JPH1097328A

JPH1097328A - 安定化電源回路及びそれを用いた電源装置

Info

Publication number: JPH1097328A
Application number: JP8251893A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Hosoki; 満細木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷電流の増加に応じて出力電圧を増加させ
る。チップサイズの拡大を最小限に抑える。コストアッ
プを回避する。【解決手段】安定化電源回路は、入力端子１と出力端
子１７との間に直列に接続されたパワートランジスタ２
を介して出力電圧を負荷に供給するものであって、出力
電圧の低下を検出する演算増幅器９と、出力電圧の低下
（負荷電流の増加）に応じて抵抗１２に流れる電流を増
加させるトランジスタ１６とを有し、この抵抗１２の電
流増加に伴う両端の電圧増加により、出力電圧が増加す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリーズレギュレ
ータ等の安定化電源回路、及びこの安定化電源回路を用
いた電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の安定化電源回路を図１０に示す。
図１０に示す安定化電源回路は、パワートランジスタと
してＰＮＰトランジスタを使用した低飽和型のシリーズ
レギュレータの基本回路を示しているが、パワートラン
ジスタとしてＮＰＮトランジスタを使用した汎用のシリ
ーズレギュレータやスイッチングレギュレータにおいて
も考え方は同様である。

【０００３】上記の安定化電源回路は、図１０に示すよ
うに、直流入力電圧が印加される入力端子２０と出力端
子２８との間にパワートランジスタ２１を備えている。
パワートランジスタ２１のエミッタ端子は入力端子２０
に接続される一方、コレクタ端子は出力端子２８に接続
されている。出力端子２８とグランドとの間には、抵抗
２６と抵抗２７（出力電圧設定用抵抗）とが直列に接続
されている。

【０００４】パワートランジスタ２１のベース端子に
は、ベース電流を限流する抵抗２２がトランジスタ２３
のコレクタ、エミッタ端子を介してグランドラインに接
続されている。このトランジスタ２３のベース端子に
は、演算増幅器２４の出力が印加される。

【０００５】演算増幅器２４の非反転入力には、安定化
電源回路の設定出力電圧に対応する基準電圧Ｖ_refが基
準電圧発生器２５から印加されている。演算増幅器２４
の反転入力には、上記の抵抗２６と抵抗２７とによって
分圧された出力電圧（以下、分圧電圧と称す）が印加さ
れている。この演算増幅器２４は、上記の基準電圧Ｖ
_refから上記の分圧電圧が差し引かれた結果が所定の増
幅度で増幅された後、上記のトランジスタ２３のベース
端子に印加される。

【０００６】上記の構成によれば、無負荷或いは軽負荷
の状態（負荷電流が小さい状態）で出力電圧が安定して
いる場合、上記の基準電圧Ｖ_refと上記の分圧電圧とが
等しくなるように、トランジスタ２３が演算増幅器２４
によって制御され、パワートランジスタ２１のエミッタ
−コレクタ間の電圧Ｖｃｅが制御され、出力端子２８か
ら所定の出力電圧が出力されるようになっている。この
場合、パワートランジスタ２１のベース電流も小さくて
よい。

【０００７】ところが、負荷電流が増加するにしたがっ
て、パワートランジスタ２１のベース電流も大きくなる
ことが必要となる。このような重負荷時に、所定の出力
電圧を負荷に供給するために、演算増幅器２４の出力が
大きくなければならない。基準電圧Ｖ_refは一定である
ので、上記の分圧電圧が基準電圧Ｖ_refよりも小さくな
る。この結果、演算増幅器２４の出力が大きくなるの
で、パワートランジスタ２１のベース電流も大きくな
り、負荷に所要の負荷電流が供給される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術は、次のような問題点を有している。

【０００９】すなわち、重負荷時に、所定の出力電圧を
維持したまま、所要の負荷電流を負荷に供給するために
は、演算増幅器２４及びトランジスタ２３を含むフィー
ドバック系の利得が高いことが必要である。この高利得
により、負荷電流の増加に対する出力電圧の低下を或る
程度抑えることができる。しかし、フィードバック系の
利得にも限界があり、結局は、負荷電流の増加に伴っ
て、必ず出力電圧が低下してしまう（図９の実線で示す
特性を参照）。

【００１０】加えて、安定化電源回路から負荷への配線
抵抗等に起因する電圧降下を考慮する必要がある。これ
は、配線自体も抵抗を有しており、流れる電流に応じて
該配線で電圧降下が生じてしまうからである。この場
合、実際に負荷に印加される電圧は、この配線抵抗に起
因する電圧降下分が差し引かれたものとなり、最終的に
負荷に印加される出力電圧が低下してしまう。このた
め、配線抵抗が少しでも小さくなるように配線のレイア
ウトを考慮することが必要であり、このような考慮は、
重負荷に対応できる安定化電源回路を実現する上で、非
常に重要な事項となる。

