a voltage, and the transistor 38 is turned off.

一方、電源1の出力電圧が所定の電圧VAより低い場合には、分圧抵抗39及び40により分圧された電圧は、基準電圧発生回路42の出力する基準電圧より低くなって誤差増幅器41はハイレベルの信号を出力し、そのハイレベルの出力を受けてトランジスタ43がオンとなる。この結果、トランジスタ33がオフとなり、チョッパレギュレータCR11が電圧の出力を停止すると共に、トランジスタ38はオンとなって、電源1の出力電圧(チョッパレギュレータCR11への入力電圧)がチョッパレギュレータCR11を介することなく、シリーズレギュレータSR11に入力電圧として供給される。 On the other hand, when the output voltage of the power supply 1 is lower than the predetermined voltage V A , the voltage divided by the voltage dividing resistors 39 and 40 becomes lower than the reference voltage output from the reference voltage generating circuit 42 and the error amplifier 41. Outputs a high level signal, and the transistor 43 is turned on in response to the high level output. As a result, the transistor 33 is turned off, the chopper regulator CR11 stops outputting the voltage, and the transistor 38 is turned on, so that the output voltage of the power source 1 (input voltage to the chopper regulator CR11) passes through the chopper regulator CR11. Instead, it is supplied as an input voltage to the series regulator SR11.

従って、例えば上記所定の電圧VAを(Vsat+Vi-o+VL)と等しくなるように設定しておけば、チョッパレギュレータCR11への入力電圧が(Vsat+Vi-o+VL)以下になった時に、自動的にチョッパレギュレータCR11への入力電圧がトランジスタ38を介して後段のシリーズレギュレータSR11に供給され、シリーズレギュレータSR11単体での動作に切り替えられる。即ち、チョッパレギュレータCR11への入力電圧が(Vsat+Vi-o+VL)以下になっても、自動的に負荷19に定格電圧VLを供給し続けることが可能となる。 Therefore, for example, if the predetermined voltage V A is set to be equal to (Vsat + Vi−o + V L ), when the input voltage to the chopper regulator CR11 becomes (Vsat + Vi−o + V L ) or less, it is automatically set. The input voltage to the chopper regulator CR11 is supplied to the subsequent series regulator SR11 via the transistor 38, and the operation is switched to the operation of the series regulator SR11 alone. That is, even when the input voltage to the chopper regulator CR11 becomes (Vsat + Vi−o + V L ) or less, the rated voltage V L can be continuously supplied to the load 19 automatically.

<<第12実施形態>>
図12は、本発明に係る直流化安定電源装置の第12実施形態を示す回路図である。図12の安定化電源装置では、前段にチョッパレギュレータCR12、後段にシリーズレギュレータSR12が配置されている。図12における安定化電源装置は、図8における安定化電源装置と類似しており、図12において、図8の安定化電源装置と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
<< Twelfth Embodiment >>
FIG. 12 is a circuit diagram showing a twelfth embodiment of the DC stabilized power supply device according to the present invention. In the stabilized power supply device of FIG. 12, a chopper regulator CR12 is arranged at the front stage and a series regulator SR12 is arranged at the rear stage. The stabilized power supply device in FIG. 12 is similar to the stabilized power supply device in FIG. 8. In FIG. 12, the same parts as those of the stabilized power supply device in FIG. .

チョッパレギュレータCR12は、図8におけるトランジスタ33が省略されており(これに伴って制御端子35はない)、また、誤差増幅器8の出力がNPN型のバイポーラトランジスタ43のベースに接続され、平滑コンデンサ5と分圧抵抗10との接続点にPNP型のバイポーラトランジスタ38のコレクタが接続されている点で、図8におけるチョッパレギュレータCR8と相違しており、他の点では一致している。シリーズレギュレータSR12は、図8におけるシリーズレギュレータSR8と同じものである。トランジスタ43において、コレクタはトランジスタ38のベースに接続され、エミッタは接地されている。また、トランジスタ38のエミッタには、電源1の出力が接続され、電源1の出力電圧が直接供給されている。   In the chopper regulator CR12, the transistor 33 in FIG. 8 is omitted (therefore, the control terminal 35 is not provided), and the output of the error amplifier 8 is connected to the base of the NPN bipolar transistor 43, so that the smoothing capacitor 5 8 is different from the chopper regulator CR8 in FIG. 8 in that the collector of the PNP bipolar transistor 38 is connected to the connection point between the voltage dividing resistor 10 and the voltage dividing resistor 10, and the other points are the same. Series regulator SR12 is the same as series regulator SR8 in FIG. In the transistor 43, the collector is connected to the base of the transistor 38, and the emitter is grounded. Further, the output of the power source 1 is connected to the emitter of the transistor 38 and the output voltage of the power source 1 is directly supplied.

