JP2008197892A - シリーズレギュレータ - Google Patents

Abstract

【課題】出力電流の大きさが変動する場合であっても、入力電圧を、当該変動に応じた適切なものとすることが可能なシリーズレギュレータを提供する。
【解決手段】電力が供給されるとともに、該電力を調整して負荷側に出力する電力調整部と、前記負荷側に出力される電圧である出力電圧を検出し、該検出結果に基づいて前記調整を制御する調整制御部と、を有するシリーズレギュレータにおいて、前記負荷側に出力される電流である出力電流を検出する、電流検出部と、前記電流検出部の検出結果に応じ、電圧を変動させて前記電力調整部へ電力を供給する電力供給手段と、を備えたシリーズレギュレータとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力を調整して負荷に出力する、シリーズレギュレータに関する。

従来、安定化電源の一つとして、シリーズレギュレータが広く採用されている。従来のシリーズレギュレータの一例について、図８を参照しながら、その構成について説明する。

このシリーズレギュレータは、電流調整用のパワートランジスタ１１３におけるベース電流を制御用ＩＣ１２０でコントロールすることにより、出力電圧を予め負荷側の要望に合わせて設定された基準値に調整し、安定な直流電圧を発生させる装置である。制御用ＩＣ１２０では、内蔵または外付の基準電圧回路１２３による基準電圧と、出力電圧を抵抗で分圧した調整電圧とを比較器１２２で比較し、その差により制御用トランジスタ１２１を通じて、パワートランジスタ１１３のベース電流を調整する。これにより、パワートランジスタ１１３のコレクタ電流を制御し、出力電圧値を安定化させている。

またシリーズレギュレータには通常、保護回路として、過電流保護回路１２５や過熱保護回路１２４等が設けられている。これにより、過電流時またはシリーズレギュレータ内の温度上昇時に、パワートランジスタ１１３のベース電流が絞られることで、シリーズレギュレータの破損等からの保護が図られている。さらに、シリーズレギュレータには、例えば比較器への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御することによって、出力端子に接続される負荷への電力供給のＯＮ／ＯＦＦ切替を行うことができる構成のものもある。

ところで、一般的にシリーズレギュレータにおける電力損失Ｑは、概ね次の（１）式により表される。
Ｑ＝｛（入力電圧）−（出力電圧）｝×（出力電流） ・・・（１）
また近年、シリーズレギュレータ等の電源装置においては、電子機器の高機能化等により、大電流の出力が要求される傾向にある。

これによりシリーズレギュレータにおける電力損失が大きくなる結果、レギュレータ自体の発熱が大きくなる傾向にある。このように発熱が大きくなると、例えばレギュレータの基板上に大きな放熱装置が必要になることや、レギュレータのパッケージを大きくしなければならないといった問題が生ずる。そのためシリーズレギュレータにおける電力損失を低減させるためには、（１）式にも示すように、レギュレータにおける入力電圧と出力電圧との差を極力小さくすることが好ましい。
特開平１１−２５９１５２号公報 実開昭６３−１６８５１２号公報

一方、シリーズレギュレータでは一般的に出力電流が大きくなると、シリーズレギュレータ自体の入力電圧と出力電圧との差も、これにほぼ比例して大きくする必要がある。そのため出力電圧を一定にする場合であっても、負荷の違いにより出力電流が変動すると、これに応じて必要となる入力電圧も変わる（出力電流が大きいほど、より大きい入力電圧を要する）こととなる。

そこで、出力電流が最大となる状況を想定しておき、このような場合であってもシリーズレギュレータが正常に作動するように、シリーズレギュレータの入力電圧は高めに設定されるのが通常である。しかしこのようにしておくと、出力電流があまり大きくない場合であっても一律に高い入力電圧が印加される結果、シリーズレギュレータの電力損失は必要以上に大きいものとなってしまう。

なお入力電圧と出力電圧の差が大きい場合、電力損失の観点からはスイッチングレギュレータが有効であるとも思われるが、シリーズレギュレータに比べて製造コストが高く、ノイズも生じ易いといったデメリットもあるため、依然としてシリーズレギュレータの採用が適切であることが多い。