【００１１】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、負荷電流が増加しても、
常に安定して所定の出力電圧を負荷に供給できる安定化
電源回路、及びそれを用いた電源装置を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の安
定化電源回路は、上記の課題を解決するために、入力と
出力との間に直列に接続されたパワー制御素子を介して
出力電圧を負荷に供給する安定化電源回路において、以
下の発明特定事項を有することを特徴としている。

【００１３】即ち、上記の安定化電源回路は、負荷電流
を検出する負荷電流検出手段と、上記パワー制御素子を
制御し、上記の負荷電流の増加に応じて出力電圧を増加
させ、負荷時に常に所定の出力電圧を負荷に供給する制
御手段とを備えている。

【００１４】上記の発明によれば、入力と出力との間に
直列に接続されたパワー制御素子が制御手段によって制
御され、所定の出力電圧が負荷に供給される。この制御
は、負荷電流検出手段によって検出される負荷電流に基
づいて行われる。制御手段は、検出された負荷電流に基
づいてパワー制御素子を次のように制御する。

【００１５】一般に、負荷が重たくなって負荷電流が増
加すると、出力電圧は低下する。しかし、上記の発明に
よれば、パワー制御素子が、負荷電流の増加に応じて出
力電圧が増加するように制御手段によって制御される。
この結果、負荷電流が増加しても、その増加に応じて出
力電圧が増加するので、負荷時に、常に、所定の出力電
圧が負荷に安定して供給されることになる。

【００１６】請求項２に係る発明の安定化電源回路は、
上記課題を解決するために、請求項１の発明特定事項に
おいて、上記制御手段が、上記の出力電圧を分圧する分
圧手段と、上記の負荷電流の増加に応じて、上記の分圧
手段の分圧比を可変する分圧比可変手段と、上記分圧比
で分圧された出力電圧と基準電圧との差を増幅する増幅
手段と、上記の増幅手段の出力に基づいて上記パワー制
御素子を制御し、出力電圧を増加させ、負荷時に常に上
記所定の出力電圧を負荷に供給する調整手段とを備えた
ことを特徴としている。

【００１７】上記の発明によれば、請求項１の発明によ
る作用に加えて、上記の出力電圧は、分圧手段によって
分圧される。分圧手段の分圧比は、検出された負荷電流
の増加に応じて、分圧比可変手段によって可変される。
上記分圧比で分圧された出力電圧は増幅手段に入力さ
れ、ここで、基準電圧との差が増幅される。

【００１８】上記パワー制御素子は、上記の増幅手段の
出力に基づいて、調整手段によって制御される。このと
き、上記の基準電圧は一定ゆえ、負荷電流の増加に応じ
て、調整手段は、出力電圧を増加させる。この結果、負
荷電流が増加しても、その増加に応じて出力電圧が増加
するので、負荷時に、常に、所定の出力電圧が負荷に安
定して供給されることになる。

【００１９】請求項３に係る発明の安定化電源回路は、
上記課題を解決するために、請求項１の発明特定事項に
おいて、上記制御手段が、上記の出力電圧を所定の比に
分圧する分圧手段と、上記の負荷電流の増加に応じて基
準電圧を増加させる基準電圧増加手段と、上記分圧比で
分圧された出力電圧と上記の基準電圧との差を増幅する
増幅手段と、上記の増幅手段の出力に基づいて上記パワ
ー制御素子を制御し、出力電圧を増加させ、負荷時に常
に上記所定の出力電圧を負荷に供給する調整手段とを備
えたことを特徴としている。

【００２０】上記の発明によれば、請求項１の発明によ
る作用に加えて、上記の出力電圧は、分圧手段によって
所定の比に分圧される。基準電圧は、検出された負荷電
流の増加に応じて、基準電圧増加手段によって増加され
る。このように増加された基準電圧は増幅手段へ送ら
れ、ここで、上記分圧比で分圧された出力電圧との差が
増幅される。

【００２１】上記パワー制御素子は、上記の増幅手段の
出力に基づいて、調整手段によって制御される。このと
き、分圧比は一定ゆえ、負荷電流の増加に応じて、調整
手段は、出力電圧を増加させる。この結果、負荷電流が
増加しても、その増加に応じて出力電圧が増加するの
で、負荷時に、常に、所定の出力電圧が負荷に安定して
供給されることになる。

【００２２】請求項４に係る発明の安定化電源回路は、
上記課題を解決するために、入力と出力との間に直列に
接続されたパワートランジスタを介して所定の出力電圧
を負荷に供給する安定化電源回路において、以下の発明
特定事項を有することを特徴としている。

【００２３】即ち、上記の安定化電源回路は、上記パワ
ートランジスタのベース電流を検出するベース電流検出
手段と、上記パワートランジスタを制御し、上記のベー
ス電流の増加に応じて出力電圧を増加させ、負荷時に常
に上記所定の出力電圧を負荷に供給する制御手段とを備
えたことを特徴としている。