このように構成される安定化電源装置の動作について説明する。負荷19の消費電流が一定である場合において、チョッパレギュレータCR12への入力電圧が低下してくると、誤差増幅器8の出力電圧が上昇し、それに伴って比較器6の出力電圧がハイレベルとなる割合、即ちスイッチングトランジスタ2のオン時間のデューティが大きくなる。   The operation of the stabilized power supply configured as described above will be described. When the current consumption of the load 19 is constant, when the input voltage to the chopper regulator CR12 decreases, the output voltage of the error amplifier 8 increases, and accordingly the output voltage of the comparator 6 becomes high level. The ratio, that is, the duty of the ON time of the switching transistor 2 increases.

そして、スイッチングトランジスタ2のオン時間のデューティが一定の閾値以上になるほど、誤差増幅器8の出力電圧が上昇すると、トランジスタ43がオンし、続けてトランジスタ38がオンする。トランジスタ38がオンすることにより、電源1の出力電圧(チョッパレギュレータCR12への入力電圧)は、チョッパレギュレータCR12を介することなくトランジスタ38を介してシリーズレギュレータSR12に入力電圧として供給される。   When the output voltage of the error amplifier 8 increases as the duty of the ON time of the switching transistor 2 exceeds a certain threshold value, the transistor 43 is turned on, and the transistor 38 is turned on. When the transistor 38 is turned on, the output voltage of the power source 1 (input voltage to the chopper regulator CR12) is supplied as an input voltage to the series regulator SR12 via the transistor 38 without passing through the chopper regulator CR12.

上述したように、チョッパレギュレータCR12における損失は、チョッパレギュレータCR12への入力電圧が低くなるほど大きくなるが、本実施形態のように構成しておくことで、チョッパレギュレータCR12への入力電圧が低下してくれば(例えば、(Vsat+Vi-o+VL)以下になれば)、自動的にトランジスタ38がオンとなり、シリーズレギュレータSR12単体での動作に切り換わる。これにより、安定化電源装置における電力損失を軽減することができる。また、負荷19に定格電圧VLを供給するための電源1の出力電圧の下限を小さくなり、電源1が蓄電池等である場合は、蓄電池の寿命(負荷19に定格電流Lを供給することができる時間)が増大することになる。 As described above, the loss in the chopper regulator CR12 increases as the input voltage to the chopper regulator CR12 decreases. However, the input voltage to the chopper regulator CR12 decreases as a result of the configuration as in this embodiment. (For example, if it becomes (Vsat + Vi−o + V L ) or less), the transistor 38 is automatically turned on, and the operation is switched to the operation of the series regulator SR12 alone. Thereby, the power loss in the stabilized power supply device can be reduced. Further, the lower limit of the output voltage of the power source 1 for supplying the rated voltage V L to the load 19 is reduced, and when the power source 1 is a storage battery or the like, the life of the storage battery (the rated current L can be supplied to the load 19). Time).

また、トランジスタ38がオンの状態であっても、電源1の出力電圧が上昇すると誤差増幅器8の反転入力端子(−)の電位が上昇する。この上昇に伴ってトランジスタ43が遮断されると、続いてトランジスタ38が遮断される。これにより、再びチョッパレギュレータCR12が本来の動作を取り戻し、スイッチングトランジスタ2のスイッチング動作によりシリーズレギュレータSR12への入力電圧が供給されるようになる。   Even when the transistor 38 is on, the potential of the inverting input terminal (−) of the error amplifier 8 rises when the output voltage of the power supply 1 rises. If the transistor 43 is shut off along with this rise, then the transistor 38 is shut off. As a result, the chopper regulator CR12 resumes its original operation, and the input voltage to the series regulator SR12 is supplied by the switching operation of the switching transistor 2.

尚、トランジスタ38がオンとなって電源1の出力電圧がトランジスタ38を介して分圧抵抗10と平滑コンデンサ5との接続点に供給されたとき、その接続点の電圧の上昇に起因して誤差増幅器8の出力電圧が下がることでトランジスタ38が直ちにオフとなる場合もある。この場合、トランジスタ38のオン及びオフが繰り返されて、分圧抵抗10と平滑コンデンサ5との接続点の電圧が不安定となるが、シリーズレギュレータSR12は、入力電圧(分圧抵抗10と平滑コンデンサ5との接続点の電圧)が不安定となっても安定した電圧を出力することができるため、全体として問題は生じない。また、上記のような不安定な動作は過渡的なものであって、電源1の出力電圧が十分に高ければトランジスタ38はオフを維持するし、電源1の出力電圧が十分に低ければトランジスタ38はオンを維持する。   When the transistor 38 is turned on and the output voltage of the power source 1 is supplied to the connection point between the voltage dividing resistor 10 and the smoothing capacitor 5 via the transistor 38, an error occurs due to the increase in the voltage at the connection point. The transistor 38 may be immediately turned off when the output voltage of the amplifier 8 decreases. In this case, the transistor 38 is repeatedly turned on and off, and the voltage at the connection point between the voltage dividing resistor 10 and the smoothing capacitor 5 becomes unstable. However, the series regulator SR12 is connected to the input voltage (the voltage dividing resistor 10 and the smoothing capacitor). Since the stable voltage can be output even if the voltage at the connection point with the terminal 5 becomes unstable, there is no problem as a whole. The unstable operation as described above is transient, and the transistor 38 is kept off if the output voltage of the power source 1 is sufficiently high. The transistor 38 is maintained if the output voltage of the power source 1 is sufficiently low. Keeps on.