そこで本発明は上述の問題点に鑑み、出力電流の大きさが変動する場合であっても、入力電圧を、当該変動に応じた適切なものとすることが可能なシリーズレギュレータの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るシリーズレギュレータは、電力が供給されるとともに、該電力を調整して負荷側に出力する電力調整部と、前記負荷側に出力される電圧である出力電圧を検出し、該検出結果に基づいて前記調整を制御する調整制御部と、を有するシリーズレギュレータにおいて、前記負荷側に出力される電流である出力電流を検出する、電流検出部と、前記電流検出部の検出結果に応じ、電圧を変動させて前記電力調整部へ電力を供給する電力供給手段と、を備えた構成（第１の構成）とする。

本構成によれば、電力調整部へ供給される電力の電圧（入力電圧）を、出力電流に応じて変動させることが可能となる。そのため、出力電流の大きさが変動する場合であっても、この入力電圧を、当該変動に応じた適切なものとすることができる。

また上記第１の構成として、より具体的には、前記電力調整部は、前記電力の供給元と前記負荷側とを、コレクタ及びエミッタ端子によって接続するトランジスタであり、前記調整制御部は、前記出力電圧と所定の基準電圧との比較結果に基づいた、前記トランジスタのベース電流の制御を通じて前記調整を制御する構成（第２の構成）としてもよい。

また、上記第１または第２の構成において、前記電力供給手段は、各々が異なる電圧によって電力を出力する複数の電源のうちの何れかを、前記電力調整部へ切替可能に接続する、スイッチ回路と、前記電流検出部の検出結果に応じて、前記スイッチ回路における切替を制御する切替制御部と、を備えた構成（第３の構成）としてもよい。

本構成によれば、スイッチ回路における切替を通じて、異なる電圧の電力を電力調整部に供給することが可能となる。そのため、上記第１または第２の構成を容易に実現することができる。

また上記第３の構成において、前記切替制御部は、前記電流検出部の検出結果と所定の閾値との比較結果に応じ、前記切替を制御する構成（第４の構成）を採用としてもよい。本構成によれば、何れの電圧による電力供給がより有効となるかに応じて閾値が設定されることで、上記第３の構成を容易に実現することが可能となる。

また、上記第４の構成において、前記閾値を変更自在に設定するための閾値設定部を備えた構成（第５の構成）としてもよい。本構成によれば、何れの電圧による電力供給がより有効となるかが変動する場合であっても、これに応じて閾値が適切に設定されることで、適切な切替制御を実現することが可能となる。

また、上記第２の構成において、前記電流検出部は、前記トランジスタの温度の検出を通じて、前記出力電流を検出する構成（第６の構成）としてもよい。出力電流とトランジスタの温度（ジュール熱の影響を受ける）とは相関関係があるため、本構成により、出力電流を検出することが可能である。なお従来のシリーズレギュレータでは、過熱保護機能（温度が検出される）が広く設けられている。そのためこの機能を利用すれば、出力電流検出のための新たなセンサの設置を省略することができる。

また、上記第１から第５の何れかの構成において、前記電流検出部は、出力電流を検出するとともに、該検出結果が所定値を超えないように前記調整を制御する、過電流保護回路である構成（第７の構成）としてもよい。

従来のシリーズレギュレータでは、過電流保護回路が広く設けられている。そのため本構成によれば、この過電流保護回路を電流検出部として流用することにより、新たなセンサの設置を省略することが可能である。

また上記第３の構成において、より具体的には、前記スイッチ回路として、リレーまたは半導体素子を有している構成（第８の構成）としてもよい。また上記第１または第２の構成において、前記電力供給手段は、スイッチングレギュレータを備えた構成（第９の構成）としてもよい。

また上記第１または第２の構成において、前記電力供給手段は、前記電流検出部の検出結果に対してリニアに電圧を変動させて、前記電力調整部へ電力を供給する構成（第１０の構成）としてもよい。

本構成によれば、出力電流の変動に対してより正確に適合した電圧で、電力調整部に電力を供給することが可能となる。そのため、出力電流の変動に関わらず、電力調整部での電力損失を極力小さく抑えることが容易となる。

また上記第１から第５の何れかの構成において、前記電流検出部の検出結果を外部に出力する出力端子を備えた構成（第１１の構成）としてもよい。

本構成によれば、例えば検出結果を、当該シリーズレギュレータを備えた電子機器のマイコンに出力させるようにしておくことで、出力電流に応じた各種処理を当該マイコンに行わせることが可能となる。また検出結果を、シリーズレギュレータの前段における、より複雑な電流制限処理などに利用することも可能となる。