【００２４】上記の発明によれば、入力と出力との間に
直列に接続されたパワートランジスタが制御手段によっ
てエミッタ−コレクタ間の電圧が制御され、所定の出力
電圧が負荷に供給される。この制御は、ベース電流検出
手段によって検出されるパワートランジスタのベースに
流れる電流に基づいて行われる。このベース電流は、負
荷に流れる電流に応じて変化するので、負荷電流を間接
的に検出していることになる。このため、負荷電流検出
手段が不要となり、負荷電流検出手段における電力損失
を回避できる。

【００２５】制御手段は、検出されたベース電流の増加
に応じてパワートランジスタを制御する。このとき、一
般に、負荷が重たくなって負荷電流が増加すると、出力
電圧は低下する。しかし、上記の発明によれば、パワー
トランジスタが、ベース電流の増加に応じて出力電圧が
増加するように制御手段によって制御される。この結
果、負荷電流が増加しても、該負荷電流に等価なベース
電流の増加に応じて出力電圧が増加されるので、負荷時
に、常に、所定の出力電圧が負荷に安定して供給される
ことになる。

【００２６】請求項５に係る発明の安定化電源回路は、
上記の課題を解決するために、請求項４の発明特定事項
において、上記制御手段が、上記の出力電圧を分圧する
分圧手段と、上記ベース電流の増加に応じて、上記の分
圧手段の分圧比を可変する分圧比可変手段と、上記分圧
比で分圧された出力電圧と基準電圧との差を増幅する増
幅手段と、上記の増幅手段の出力に基づいて上記パワー
トランジスタを制御し、出力電圧を増加させ、負荷時に
常に上記所定の出力電圧を負荷に供給する調整手段とを
備えたことを特徴としている。

【００２７】上記の発明によれば、請求項４の発明によ
る作用に加えて、上記の出力電圧は、分圧手段によって
分圧される。分圧手段の分圧比は、検出されたベース電
流の増加に応じて、分圧比可変手段によって可変され
る。上記分圧比で分圧された出力電圧は増幅手段へ送ら
れ、ここで、基準電圧との差が増幅される。

【００２８】上記パワートランジスタは、上記の増幅手
段の出力に基づいて、調整手段によって制御される。こ
のとき、上記の基準電圧は一定ゆえ、負荷電流に等価な
ベース電流の増加に応じて、調整手段は、出力電圧を増
加させる。この結果、負荷電流が増加しても、負荷電流
に等価なベース電流の増加に応じて出力電圧が増加する
ので、負荷時に、常に、所定の出力電圧が負荷に安定し
て供給されることになる。

【００２９】請求項６に係る発明の安定化電源回路は、
上記課題を解決するために、請求項４の発明特定事項に
おいて、上記制御手段が、上記の出力電圧を所定の比に
分圧する分圧手段と、上記ベース電流の増加に応じて基
準電圧を増加させる基準電圧増加手段と、上記分圧比で
分圧された出力電圧と上記の基準電圧との差を増幅する
増幅手段と、上記の増幅手段の出力に基づいて上記パワ
ートランジスタを制御し、出力電圧を増加させ、負荷時
に常に上記所定の出力電圧を負荷に供給する調整手段と
を備えたことを特徴としている。

【００３０】上記の発明によれば、請求項４の発明によ
る作用に加えて、上記の出力電圧は、分圧手段によって
所定の比に分圧される。基準電圧は、検出されたベース
電流の増加に応じて、基準電圧増加手段によって増加さ
れる。このように増加された基準電圧は増幅手段へ送ら
れ、ここで、上記分圧比で分圧された出力電圧との差が
増幅される。

【００３１】上記パワートランジスタのエミッタ−コレ
クタ間の電圧は、上記の増幅手段の出力に基づいて、調
整手段によって制御される。分圧手段による分圧比は一
定ゆえ、負荷電流に等価なベース電流の増加に応じて、
調整手段は、出力電圧を増加させる。この結果、負荷電
流が増加しても、負荷電流に等価なベース電流の増加に
応じて出力電圧が増加するので、負荷時に、常に、所定
の出力電圧が負荷に安定して供給されることになる。

【００３２】請求項７に係る発明の安定化電源回路は、
上記課題を解決するために、入力と出力との間に直列に
接続されたパワートランジスタを介して出力電圧を負荷
に供給する安定化電源回路において、以下の発明特定事
項を有することを特徴としている。

【００３３】即ち、上記の安定化電源回路は、上記の出
力電圧を所定の分圧比で分圧する分圧手段と、上記パワ
ートランジスタのベース電流に応じた電圧を基準電圧に
加算する基準電圧加算手段と、加算された上記の基準電
圧と、上記分圧比で分圧された出力電圧との差を増幅す
る増幅手段と、上記の増幅手段の出力に基づいて上記パ
ワートランジスタを制御し、出力電圧を増加させ、負荷
時に常に所定電圧を負荷に供給する調整手段とを備えた
ことを特徴としている。