<<第13実施形態>>
図13は、本発明に係る直流化安定電源装置の第13実施形態を示す回路図である。図13の安定化電源装置では、前段にチョッパレギュレータCR13、後段にシリーズレギュレータSR13が配置されている。図13における安定化電源装置は、図12における安定化電源装置と類似しており、図13において、図12の安定化電源装置と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
<< Thirteenth Embodiment >>
FIG. 13 is a circuit diagram showing a thirteenth embodiment of the direct current stabilized power supply according to the present invention. In the stabilized power supply device of FIG. 13, a chopper regulator CR13 is arranged at the front stage and a series regulator SR13 is arranged at the rear stage. The stabilized power supply device in FIG. 13 is similar to the stabilized power supply device in FIG. 12. In FIG. 13, the same parts as those of the stabilized power supply device in FIG. .

チョッパレギュレータCR13は、誤差増幅器8の出力がトランジスタ43のベースに接続されていると共にNPN型のバイポーラトランジスタ44のベースに接続されている点で、図12におけるチョッパレギュレータCR12と相違しており、他の点では一致している。シリーズレギュレータSR13は、図12におけるシリーズレギュレータSR12と同じものである。トランジスタ44において、コレクタはリセット出力端子45に接続され、エミッタは接地されている。   The chopper regulator CR13 is different from the chopper regulator CR12 in FIG. 12 in that the output of the error amplifier 8 is connected to the base of the transistor 43 and to the base of the NPN type bipolar transistor 44. In terms of The series regulator SR13 is the same as the series regulator SR12 in FIG. In the transistor 44, the collector is connected to the reset output terminal 45, and the emitter is grounded.

トランジスタ44は、トランジスタ43のオン及びオフに夫々同期してオン及びオフするようになっている。そして、リセット出力端子45をプルアップ抵抗(不図示)を介して、例えば平滑コンデンサ18と負荷19との接続点に接続しておくようにすれば、トランジスタ43がオンしてトランジスタ38がオンすると、同時にトランジスタ44もオンしてリセット出力端子45はロウレベルとなり、トランジスタ43がオフしてトランジスタ38がオフすると、同時にトランジスタ44もオフしてリセット出力端子45はハイレベルとなる。   The transistor 44 is turned on and off in synchronization with the turning on and off of the transistor 43, respectively. If the reset output terminal 45 is connected to a connection point between the smoothing capacitor 18 and the load 19 via a pull-up resistor (not shown), for example, the transistor 43 is turned on and the transistor 38 is turned on. At the same time, the transistor 44 is turned on and the reset output terminal 45 becomes low level. When the transistor 43 is turned off and the transistor 38 is turned off, the transistor 44 is also turned off and the reset output terminal 45 becomes high level.

従って、このリセット出力端子45を負荷19や外部の機器等に接続しておけば、チョッパレギュレータCR13への入力電圧が低下してきたことを、負荷19や外部の機器等に知らせることができる。尚、このトランジスタ44及びリセット出力端子45は、図11における安定化電源装置に設けるようにしてもよいのは勿論である。   Therefore, if the reset output terminal 45 is connected to the load 19 or an external device, the load 19 or an external device can be informed that the input voltage to the chopper regulator CR13 has decreased. Needless to say, the transistor 44 and the reset output terminal 45 may be provided in the stabilized power supply device in FIG.

<<変形等>>
尚、上述した全ての実施形態は、矛盾が生じない限り、自由に組み合わせて実施することが可能である。これにより、電源1の出力電圧(チョッパレギュレータへの入力電圧)や、負荷19の消費電流(シリーズレギュレータの出力電流)に応じて、最大の効率を実現しつつ最適な動作を行う安定化電源装置が構成される。
<< Deformation, etc. >>
It should be noted that all the embodiments described above can be implemented in any combination as long as no contradiction occurs. As a result, a stabilized power supply device that performs optimum operation while realizing maximum efficiency according to the output voltage of the power supply 1 (input voltage to the chopper regulator) and the consumption current of the load 19 (output current of the series regulator). Is configured.