また電力が供給されるとともに、該電力を調整して負荷側に出力する電力調整部と、前記負荷側に出力される電圧である出力電圧を検出し、該検出結果に基づいて前記調整を制御する調整制御部と、を有するシリーズレギュレータにおいて、外部から、前記負荷側に出力される電流である出力電流を表す信号を受取るための信号入力端子と、該信号入力端子に入力された当該信号に応じ、電圧を変動させて前記電力調整部へ電力を供給する電力供給手段と、を備えた構成（第１２の構成）のシリーズレギュレータも有用である。

本構成によれば、例えばシリーズレギュレータとともに、出力電流の検出結果を出力する外部装置（電流検出装置）も設けられている場合、この電流検出装置の検出結果に応じて、供給電力の電圧を変動させることが可能となる。そのため、電流検出部を省略しつつも、上記第１の構成と同等の効果を得ることが可能となる。

また上記第１から第１２の何れかの構成に係るシリーズレギュレータを備えた電子機器であれば、上述した各構成に係る利点を享受することができる。

上述の通り、本発明のシリーズレギュレータによれば、電力調整部へ供給される電力の電圧（入力電圧）を、出力電流に応じて変動させることが可能となる。そのため、出力電流の大きさが変動する場合であっても、この入力電圧を、当該変動に応じた適切なものとすることができる。

本発明の実施形態として、実施例１から実施例５の各々を挙げて、以下に説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１として、図１に示す構成のシリーズレギュレータを挙げて、以下に説明する。本図に示すようにシリーズレギュレータは、電力入力端子（１１ａ、１１ｂ）、スイッチ回路１２、パワートランジスタ１３、電力出力端子１４ａ、接地端子１４ｂ、および制御用ＩＣ２０等を備えている。これにより、電力出力端子１４ａと接地端子１４ｂとの間に接続されたＬＥＤ等の電気的負荷に対して、電力を供給する。またシリーズレギュレータは、例えば電子機器に組み込まれて電力供給装置として機能する。

電力入力端子（１１ａ、１１ｂ）は、それぞれ、電圧Ｖｉｎ１および電圧Ｖｉｎ２の電力が入力されるための端子である。なおＶｉｎ１とＶｉｎ２は互いに異なる電圧であるとする。

スイッチ回路１２は、例えばリレーを有する回路やトランジスタ等の半導体素子を有する回路によって構成されており、各電力入力端子（１１ａ、１１ｂ）の何れか一つを、パワートランジスタ１３のエミッタ端子に切替可能に接続する。つまりスイッチ回路１２によって、電力入力端子１１ａとパワートランジスタ１３が接続された状態と、電力入力端子１１ｂとパワートランジスタ１３が接続された状態とが、互いに切替可能となっている。なお後述する通り、この切替は、切替制御部２７によって制御される。

パワートランジスタ１３は、ＰＮＰトランジスタにより構成されており、エミッタ端子はスイッチ回路１２に、コレクタ端子は電力出力端子１４ａに接続されている。またベース端子は、制御用ＩＣ２０に接続されている。これにより、前段側（スイッチ回路１２側）から入力される電力が、制御用ＩＣ２０により調整されて、後段側（電力出力端子１４ａ側）に出力される。なおパワートランジスタ１３の種類はＰＮＰトランジスタに限られず、他種のものであってもよい。

また制御用ＩＣ２０は、制御用トランジスタ２１、比較器２２、基準電圧回路２３、過熱保護回路２４、過電流保護回路２５、出力電流検出回路２６、切替制御部２７、および閾値設定部２８などを備えた、ＩＣチップとして構成されている。

制御用トランジスタ２１、比較器２２、および基準電圧回路２３は、互いに連携して、パワートランジスタのベース電流の制御を通じて、負荷への電力供給を制御する。より具体的には、負荷へ出力される電圧（出力電圧）が複数の抵抗器によって分圧されて生じた電圧Ｖadjと、基準電圧回路により生成された所定の基準電圧Ｖrefとを、比較器２２に比較させる。そしてこの比較結果に応じて、制御用トランジスタ２１がパワートランジスタ１３のベース電流を調整する。これら一連の処理により、出力電圧が基準電圧となるように制御される。

過熱保護回路２４は、パワートランジスタ１３の近傍に設置された温度センサを有しており、パワートランジスタ１３の温度状況を監視している。そしてこの温度センサにより検出された温度が所定の閾値を超えている場合には、負荷に供給される電力が小さくなるように、或いは電力の供給が停止されるように、制御用トランジスタ２１を制御する。これにより、ジュール熱によってパワートランジスタ１３の温度が過剰となることを防止するものとなっている。