【００３４】上記の発明によれば、入力と出力との間に
直列に接続されたパワートランジスタが制御手段によっ
てエミッタ−コレクタ間の電圧が制御され、所定の出力
電圧が負荷に供給される。この制御は、ベース電流検出
手段によって検出されるパワートランジスタのベースに
流れる電流に基づいて行われる。このベース電流は、負
荷に流れる電流に応じて変化するので、負荷電流を等価
的に検出していることになる。このため、負荷電流検出
手段が不要となり、負荷電流検出手段における電力損失
を回避できる。

【００３５】検出されたベース電流に応じた電圧が、基
準電圧加算手段によって基準電圧に加算される。加算さ
れた基準電圧は増幅手段に送られ、ここで、上記分圧比
で分圧された出力電圧との差が増幅される。調整手段
は、増幅手段の出力に基づいてパワートランジスタのエ
ミッタ−コレクタ間の電圧を制御し、出力電圧を増加さ
せる。

【００３６】つまり、一般に、負荷が重たくなって負荷
電流が増加すると、出力電圧は低下する。しかし、上記
の発明によれば、基準電圧加算手段は、ベース電流の増
加に応じた電圧を基準電圧に加算するので、基準電圧が
その分だけ増加することになる。このとき、分圧比は一
定ゆえ、負荷電流に等価なベース電流の増加に応じて増
加する基準電圧に基づいて、調整手段はパワートランジ
スタを制御し、出力電圧を増加させる。この結果、負荷
電流が増加しても、負荷電流に等価なベース電流の増加
に応じて出力電圧が増加するので、負荷時に、常に、所
定の出力電圧が負荷に安定して供給されることになる。

【００３７】請求項８に係る発明の安定化電源回路は、
上記課題を解決するために、請求項７の発明特定事項に
おいて、上記の基準電圧加算手段が抵抗であり、上記パ
ワートランジスタのベース電流が流れた際に該抵抗の両
端に生じる電圧が上記基準電圧に加算されるように接続
され、上記抵抗が設定出力電圧の略０．２％の電圧が両
端に生じるような抵抗値を有していることを特徴として
いる。

【００３８】上記の発明によれば、請求項７の発明によ
る作用に加えて、抵抗の両端に、上記パワートランジス
タのベース電流に応じて、設定出力電圧の略０．２％の
電圧が生じる。この電圧は基準電圧に加算されるので、
基準電圧が大きくなり、この結果、出力電圧が増加する
ことになる。このように抵抗を設けるという簡単な構成
により、チップサイズの拡大を最小限に抑えることが可
能となり、コストアップを回避できる。

【００３９】請求項９に係る発明の安定化電源回路は、
上記課題を解決するために、請求項７の発明特定事項に
おいて、上記の基準電圧加算手段は抵抗であり、上記の
パワートランジスタのベース電流が流れた際に該抵抗の
両端に生じる電圧が上記の基準電圧と上記の出力電圧と
の双方に加算されるように接続されることを特徴として
いる。

【００４０】上記の発明によれば、請求項７の発明によ
る作用に加えて、ベース電流の増加に応じて抵抗の両端
に発生する電圧は、基準電圧に加算されると共に、出力
電圧にも加算される。これにより、基準電圧が大きくな
ると共に、出力電圧が増加するが、設定出力電圧に対し
て出力電圧の変化量は変わらない。このように抵抗を設
けるという簡単な構成により、出力電流に対する出力電
圧の増加量が精細に調整される。しかも、チップサイズ
の拡大を最小限に抑えることが可能となり、コストアッ
プを回避できる。

【００４１】請求項１０に係る発明の電源装置は、上記
課題を解決するために、請求項１、２、３、４、５、
６、７、８、又は９記載の安定化電源回路を用いたこと
を特徴としている。

【００４２】上記の発明によれば、請求項１、２、３、
４、５、６、７、８、又は９記載の発明による作用に加
えて、安定化電源回路から負荷への配線抵抗分による電
圧降下を打ち消すことができ、安定化電源回路からの配
線を短くする等の制約が緩和されるので、レイアウトの
自由度が確実に増すと共に、装置サイズの小型化が可能
となる。

【００４３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
乃至図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

【００４４】安定化電源回路において、負荷電流の増加
に応じて出力電圧を増加させるには、大別して次の３つ
の方法がある。第１は、設定出力電圧に対応する基準電
圧を固定にし、出力電圧を検出する抵抗（出力電圧設定
用抵抗）の分圧比を負荷電流の増加に応じて変化させ、
該基準電圧が大きくなるようにすることによって行う
（図２及び図５で示す例を参照）。第２は、分圧比を固
定にし、負荷電流の増加に応じて基準電圧を大きくする
ことによって行う（図３、図６、図７、及び図８で示す
例を参照）。第３は、出力電圧に負荷電流の増加に応じ
た電圧が加算されるようにすることによって行う（図
１、図４、及び図８で示す例を参照）。以下に詳細に説
明する。