(昇圧チョッパレギュレータへの置換)
図1〜図13における全てのチョッパレギュレータは、入力電圧を降圧して出力する降圧チョッパレギュレータであるが、夫々入力電圧を昇圧することにより所望の電圧を出力する昇圧チョッパレギュレータに置換してもよい。特に、携帯電話機等の携帯機器においては、電源1が低電圧出力の蓄電池(例えば、定格出力電圧がDC3.6V)から構成され、その低電圧の出力からDC12Vの液晶バックライト駆動電圧等を作成しなければならないことも多い。そのような場合に昇圧チョッパレギュレータに置換すれば、最小限の電力損失で安定したDC12Vの供給が可能となる。
(Replacement with boost chopper regulator)
All the chopper regulators in FIGS. 1 to 13 are step-down chopper regulators that step down and output an input voltage, but may be replaced with step-up chopper regulators that output a desired voltage by stepping up the input voltage. . In particular, in portable devices such as cellular phones, the power source 1 is composed of a low-voltage output storage battery (eg, rated output voltage is DC 3.6 V), and a liquid crystal backlight driving voltage of DC 12 V is created from the low-voltage output. There are many things that must be done. In such a case, if it is replaced with a boost chopper regulator, a stable supply of DC 12 V can be achieved with a minimum power loss.

(昇降圧チョッパレギュレータへの置換)
また、図1〜図13における全てのチョッパレギュレータは、入力電圧を降圧して出力する降圧チョッパレギュレータであるが、夫々入力電圧を昇圧または降圧することにより所望の電圧を出力する昇降圧チョッパレギュレータに置換してもよい。自動車に搭載する蓄電池が図1〜図13における電源1となる場合、その電源1の出力電圧は比較的大きく変動する。そして、例えばDC12Vの負荷19の定格電圧を作成するにあたり、蓄電池の出力電圧が比較的高い場合にはチョッパレギュレータは該蓄電池の出力電圧を降圧する必要があり、蓄電池の出力電圧が比較的低い場合にはチョッパレギュレータは該蓄電池の出力電圧を昇圧する必要がある。そのような場合に昇降圧チョッパレギュレータに置換すれば、最小限の電力損失で安定したDC12Vの供給が可能となる。
(Replacement with buck-boost chopper regulator)
All the chopper regulators in FIGS. 1 to 13 are step-down chopper regulators that step down and output an input voltage, but are step-up / step-down chopper regulators that output a desired voltage by stepping up or stepping down the input voltage, respectively. It may be replaced. When the storage battery mounted on the automobile is the power source 1 in FIGS. 1 to 13, the output voltage of the power source 1 fluctuates relatively greatly. For example, when the rated voltage of the load 19 of DC12V is created, if the output voltage of the storage battery is relatively high, the chopper regulator needs to step down the output voltage of the storage battery, and the output voltage of the storage battery is relatively low In other words, the chopper regulator needs to boost the output voltage of the storage battery. In such a case, if the step-up / step-down chopper regulator is replaced, it is possible to supply a stable DC 12 V with a minimum power loss.

また、上述した全ての実施形態では、基準電圧発生回路9及び15が夫々出力する基準電圧Vrefを表わす符号として同一の符号Vrefを用いたが、基準電圧発生回路9及び15が出力する電圧は、互いに異なる電圧値であってもよい。同様に、図11における基準電圧発生回路42が出力する電圧も、基準電圧発生回路9及び15が夫々出力する電圧と、互いに異なる電圧値であってもよい。   Further, in all the embodiments described above, the same code Vref is used as a code representing the reference voltage Vref output from the reference voltage generation circuits 9 and 15, but the voltage output from the reference voltage generation circuits 9 and 15 is Different voltage values may be used. Similarly, the voltage output from the reference voltage generation circuit 42 in FIG. 11 may be different from the voltage output from the reference voltage generation circuits 9 and 15.

また、図14に示した安定化電源装置と比較して、図1〜図13で新たに追加された部品(図1のおけるトランジスタ24等)や配線は、各実施形態におけるチョッパレギュレータの内部に配置していると捉えることも可能であるし、チョッパレギュレータの外部に配置していると捉えることも可能である。同様に、各実施形態におけるシリーズレギュレータの内部に配置していると捉えることも可能であるし、シリーズレギュレータの外部に配置していると捉えることも可能である。   Compared with the stabilized power supply device shown in FIG. 14, the parts (transistor 24 and the like in FIG. 1) and wiring newly added in FIGS. 1 to 13 are provided inside the chopper regulator in each embodiment. It can also be understood that it is disposed, and can be regarded as disposed outside the chopper regulator. Similarly, it can be considered that it is disposed inside the series regulator in each embodiment, or can be regarded as disposed outside the series regulator.