過電流保護回路２５は、負荷に出力される出力電流の大きさを監視している。そしてこの大きさが所定の閾値を超えている場合には、負荷に供給される電力が小さくなるように、或いは電力の供給が停止されるように、制御用トランジスタ２１を制御する。これにより、何らかの不具合によって異常な電流が出力されて、負荷や装置が破損すること等を防止するものとなっている。

出力電流検出回路２６は、負荷に出力される出力電流の大きさを継続的に検出するものであり、この検出結果は検出信号として、制御用ＩＣ２０の端子を介して外部へ出力される。これにより例えば検出信号を、当該スイッチングレギュレータを備えた電子機器のマイコンに出力させるようにしておくことで、出力電流に応じた各種処理を当該マイコンに行わせることが可能となる。また検出信号を、シリーズレギュレータの前段における、より複雑な電流制限処理などに利用することも可能となる。なお出力電流検出回路２６による検出情報は、切替制御部２７にも伝送される。

切替制御部２７は、出力電流検出回路２６の検出結果（出力電流の大きさ）と所定の閾値とを比較し、この結果に基づいて、スイッチ回路１２における切替の制御（切替制御）を実行する。また閾値設定部２８は、上述した閾値をユーザの指示に応じて自在に設定可能とするものであり、例えば、外付けの可変抵抗器などが用いられて構成されている。次に、切替制御の具体的内容について、以下に説明する。

ここで前提条件として、端子１１ａに入力される電圧Ｖｉｎ１が５Ｖ、端子１１ｂに入力される電圧Ｖｉｎ２が３Ｖ、端子１４ａから出力される電圧Ｖｏが２．５Ｖであるとする。更に入力電圧と出力電圧との差Ｖ_i-oについては、パワートランジスタ１３の能力により、出力電流が０．５Ａのときには少なくとも０．５Ｖ、同じく１Ａのときには少なくとも１Ｖが必要であるものとする。

この場合、負荷の内容により例えば出力電流が１Ａであるときには、Ｖ_i-oとして１Ｖが必要であるため、入力電圧としては少なくとも３．５Ｖ（１Ｖ＋２．５Ｖ）が要求される。一方、出力電流が０．５Ａ以下であるときには、Ｖ_i-oは０．５Ｖ以下で良いため、入力電圧としては、３Ｖ（＝０．５Ｖ＋２．５Ｖ）で十分となる。

そのため切替制御部２７は、出力電流検出回路２６の検出情報に基づいて、出力電流が０．５Ａ未満である場合には、電力入力端子１１ｂがパワートランジスタ１３に接続されるように、スイッチ部１２を制御する。また一方、出力電流が０．５Ａ以上である場合には、電力入力端子１１ａがパワートランジスタ１３に接続されるように、スイッチ部１２を制御する。

このような制御が行われると、例えば出力電流が０．３Ａである場合には、本シリーズレギュレータにおける電力損失は、（３Ｖ−２．５Ｖ）×０．３Ａ＝０．１５Ｗ程度となる。なお仮に、入力電圧が５Ｖに固定されているシリーズレギュレータであれば、同様の状況における電力損失は、（５Ｖ−２．５Ｖ）×０．３Ａ＝０．７５Ｗ程度となる。この例からも分かるように、本実施例のシリーズレギュレータによれば、出力電流が比較的小さい場合の電力損失を大幅に減らして効率向上が実現されるとともに、装置自体の発熱を抑えることが可能となっている。

なおここでの切替制御は、出力電流の大きさと比較される閾値は０．５Ａとなっているが、先述した通り閾値設定部２８を通じて、この閾値は任意に設定可能である。そのため、パワートランジスタ１３の能力や電圧Ｖｉｎ１、Ｖｉｎ２の大きさ等が変動しても、これに応じて当該閾値が適切に設定されることで、適切な切替制御を実現することが可能となっている。

［実施例２］
次に本発明の実施例２として、図２に示す構成のシリーズレギュレータを挙げて、以下に説明する。なお本実施例は、出力電流検出回路が省略されている点や、外部信号に基づいてスイッチ回路が制御される点などを除き、基本的に実施例１と同様の構成であるため、重複する説明は省略する。