【００４５】本実施の一形態に係る安定化電源回路は、
図１に示すように、直流入力電圧が印加される入力端子
１と出力端子１７との間にパワートランジスタ２を備え
ている。パワートランジスタ２のエミッタ端子は入力端
子１に接続される一方、コレクタ端子は負荷電流検出用
の抵抗８を介して出力端子１７に接続されている。

【００４６】パワートランジスタ２のベース端子は、抵
抗３を介してトランジスタ４のコレクタ端子に接続され
ている。トランジスタ４のエミッタ端子はグランドに接
続されている。上記の抵抗３は、ベース電流を限流する
ためのものである。上記のトランジスタ４は、パワート
ランジスタ２のベース電流を制御することによって、コ
レクタ電流を制御するためのものである。

【００４７】パワートランジスタ２のコレクタ端子は、
順に直列接続された抵抗５、６、及び７を介してグラン
ドに接続されている。出力端子１７は、順に直列接続さ
れた抵抗１２、１３、及び１４を介してグランドに接続
されている。抵抗５は抵抗１２と同じ抵抗値Ｒ₃を有
し、抵抗６は抵抗１３と同じ抵抗値Ｒ₂を有し、抵抗７
は抵抗１４と同じ抵抗値をＲ₁を有している。

【００４８】上記の抵抗１２と抵抗１３の接続点と、グ
ランドとの間には、抵抗１５とトランジスタ１６とが直
列に接続されている。トランジスタ１６のコレクタ端子
は上記の抵抗１５の一端に接続され、エミッタ端子はグ
ランドに接続されている。トランジスタ１６のベース端
子には、演算増幅器９の出力が印加される。

【００４９】上記の演算増幅器９の非反転入力には、安
定化電源回路の設定出力電圧に対応する基準電圧Ｖ_ref
が基準電圧発生器１０から印加されている。演算増幅器
９の反転入力には、出力電圧が上記の（抵抗５と抵抗
６）と抵抗７とによって分圧された分圧電圧（以下、分
圧電圧Ｖ_Pと称す）が印加されている。

【００５０】この演算増幅器９では、上記の基準電圧Ｖ
_refと上記の分圧電圧Ｖ_Pとの差が所定の増幅度で増幅
される。上記のトランジスタ１６は、演算増幅器９の出
力が正極性の場合、その大きさに応じた電流を抵抗１５
からグランドに流すようになっている。抵抗１２に流れ
る電流は、抵抗１５及びトランジスタ１６を介してグラ
ンドに流れる電流分だけ大きくなる。したがって、抵抗
１２の両端の電圧増加分だけ、出力端子１７の出力電圧
が増加することになる。これに対して、演算増幅器９の
出力が負極性の場合、トランジスタ１６はオフ状態にな
るので、抵抗１５には電流が流れなくなる。この場合、
出力電圧の増加はない。

【００５１】上記の（抵抗１２と抵抗１３）と抵抗１４
とによる分圧電圧（以下、分圧電圧Ｖ_Qと称す）は、演
算増幅器１１の反転入力へ送られる。上記の基準電圧Ｖ
_refは、演算増幅器１１の非反転入力へ送られる。この
演算増幅器１１の出力は、上記トランジスタ４のベース
端子へ送られる。

【００５２】上記の演算増幅器１１では、上記の基準電
圧Ｖ_refと分圧電圧Ｖ_Qとの差が所定の増幅度で増幅さ
れる。演算増幅器１１の出力が正極性の場合、その大き
さに応じてベース電流が増加し、抵抗３及びトランジス
タ４を介してグランドに流れる。この場合、ベース電流
の増加に応じて、パワートランジスタ２のコレクタ電流
（負荷電流）が増加することになる。

【００５３】上記の安定化電源回路によれば、無負荷或
いは軽負荷の状態（負荷電流が小さい状態）で出力電圧
が安定している場合、上記の基準電圧Ｖ_refと上記の分
圧電圧Ｖ_Qとは略等しくなり、出力端子１７から所定の
出力電圧が出力されるようになっている。この場合、出
力電圧の低下はなく、パワートランジスタ２のベース電
流も小さくてよい。

【００５４】ところが、負荷が重たくなり、負荷電流が
増加すると、それに伴って抵抗８に流れる負荷電流が増
加する。この結果、抵抗８での電圧降下も大きくなり、
負荷に供給される出力電圧が低下する。この場合、フィ
ードバック系の利得だけでは出力電圧の低下分を補えな
い。しかし、上記安定化電源回路によれば、次のように
して、出力電圧は負荷電流の増加に応じて増加する。

【００５５】すなわち、負荷電流が増加すると、パワー
トランジスタ２のコレクタ電圧（グランドに対するコレ
クタ電位）が低下する。このため、上記の分圧電圧Ｖ_P
が低下し、基準電圧Ｖ_refよりも小さくなる。したがっ
て、演算増幅器９の出力は正極性で大きくなり、その大
きさに応じてトランジスタ１６のコレクタ電流が変化す
るので、抵抗１２に流れる電流は、抵抗１５及びトラン
ジスタ１６のコレクタ、エミッタ端子を介してグランド
に流れる電流分だけ大きくなる。電流の増加分だけ、抵
抗１２の両端の電圧が増加するので、出力端子１７の出
力電圧が増加する（図９の破線で示す特性を参照）。し
たがって、重負荷時には、増加した出力電圧によって、
フィードバック系の利得だけでは補えない出力電圧の低
下を確実に補うことができる。