また、図1〜図13における全てのチョッパレギュレータは、スイッチングトランジスタとしてバイポーラトランジスタを採用しているが、夫々MOSFET(絶縁ゲート型の電界効果トランジスタ)を用いた同期整流方式のチョッパレギュレータを採用するようにしてもよい。また、図1〜図13における全てのシリーズレギュレータは、出力トランジスタとしてPNP型のバイポーラトランジスタを採用しているが、NPN型のバイポーラトランジスタを採用するようにしてもよい。   In addition, although all the chopper regulators in FIGS. 1 to 13 employ bipolar transistors as switching transistors, synchronous rectification chopper regulators using MOSFETs (insulated gate type field effect transistors) are employed. It may be. 1 to 13 employs PNP type bipolar transistors as output transistors, but may employ NPN type bipolar transistors.

(その他)
尚、主として分圧抵抗10、分圧抵抗11及び基準電圧発生回路9は、チョッパレギュレータ(チョッパレギュレータCR1等)の出力電圧を設定する出力電圧設定手段として機能する。また、主として比較器6、誤差増幅器8及び基準電圧発生回路9は、チョッパレギュレータ(チョッパレギュレータCR1等)の出力電圧に応じてスイッチングトランジスタ2のオン/オフ(スイッチングパルス幅)を制御するスイッチング制御部として機能する。また、主として制御トランジスタ13、誤差増幅器14及び基準電圧発生回路15は、シリーズレギュレータ(シリーズレギュレータSR1等)の出力電圧に応じて出力トランジスタ12を制御する出力制御部として機能する。
(Other)
The voltage dividing resistor 10, the voltage dividing resistor 11, and the reference voltage generating circuit 9 mainly function as output voltage setting means for setting an output voltage of a chopper regulator (chopper regulator CR1 or the like). The comparator 6, the error amplifier 8, and the reference voltage generation circuit 9 mainly include a switching control unit that controls on / off (switching pulse width) of the switching transistor 2 in accordance with the output voltage of the chopper regulator (chopper regulator CR1, etc.). Function as. The control transistor 13, the error amplifier 14, and the reference voltage generation circuit 15 mainly function as an output control unit that controls the output transistor 12 in accordance with the output voltage of a series regulator (such as the series regulator SR1).

本発明に係る安定化電源装置は、コンピュータ、光ディスク再生装置等の電気機器の電源装置として好適であり、特に、低損失の要求される携帯電話機やデジタルカメラ等の携帯機器(携帯用の電気機器)の電源装置として好適である。   The stabilized power supply device according to the present invention is suitable as a power supply device for electrical equipment such as a computer and an optical disk playback device, and in particular, portable equipment (portable electrical equipment such as a mobile phone and a digital camera) that requires low loss. ).

本発明に係る直流安定化電源装置の第1実施形態を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a stabilized DC power supply device according to the present invention. 本発明に係る直流安定化電源装置の第2実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 2nd Embodiment of the direct current | flow stabilized power supply device which concerns on this invention. 本発明に係る直流安定化電源装置の第3実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 3rd Embodiment of the direct current | flow stabilized power supply device which concerns on this invention. 本発明に係る直流安定化電源装置の第4実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 4th Embodiment of the direct current | flow stabilized power supply device which concerns on this invention. 本発明に係る直流安定化電源装置の第5実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 5th Embodiment of the direct current | flow stabilized power supply device which concerns on this invention. 本発明に係る直流安定化電源装置の第6実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 6th Embodiment of the direct current | flow stabilized power supply device which concerns on this invention. 本発明に係る直流安定化電源装置の第7実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 7th Embodiment of the direct current | flow stabilized power supply device which concerns on this invention. 本発明に係る直流安定化電源装置の第8実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 8th Embodiment of the direct current | flow stabilized power supply device which concerns on this invention. 本発明に係る直流安定化電源装置の第9実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 9th Embodiment of the direct current | flow stabilized power supply device which concerns on this invention. 本発明に係る直流安定化電源装置の第10実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 10th Embodiment of the direct current | flow stabilized power supply device which concerns on this invention. 本発明に係る直流安定化電源装置の第11実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 11th Embodiment of the direct current | flow stabilized power supply device which concerns on this invention. 本発明に係る直流安定化電源装置の第12実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 12th Embodiment of the direct current | flow stabilized power supply device which concerns on this invention. 本発明に係る直流安定化電源装置の第13実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 13th Embodiment of the direct current | flow stabilized power supply device which concerns on this invention. 従来の直流安定化電源装置を示す回路である。It is a circuit which shows the conventional direct current | flow stabilized power supply device. 図14のシリーズレギュレータにおける出力電流と最小入出力間電圧差との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the output current in the series regulator of FIG. 14, and the minimum voltage difference between input and output.