切替制御部２７は、制御内容については実施例１のものと同様であるが、出力電流の大きさについての情報取得経路が異なっている。つまり、実施例１の場合は、出力電流検出回路２６から当該情報を取得していたが、本実施例では、制御用ＩＣ２０に備えられた端子２９に外部から入力される信号によって当該情報を取得するものとなっている。

このような構成によれば、図２に示すように、何らかの目的のために本シリーズレギュレータの出力電流を検出する電流検出装置５０が外部装置として設けられている場合、この電流検出装置５０における検出信号を端子２９にも入力させることで、切替制御部２７に実施例１と同様の制御を行わせることができる。

その結果、出力電流検出回路２６に相当する装置を省略することができ、シリーズレギュレータ自体の回路構成をより簡略することが可能となる。なお端子２９に何も接続されていない場合や、何も信号が供給されていない場合等における誤動作を防止するため、このような場合には、例えば一律に電力入力端子１１ｂがパワートランジスタ１３に接続されるよう、スイッチ回路１２を制御するようにしてもよい。

［実施例３］
次に本発明の実施例３として、図３に示す構成のシリーズレギュレータを挙げて、以下に説明する。なお本実施例は、出力電流検出回路が省略されている点や、過熱保護回路の出力信号に基づいてスイッチ回路が制御される点などを除き、基本的に実施例１と同様の構成であるため、重複する説明は省略する。

切替制御部２７は、制御内容については実施例１のものと同様であるが、出力電流の大きさについての情報取得経路が異なっている。つまり、実施例１の場合は、出力電流検出回路２６から当該情報を取得していたが、本実施例では、過熱保護回路２４から入力される信号によって当該情報を取得するものとなっている。

なお過熱保護回路２４は、パワートランジスタ１３の温度状況を監視し、この温度に応じて制御用トランジスタ２１を制御する点は実施例１と同様であるが、本実施例では更に、この温度情報を切替制御部２７に伝送する構成となっている。そして切替制御部２７では、当該温度における所定の閾値との大小関係に応じて、スイッチ回路１２を制御する。

またここでの閾値は、閾値設定部２８を通じて自在に設定可能である。例えばこの閾値を、出力電流が０．５Ａのときに検出されると想定される温度が、予め算出されたものであるようにすれば、出力電流が０．５Ａより大きいか否かに応じてスイッチ回路１２での切替を行うことができる。なおパワートランジスタ１３の温度は、ジュール熱による発熱状態に大きく依存しており、ひいては、出力電流の大きさと密接な関係がある。従ってパワートランジスタ１３の温度情報に基づいて、出力電流の大きさを検出することは可能である。

本実施例によれば、過熱保護回路２４による検出情報に基づいてスイッチ回路１２を制御することができるため、出力電流検出回路２６に相当する装置を省略することが可能となる。そのため、シリーズレギュレータ自体の回路構成をより簡略することが可能となっている。

［実施例４］
次に本発明の実施例４として、図４に示す構成のシリーズレギュレータを挙げて、以下に説明する。なお本実施例は、出力電流検出回路が省略されている点や、過電流保護回路の出力信号に基づいてスイッチ回路が制御される点などを除き、基本的に実施例１と同様の構成であるため、重複する説明は省略する。

切替制御部２７は、制御内容については実施例１のものと同様であるが、出力電流の大きさについての情報取得経路が異なっている。つまり、実施例１の場合は、出力電流検出回路２６から当該情報を取得していたが、本実施例では、過電流保護回路２５から入力される信号によって当該情報を取得するものとなっている。

なお過電流保護回路２５は、負荷に出力される出力電流の大きさを監視し、この出力電流に応じて制御用トランジスタ２１を制御する点は実施例１と同様であるが、本実施例では更に、この出力電流の情報を切替制御部２７に伝送する構成となっている。そして切替制御部２７では、この情報に基づいてスイッチ回路１２の制御を実行する。

本実施例によれば、過電流保護回路２５による検出情報に基づいてスイッチ回路１２を制御することができるため、出力電流検出回路２６に相当する装置を省略することが可能となる。そのため、シリーズレギュレータ自体の回路構成をより簡略することが可能となっている。

［実施例５］
次に本発明の実施例５として、図５に示す構成のシリーズレギュレータを挙げて、以下に説明する。なお本実施例は、スイッチ回路１２や切替制御部２７等の代わりに、スイッチングレギュレータ回路１５を用いた点などを除き、基本的に実施例１と同様の構成であるため、重複する説明は省略する。