【００５６】以上のように、負荷電流が増加しても、そ
の増加に応じて出力電圧が増加するので、安定化電源回
路から負荷への配線等に起因する電圧降下分を補償する
ことができる。これにより、常に、所定の出力電圧を負
荷に安定して供給できる。

【００５７】ここで、図２を参照しながら、他の実施の
形態に係る安定化電源回路を説明する。なお、説明の便
宜上、図１に示した部材と同一の機能を有する部材につ
いては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００５８】図１と異なる点は、図２の安定化電源回路
が抵抗１４の抵抗値を変化させることによって分圧電圧
Ｖ_Qの低下を大きくし、結果として設定出力電圧を大き
くすることによって出力電圧の低下を補うことにある。
図２の安定化電源回路によれば、トランジスタ１６と抵
抗１５とを直列接続したものが、抵抗１４に対して並列
に接続される。

【００５９】図２の安定化電源回路によれば、無負荷或
いは軽負荷の状態で出力電圧が安定している場合、基準
電圧Ｖ_refと分圧電圧Ｖ_Pとは略等しくなるので、トラ
ンジスタ１６はオフ状態となり、上記の並列接続関係は
なくなる。この結果、基準電圧Ｖ_refが分圧電圧Ｖ_Qと
等しくなるようにパワートランジスタ２が制御され、所
定の出力電圧が出力端子１７から負荷に対して供給され
る。この場合、出力電圧の低下はなく、パワートランジ
スタ２のベース電流は小さくてよい。

【００６０】ところが、負荷が重たくなり、負荷電流が
増加すると、パワートランジスタ２のコレクタ電圧も低
下する。また、負荷電流の増加に伴って、抵抗８に流れ
る電流も増加する。この結果、抵抗８での電圧降下も大
きくなり、負荷に供給される出力電圧が益々低下する。
しかし、次のようにして、出力電圧は負荷電流の増加に
応じて増加する。

【００６１】即ち、負荷電流が増加すると、パワートラ
ンジスタ２のコレクタ電圧が低下する。このため、分圧
電圧Ｖ_Pが低下し、基準電圧Ｖ_refよりも小さくなる。
演算増幅器９の出力は正極性で大きくなり、その大きさ
に応じてトランジスタ１６のエミッタ−コレクタ間の抵
抗が変化する。したがって、抵抗１５にトランジスタ１
６のエミッタ−コレクタ間の抵抗を加えたものが抵抗１
４に対して並列に接続されることになる。

【００６２】上記の並列接続により、抵抗１４の両端の
抵抗が負荷電流の増加に応じて減少するので、それに伴
って分圧電圧Ｖ_Qも低下する。この結果、基準電圧Ｖ
_refと分圧電圧Ｖ_Qとの間の差が大きくなり、設定出力
電圧が大きくなったことと等価になる。これにより、出
力電圧が増加することになる。

【００６３】以上のように、負荷電流が増加しても、そ
の増加に応じて出力電圧が増加するので、安定化電源回
路から負荷への配線等に起因する電圧降下分を補償する
ことができる。これにより、常に、所定の出力電圧を負
荷に安定して供給できる。加えて、基準電圧が一定ゆ
え、分圧比を可変するための構成が必要とされるだけで
あり、構成を簡素化できる。

【００６４】ここで、図３を参照しながら、他の実施の
形態に係る安定化電源回路を説明する。なお、説明の便
宜上、図１に示した部材と同一の機能を有する部材につ
いては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００６５】図１と異なる点は、図３の安定化電源回路
が、重負荷時に、負荷電流の増加に応じて、基準電圧を
増加させて設定出力電圧を大きくし、出力電圧を増加さ
せることにある。図３によれば、負荷電流の増加に応じ
て基準電圧Ｖ' _refが基準電圧Ｖ_refに加算されるよう
になっている。

【００６６】演算増幅器１１の非反転入力には、基準電
圧発生器１０から基準電圧Ｖ_refが抵抗１８を介して印
加されると共に、基準電圧発生器３０から基準電圧Ｖ'
_refがトランジスタ３１及び抵抗３８を介して印加され
る。トランジスタ３１のコレクタ端子とグランドとの間
には、抵抗３９が接続されている。これにより、基準電
圧Ｖ' _refが、トランジスタ３１のエミッタ−コレクタ
間の抵抗と、抵抗３９とで分圧され、該分圧電圧が基準
電圧Ｖ_refに加算されることになる。