符号の説明Explanation of symbols

CR0〜CR6、CR8〜CR13、CR チョッパレギュレータ
SR0〜SR6、SR8〜SR13 シリーズレギュレータ
SRa、SRb、SRc シリーズレギュレータ
1 電源
2 スイッチングトランジスタ
3 ダイオード
4 コイル
5、18 平滑コンデンサ
10、11、16、17、39、40 分圧抵抗
6、23、26、29 比較器
7 発振回路
8、14、41 誤差増幅器
9、15、42 基準電圧発生回路
12 出力トランジスタ
13 制御トランジスタ
19 負荷
22、25、28 検出用抵抗
32 ベース端子
35、36 制御端子
CR0 to CR6, CR8 to CR13, CR Chopper regulator SR0 to SR6, SR8 to SR13 Series regulator SRa, SRb, SRc Series regulator 1 Power supply 2 Switching transistor 3 Diode 4 Coil 5, 18 Smoothing capacitor 10, 11, 16, 17, 39 , 40 Voltage dividing resistor 6, 23, 26, 29 Comparator 7 Oscillation circuit 8, 14, 41 Error amplifier 9, 15, 42 Reference voltage generation circuit 12 Output transistor 13 Control transistor 19 Load 22, 25, 28 Detection resistor 32 Base terminal 35, 36 Control terminal

Claims (17)