スイッチングレギュレータ回路１５は、出力電流検出回路２６から受取る検出信号（出力電流の大きさの情報）に応じ、供給される電力を調整してパワートランジスタ１３に出力する。ここでスイッチングレギュレータ回路１５の構成を、図６に示す。

図６に示すように、スイッチングレギュレータ回路１５は、外部から電力供給を受けるチョッパーレギュレータ３１、コイル３２、電解コンデンサ３３、ダイオード３４、可変抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２などを備えている。そして、チョッパーレギュレータ３１の出力側は、コイル３２を介して、パワートランジスタ１３に接続されている。またコイル３２の後段は、可変抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の直列回路を介して接地されているとともに、電解コンデンサ３３を介して接地されている。またコイル１３の前段は、ダイオード３４（コイル１３側がカソード）を介して接地されている。また可変抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の間の電圧は、チョッパーレギュレータ３１に入力されるようになっている。また可変抵抗Ｒ１の抵抗値は、出力電流検出回路２６からの検出信号により変動するものとなっている。

このような構成により、スイッチングレギュレータ回路１５は、出力電流検出回路２６からの検出信号に応じて、可変抵抗Ｒ１の抵抗値を変えることで供給される電力を調整し、パワートランジスタ１３に出力するものとなっている。またスイッチングレギュレータ回路１５の構成としては、上記したものの他に、図７に示すものとしてもよい。

図７に示すスイッチングレギュレータ回路１５では、可変抵抗Ｒ１の代わりに、コイル３２の後段に互いに並列に接続され、互いに異なる抵抗値を有する複数の抵抗からなる抵抗群３５、およびこれらの抵抗の何れかを切替可能に抵抗Ｒ２へ接続させるスイッチ３６が備えられている。そしてスイッチ３６は、出力電流検出回路２６からの検出信号に応じて、切替を実行するものとなっている。かかる構成により、抵抗Ｒ２へ接続させる抵抗の種類を変えることで供給される電力を調整し、パワートランジスタ１３に出力するものとなっている。

また更にスイッチングレギュレータ回路１５の構成としては、出力電流検出回路２６から伝送される検出結果（出力電流の大きさ）に対して、供給される電力をリニアに（ある検出値を境として急激に変化させるのではなく、線形的に）に調整して、パワートランジスタ１３に出力するものとしても良い。例えば、出力電流検出回路２６からの検出信号がチョッパーレギュレータ３１に入力されるようにしておくとともに、チョッパーレギュレータ３１を、検出信号に対応してリニアに出力のデューティ比を変化させるものとする。

このようにすることで、出力電流の変動に対してより正確に適合した電圧で、パワートランジスタ１３に電力を供給することが可能となる。そのため、出力電流の変動に関わらず、パワートランジスタ１３での電力損失を極力小さく抑えることが容易となる。

［まとめ］
上述のように各実施例において説明したシリーズレギュレータは、電力が供給されるとともに、この電力を調整（電力調整）して負荷側に出力するパワートランジスタ１３（電力調整部）と、負荷側に出力される電圧である出力電圧を検出し、この検出結果に基づいて電力調整を制御する比較器２２や制御用トランジスタ２１等（調整制御部）と、を有するものとなっている。

そしてこれに加え、負荷側に出力される電流である出力電流を検出する、電流検出部（出力電流検出回路２６など）と、この検出結果に応じ、電圧を変動させてパワートランジスタ１３へ電力を供給する、電力供給手段（スイッチ回路１２、スイッチングレギュレータ回路１５など）を備えている。（ただし実施例２のシリーズレギュレータにおいては、電流検出部の代わりに、外部から出力電流を表す信号を受取るための端子２９が備えられている。）

そのため、パワートランジスタ１３へ供給される電力の電圧（入力電圧）を、出力電流に応じて変動させることが可能となっている。その結果、出力電流の大きさが変動する場合であっても、この入力電圧を、当該変動に応じた適切なものとすることが可能となっている。

以上、本発明に係る各実施例について説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。また各実施例の内容は、矛盾の無い限り、互いに組合わせることが可能である。