【００６７】図３においては、分圧電圧Ｖ_Pは抵抗５と
抵抗７の接続点のグランドに対する電位であり、分圧電
圧Ｖ_Qは抵抗１２と抵抗１４の接続点のグランドに対す
る電位である。抵抗５と抵抗１２とは抵抗値が互いに等
しく、抵抗７と抵抗１４とは抵抗値が互いに等しい。

【００６８】演算増幅器９の反転入力には上記の分圧電
圧Ｖ_Pが印加される一方、非反転入力には上記の分圧電
圧Ｖ_Qが印加される。演算増幅器９の出力は、トランジ
スタ３１のベース端子に接続されている。演算増幅器１
１の反転入力には、上記の分圧電圧Ｖ_Qが印加されてい
る。

【００６９】図３の安定化電源回路によれば、無負荷或
いは軽負荷の状態で出力電圧が安定している場合、抵抗
８で電圧降下が殆ど生じないので、分圧電圧Ｖ_Pと分圧
電圧Ｖ_Qとが略等しくなり、トランジスタ３１はオフ状
態になる。この場合、基準電圧は基準電圧Ｖ_refに等し
くなる（つまり、基準電圧Ｖ' _refは加算されない）。
この結果、基準電圧Ｖ_refと分圧電圧Ｖ_Qとが等しくな
るように、トランジスタ４が演算増幅器１１によって制
御され、パワートランジスタ２のエミッタ−コレクタ間
の電圧Ｖｃｅが制御されて出力端子１７から所定の出力
電圧が出力されるようになっている。この場合、出力電
圧の低下はなく、パワートランジスタ２のベース電流も
小さくてよい。

【００７０】ところが、負荷が重たくなり、負荷電流が
増加すると、パワートランジスタ２のコレクタ電圧が低
下すると共に、抵抗８に流れる負荷電流が増加する。こ
の結果、抵抗８での電圧降下も大きくなるので、負荷に
供給される出力電圧が低下する。しかし、次のようにし
て、出力電圧は負荷電流の増加に応じて増加する。

【００７１】即ち、負荷電流が増加すると、抵抗８での
電圧降下が大きくなり、抵抗８の両端に大きな電位差を
生じる。この結果、分圧電圧Ｖ_Pが分圧電圧Ｖ_Qよりも
大きくなり、演算増幅器９は、両分圧電圧の差に応じた
負極性の出力になる。トランジスタ３１のエミッタ−コ
レクタ間の抵抗は、両分圧電圧の差に応じたものとな
る。つまり、両分圧電圧の差が大きくなるほど、エミッ
タ−コレクタ間の抵抗は小さくなり、基準電圧Ｖ_refに
加算される基準電圧Ｖ' _refの割合が大きくなる（なぜ
なら、分圧比が大きくなるから）。この結果、基準電圧
が増加するので、設定出力電圧が大きくなり、これに伴
って出力電圧も増加する。

【００７２】以上のように、負荷電流が増加しても、そ
の増加に応じて基準電圧が増加し、これに伴って出力電
圧が増加するので、安定化電源回路から負荷への配線等
に起因する電圧降下分を補償することができる。これに
より、常に、所定の出力電圧を負荷に安定して供給でき
る。

【００７３】なお、図３は、設定出力電圧が固定（例え
ば、出力電圧が５ボルトに固定）の場合の例を説明して
いるが、負荷電流の増加に応じて演算増幅器９の出力が
負極性に大きくなるようにすれば、出力電圧可変タイプ
の安定化電源回路デバイスへも対応できる。これは、例
えば、図３において、抵抗１２、１４を取り除き、演算
増幅器９の非反転入力を分圧電圧Ｖ_Pに接続替えし、演
算増幅器９の反転入力をグランドに接続替えし、演算増
幅器１１の反転入力をグランドに接続替えすることによ
って実現できる。この場合、抵抗８、１２、及び１４が
不要となり、安定化電源回路の小型化が可能となり、且
つ、コトアップを回避できる。

【００７４】ここで、図４を参照しながら、他の実施の
形態に係る安定化電源回路を説明する。なお、説明の便
宜上、図１に示した部材と同一の機能を有する部材につ
いては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００７５】図１と異なる点は、図４の安定化電源回路
が負荷電流の増加をパワートランジスタ２のベースに流
れる電流に基づいて検出することにある。これは、パワ
ートランジスタ２のベース電流を検出することによって
コレクタ電流に等価な電流が検出できることに基づいて
いる（パワートランジスタ２のパラメータを h_feとし、
コレクタ電流をＩ_Cとし、ベース電流をＩ_Eとすると、
Ｉ_C＝ h_feＩ_Cの関係が成立する）。これにより、負荷
電流検出手段である図３の抵抗８が不要となる。一般
に、抵抗８は、大電流を検出するのでサイズが大きくな
り、この大電流のために電力損失をもたらすが、上記安
定化電源回路によれば、抵抗８よりも遙に小さな定格の
抵抗３２を設けるだけでよく、サイズの小型化及び検出
時の電力損失の大幅低減が可能となる。