前段に配置されるチョッパレギュレータと、後段に配置され、前記チョッパレギュレータの出力電圧を降圧して出力する出力トランジスタを備えるシリーズレギュレータとからなる直流安定化電源装置において、
前記シリーズレギュレータは、前記シリーズレギュレータの出力電流を検出する第1の出力電流検出手段を備え、
前記チョッパレギュレータは、該チョッパレギュレータへの入力電圧をスイッチングして出力するスイッチングトランジスタと、前記チョッパレギュレータの出力電圧を所定の値に設定する出力電圧設定手段と、
前記第1の出力電流検手段による検出結果に応じて、前記シリーズレギュレータの入出力間電圧差が前記シリーズレギュレータの出力電流に対応した最小値となるように、前記設定された出力電圧を変更して調整する出力電圧調整手段とを備えている
ことを特徴とする直流安定化電源装置。
In a DC stabilized power supply device including a chopper regulator disposed in a front stage and a series regulator that is disposed in a rear stage and includes an output transistor that steps down and outputs an output voltage of the chopper regulator.
The series regulator includes first output current detection means for detecting an output current of the series regulator,
The chopper regulator includes a switching transistor that switches and outputs an input voltage to the chopper regulator, output voltage setting means that sets an output voltage of the chopper regulator to a predetermined value,
The set output voltage is changed so that the voltage difference between the input and output of the series regulator becomes a minimum value corresponding to the output current of the series regulator according to the detection result by the first output current detecting means. A stabilized DC power supply device comprising output voltage adjusting means for adjusting the output voltage.
前段に配置されるチョッパレギュレータと、後段に配置され、前記チョッパレギュレータの出力電圧を降圧して出力する出力トランジスタを備えるシリーズレギュレータとからなる直流安定化電源装置において、
前記シリーズレギュレータは、前記出力トランジスタのベース電流を検出するベース電流検出手段を備え、
前記チョッパレギュレータは、該チョッパレギュレータへの入力電圧をスイッチングして出力するスイッチングトランジスタと、前記チョッパレギュレータの出力電圧を所定の値に設定する出力電圧設定手段と、
前記ベース電流検出手段による検出結果に応じて、前記シリーズレギュレータの入出力間電圧差が前記シリーズレギュレータの出力電流に対応した最小値となるように、前記設定された出力電圧を変更して調整する出力電圧調整手段とを備えている
ことを特徴とする直流安定化電源装置。
In a DC stabilized power supply device including a chopper regulator disposed in a front stage and a series regulator that is disposed in a rear stage and includes an output transistor that steps down and outputs an output voltage of the chopper regulator.
The series regulator includes base current detection means for detecting a base current of the output transistor,
The chopper regulator includes a switching transistor that switches and outputs an input voltage to the chopper regulator, output voltage setting means that sets an output voltage of the chopper regulator to a predetermined value,
According to the detection result by the base current detection means, the set output voltage is changed and adjusted so that the voltage difference between the input and output of the series regulator becomes a minimum value corresponding to the output current of the series regulator. A stabilized DC power supply device comprising: an output voltage adjusting unit.
前段に配置されるチョッパレギュレータと、後段に配置され、前記チョッパレギュレータの出力電圧を降圧して出力する出力トランジスタを備えるシリーズレギュレータとからなる直流安定化電源装置において、
前記チョッパレギュレータは、該チョッパレギュレータへの入力電圧をスイッチングして出力するスイッチングトランジスタと、前記チョッパレギュレータの出力電圧を所定の値に設定する出力電圧設定手段と、
前記チョッパレギュレータの出力電流を検出する第2の出力電流検出手段と、
前記第2の出力電流検手段による検出結果に応じて、前記シリーズレギュレータの入出力間電圧差が前記シリーズレギュレータの出力電流に対応した最小値となるように、前記設定された出力電圧を変更して調整する出力電圧調整手段とを備えている
ことを特徴とする直流安定化電源装置。
In a DC stabilized power supply device including a chopper regulator disposed in a front stage and a series regulator that is disposed in a rear stage and includes an output transistor that steps down and outputs an output voltage of the chopper regulator.
The chopper regulator includes a switching transistor that switches and outputs an input voltage to the chopper regulator, output voltage setting means that sets an output voltage of the chopper regulator to a predetermined value,
Second output current detection means for detecting the output current of the chopper regulator;
The set output voltage is changed so that the voltage difference between the input and output of the series regulator becomes a minimum value corresponding to the output current of the series regulator according to the detection result by the second output current detecting means. A stabilized DC power supply device comprising output voltage adjusting means for adjusting the output voltage.
前段に配置されるチョッパレギュレータと、後段に配置され、前記チョッパレギュレータの出力電圧を降圧して出力する出力トランジスタを備えるシリーズレギュレータとからなる直流安定化電源装置において、
前記チョッパレギュレータは、該チョッパレギュレータへの入力電圧をスイッチングして出力するスイッチングトランジスタと、前記チョッパレギュレータの出力電圧を所定の値に設定する出力電圧設定手段と、
外部からの信号を受けて、前記シリーズレギュレータの入出力間電圧差が前記シリーズレギュレータの出力電流に対応した最小値となるように、前記設定された出力電圧を変更して調整する出力電圧調整手段とを備えている
ことを特徴とする直流安定化電源装置。
In a DC stabilized power supply device including a chopper regulator disposed in a front stage and a series regulator that is disposed in a rear stage and includes an output transistor that steps down and outputs an output voltage of the chopper regulator.
The chopper regulator includes a switching transistor that switches and outputs an input voltage to the chopper regulator, output voltage setting means that sets an output voltage of the chopper regulator to a predetermined value,
Output voltage adjusting means for receiving and changing the set output voltage so that the voltage difference between the input and output of the series regulator becomes a minimum value corresponding to the output current of the series regulator in response to an external signal A stabilized DC power supply device comprising:
前記チョッパレギュレータの出力電圧と前記シリーズレギュレータの出力電圧との差である前記シリーズレギュレータの入出力間電圧差を、前記出力トランジスタにおけるコレクタ−エミッタ間飽和電圧に等しくする
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
2. A voltage difference between input and output of the series regulator, which is a difference between an output voltage of the chopper regulator and an output voltage of the series regulator, is made equal to a collector-emitter saturation voltage in the output transistor. The DC stabilized power supply device according to claim 4.
前記シリーズレギュレータは、該シリーズレギュレータの出力電圧に応じて前記出力トランジスタを制御する出力制御部を備え、該出力制御部は、前記チョッパレギュレータへの入力電圧を自身の電源電圧として動作する
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
The series regulator includes an output control unit that controls the output transistor in accordance with an output voltage of the series regulator, and the output control unit operates using the input voltage to the chopper regulator as its power supply voltage. The direct-current stabilized power supply device according to any one of claims 1 to 5.
前記チョッパレギュレータは、該チョッパレギュレータの出力電圧に応じて前記スイッチングトランジスタを制御するスイッチング制御部を備え、