本発明は、負荷に電力を供給するための、シリーズレギュレータ等の分野において利用可能である。

本発明の実施例１に係るシリーズレギュレータの構成図である。 本発明の実施例２に係るシリーズレギュレータの構成図である。 本発明の実施例３に係るシリーズレギュレータの構成図である。 本発明の実施例４に係るシリーズレギュレータの構成図である。 本発明の実施例５に係るシリーズレギュレータの構成図である。 本発明の実施例５に係るスイッチングレギュレータ回路の構成図である。 本発明の実施例５に係るスイッチングレギュレータ回路の別の構成図である。 従来のシリーズレギュレータの一例に係る構成図である。

符号の説明

１１ａ、１１ｂ 電力入力端子
１２ スイッチ回路
１３ パワートランジスタ（電力調整部）
１４ａ 電力出力端子
１４ｂ 接地端子
１５ スイッチングレギュレータ回路
２０ 制御用ＩＣ
２１ 制御用トランジスタ
２２ 比較器
２３ 基準電圧回路
２４ 過熱保護回路
２５ 過電流保護回路
２６ 出力電流検出回路
２７ 切替制御部
２８ 閾値設定部
２９ 端子（信号入力端子）
３１ チョッパーレギュレータ
３２ コイル
３３ 電解コンデンサ
３４ ダイオード
３５ 抵抗群
３６ スイッチ
５０ 電流検出装置
Ｒ１ 可変抵抗
Ｒ２ 抵抗

Claims (13)

1. 電力が供給されるとともに、該電力を調整して負荷側に出力する電力調整部と、
   前記負荷側に出力される電圧である出力電圧を検出し、該検出結果に基づいて前記調整を制御する調整制御部と、を有するシリーズレギュレータにおいて、
   前記負荷側に出力される電流である出力電流を検出する、電流検出部と、
   前記電流検出部の検出結果に応じ、電圧を変動させて前記電力調整部へ電力を供給する電力供給手段と、を備えたことを特徴とするシリーズレギュレータ。
2. 前記電力調整部は、
   前記電力の供給元と前記負荷側とを、コレクタ及びエミッタ端子によって接続するトランジスタであり、
   前記調整制御部は、
   前記出力電圧と所定の基準電圧との比較結果に基づいた、前記トランジスタのベース電流の制御を通じて前記調整を制御することを特徴とする請求項１に記載のシリーズレギュレータ。
3. 前記電力供給手段は、
   各々が異なる電圧によって電力を出力する複数の電源のうちの何れかを、前記電力調整部へ切替可能に接続する、スイッチ回路と、
   前記電流検出部の検出結果に応じて、前記スイッチ回路における切替を制御する切替制御部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシリーズレギュレータ。
4. 前記切替制御部は、
   前記電流検出部の検出結果と所定の閾値との比較結果に応じ、前記切替を制御することを特徴とする請求項３に記載のシリーズレギュレータ。
5. 前記閾値を変更自在に設定するための閾値設定部を備えたことを特徴とする請求項４に記載のシリーズレギュレータ。
6. 前記電流検出部は、
   前記トランジスタの温度の検出を通じて、前記出力電流を検出することを特徴とする請求項２に記載のシリーズレギュレータ。
7. 前記電流検出部は、
   出力電流を検出するとともに、該検出結果が所定値を超えないように前記調整を制御する、過電流保護回路であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のシリーズレギュレータ。
8. 前記スイッチ回路は、
   リレーまたは半導体素子を有していることを特徴とする請求項３に記載のシリーズレギュレータ。
9. 前記電力供給手段は、
   スイッチングレギュレータを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシリーズレギュレータ。
10. 前記電力供給手段は、
    前記電流検出部の検出結果に対してリニアに電圧を変動させて、前記電力調整部へ電力を供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシリーズレギュレータ。
11. 前記電流検出部の検出結果を外部に出力する出力端子を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のシリーズレギュレータ。
12. 電力が供給されるとともに、該電力を調整して負荷側に出力する電力調整部と、
    前記負荷側に出力される電圧である出力電圧を検出し、該検出結果に基づいて前記調整を制御する調整制御部と、を有するシリーズレギュレータにおいて、
    外部から、前記負荷側に出力される電流である出力電流を表す信号を受取るための信号入力端子と、
    該信号入力端子に入力された当該信号に応じ、電圧を変動させて前記電力調整部へ電力を供給する電力供給手段と、を備えたことを特徴とするシリーズレギュレータ。
13. 請求項１から請求項１２の何れかに記載のシリーズレギュレータを備えたことを特徴とする電子機器。

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