前記シリーズレギュレータは、該シリーズレギュレータの出力電圧に応じて前記出力トランジスタを制御する出力制御部を備え、
単一の基準電圧発生回路が、前記スイッチング制御部を構成する基準電圧発生回路と前記出力制御部を構成する基準電圧発生回路とに兼用されて成る
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
The chopper regulator includes a switching control unit that controls the switching transistor according to an output voltage of the chopper regulator,
The series regulator includes an output control unit that controls the output transistor according to an output voltage of the series regulator,
6. A single reference voltage generation circuit is used as both a reference voltage generation circuit constituting the switching control unit and a reference voltage generation circuit constituting the output control unit. The direct current | flow stabilized power supply device in any one of.
前記シリーズレギュレータは、前記チョッパレギュレータの後段に夫々並列に接続された複数のシリーズレギュレータから成り、前記複数のシリーズレギュレータは、夫々電圧値の異なる電圧を出力する
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
The series regulator includes a plurality of series regulators connected in parallel to the subsequent stage of the chopper regulator, and the plurality of series regulators output voltages having different voltage values, respectively. Item 6. The stabilized direct-current power supply device according to any one of Items 5.
前記チョッパレギュレータは、該チョッパレギュレータの出力電圧に応じて前記スイッチングトランジスタを制御するスイッチング制御部を備え、
前記シリーズレギュレータは、該シリーズレギュレータの出力電圧に応じて前記出力トランジスタを制御する出力制御部を備え、
前記直流安定化電源装置は、外部からの第1制御信号に応じて前記スイッチング制御部への電源供給を遮断し、前記スイッチングトランジスタを遮断する第1の遮断手段、及びまたは外部からの第2制御信号に応じて前記出力制御部への電源供給を遮断し、前記出力トランジスタを遮断する第2の遮断手段を更に備えた
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
The chopper regulator includes a switching control unit that controls the switching transistor according to an output voltage of the chopper regulator,
The series regulator includes an output control unit that controls the output transistor according to an output voltage of the series regulator,
The DC stabilized power supply device cuts off power supply to the switching control unit in response to a first control signal from the outside, and cuts off the switching transistor and / or second control from outside. 6. The direct current according to claim 1, further comprising a second shut-off unit that shuts off power supply to the output control unit according to a signal and shuts off the output transistor. Stabilized power supply.
外部からの第2制御信号に応じて前記出力トランジスタを遮断する第2の遮断手段と、
該第2の遮断手段により前記出力トランジスタが遮断されているとき、前記シリーズレギュレータを介することなく前記チョッパレギュレータの出力電圧を前記シリーズレギュレータに接続された負荷に供給する第1の迂回手段とを備えた
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
A second blocking means for blocking the output transistor in response to a second control signal from the outside;
First bypass means for supplying the output voltage of the chopper regulator to a load connected to the series regulator without passing through the series regulator when the output transistor is shut off by the second cutoff means. 6. The stabilized direct-current power supply device according to claim 1, wherein
外部からの第1制御信号に応じて前記スイッチングトランジスタを遮断する第1の遮断手段と、
該第1の遮断手段により前記スイッチングトランジスタが遮断されているとき、前記チョッパレギュレータを介することなく前記チョッパレギュレータへの入力電圧を前記シリーズレギュレータに入力電圧として供給する第2の迂回手段とを備えた
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
First blocking means for blocking the switching transistor in response to a first control signal from the outside;
When the switching transistor is cut off by the first cut-off means, a second bypass means is provided for supplying the input voltage to the chopper regulator as an input voltage to the series regulator without going through the chopper regulator. The stabilized DC power supply device according to any one of claims 1 to 5.
前記チョッパレギュレータへの入力電圧を検出し、該入力電圧の大きさが所定の閾値より小さくなったとき、前記スイッチングトランジスタを遮断するとともに、前記チョッパレギュレータを介することなく前記チョッパレギュレータへの入力電圧を前記シリーズレギュレータに入力電圧として供給する第3の迂回手段を備えた
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
When the input voltage to the chopper regulator is detected, and the magnitude of the input voltage becomes smaller than a predetermined threshold, the switching transistor is shut off and the input voltage to the chopper regulator is not passed through the chopper regulator. 6. The stabilized DC power supply device according to claim 1, further comprising third bypass means for supplying the series regulator as an input voltage.
前記チョッパレギュレータの備えるスイッチングトランジスタのオン時間のデューティが所定の閾値より大きくなったとき、前記チョッパレギュレータを介することなく前記チョッパレギュレータへの入力電圧を前記シリーズレギュレータに入力電圧として供給する第4の迂回手段を備えた
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
A fourth detour for supplying an input voltage to the series regulator as an input voltage without going through the chopper regulator when the on-time duty of the switching transistor included in the chopper regulator becomes larger than a predetermined threshold value The direct-current stabilized power supply device according to any one of claims 1 to 5, further comprising means.
前記第3の迂回手段または前記第4の迂回手段により、前記チョッパレギュレータを介することなく前記チョッパレギュレータへの入力電圧を前記シリーズレギュレータに入力電圧として供給する時、外部にリセット信号を発する回路を設けた
ことを特徴とする請求項12または請求項13のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
When the third bypass means or the fourth bypass means supplies the input voltage to the chopper regulator as an input voltage to the series regulator without going through the chopper regulator, a circuit for generating a reset signal is provided. 14. The stabilized DC power supply device according to claim 12, wherein the stabilized DC power supply device is provided.
前記チョッパレギュレータは、前記チョッパレギュレータへの入力電圧を昇圧して出力する昇圧チョッパレギュレータである
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
6. The DC stabilized power supply device according to claim 1, wherein the chopper regulator is a boost chopper regulator that boosts and outputs an input voltage to the chopper regulator.
前記チョッパレギュレータは、前記チョッパレギュレータへの入力電圧を昇圧または降圧して出力する昇降圧チョッパレギュレータである
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
6. The stabilized DC power supply device according to claim 1, wherein the chopper regulator is a step-up / step-down chopper regulator that steps up or steps down an input voltage to the chopper regulator and outputs the boosted voltage.
請求項1〜請求項16の何れかに記載の直流安定化電源装置を備えたことを特徴とする電気機器。   An electric apparatus comprising the DC stabilized power supply device according to any one of claims 1 to 16.
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