【００７６】この安定化電源回路は、図４に示すよう
に、抵抗３２がトランジスタ４のエミッタ端子とグラン
ドとの間に接続されており、この抵抗３２に流れる電流
はパワートランジスタ２のベースに流れる電流に等し
く、且つ、コレクタ電流に等価な電流である。演算増幅
器９の反転入力はグランドに接続される一方、非反転入
力には抵抗３２の両端の電圧が印加されている。

【００７７】上記の安定化電源回路によれば、無負荷或
いは軽負荷の状態で出力電圧が安定している場合、抵抗
３２の両端の電圧は非常に小さく、トランジスタ１６は
オフ状態になる。このとき、上記の基準電圧Ｖ_refと上
記の分圧電圧Ｖ_Qとは略等しくなり、出力端子１７から
所定の出力電圧が出力されるようになっている。この場
合、出力電圧の低下はなく、パワートランジスタ２のベ
ース電流も小さくてよい。

【００７８】ところが、負荷が重たくなり、負荷電流が
増加すると、負荷に供給される出力電圧が低下する。こ
の場合、フィードバック系の利得だけでは出力電圧の低
下分を補えない。しかし、上記安定化電源回路によれ
ば、次のようにして、出力電圧は負荷電流の増加に応じ
て増加する。

【００７９】即ち、負荷電流が増加すると、それに対応
してパワートランジスタ２のベース電流が増加する。ベ
ース電流の増加に応じて、抵抗３２の両端の電圧が大き
くなる。演算増幅器９の出力は正極性に大きくなり、ト
ランジスタ１６のコレクタ電流が増加する。抵抗１５に
流れる電流分だけ、抵抗１２に流れる全電流が増加する
ので、抵抗１２の両端の電圧の増加分だけ、出力電圧が
増加する。したがって、重負荷時には、増加した出力電
圧によって、フィードバック系の利得だけでは補えない
出力電圧の低下を確実に補うことができる。

【００８０】以上のように、負荷電流が増加しても、そ
の増加に応じて出力電圧が増加するので、安定化電源回
路から負荷への配線等に起因する電圧降下分を補償する
ことができる。これにより、常に、所定の出力電圧を負
荷に安定して供給できる。

【００８１】加えて、パワートランジスタ２の制御が、
検出した負荷電流に基づいてではなくてパワートランジ
スタ２のベースに流れる電流に基づいて行われるので、
負荷電流検出手段が不要となる。一般に負荷電流検出手
段は、大電流を検出するのでサイズが大きくなり、この
大電流のために電力損失をもたらす。しかしながら、上
記安定化電源回路によれば、負荷電流検出手段よりも遙
に小さな定格の抵抗３２を設けるだけでよく、サイズの
小型化及び検出時の電力損失の大幅低減が可能となる。

【００８２】ここで、図５を参照しながら、他の実施の
形態に係る安定化電源回路を説明する。なお、説明の便
宜上、図４に示した部材と同一の機能を有する部材につ
いては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００８３】図４と異なる点は、図５の安定化電源回路
が抵抗１４の抵抗値を変化させることによって分圧電圧
Ｖ_Qの低下を大きくし、結果として設定出力電圧を大き
くすることによって出力電圧の低下を補うことにある。
図５の安定化電源回路によれば、トランジスタ１６と抵
抗１５とを直列接続したものが、抵抗１４に対して並列
に接続される。

【００８４】図５の安定化電源回路によれば、無負荷或
いは軽負荷の状態で出力電圧が安定している場合、抵抗
３２の両端の電圧は非常に小さく、トランジスタ１６は
オフ状態となり、上記の並列接続関係はない。この結
果、基準電圧Ｖ_refが分圧電圧Ｖ_Qと等しくなるように
パワートランジスタ２が制御され、所定の出力電圧が出
力端子１７から負荷に対して供給される。この場合、出
力電圧の低下はなく、パワートランジスタ２のベース電
流は小さくてよい。

【００８５】ところが、負荷が重たくなり、負荷電流が
増加すると、パワートランジスタ２のコレクタ電圧が低
下すると共に、ベース電流が増加し、抵抗３２の両端の
電圧が増加する。この電圧の増加に応じて、演算増幅器
９の出力は正極性で大きくなり、その大きさに応じてト
ランジスタ１６のエミッタ−コレクタ間の抵抗が変化す
る。したがって、抵抗１５にトランジスタ１６のエミッ
タ−コレクタ間の抵抗を加えたものが抵抗１４に対して
並列に接続されることになる。

【００８６】上記の並列接続により、抵抗１４の両端の
抵抗が負荷電流の増加に応じて減少するので、それに伴
って分圧電圧Ｖ_Qも低下する。この結果、基準電圧Ｖ
_refと分圧電圧Ｖ_Qとの間の差が大きくなり、設定出力
電圧が大きくなったことと等価になる。これにより、出
力電圧が増加することになる。

【００８７】以上のように、負荷電流が増加しても、そ
の増加に応じて出力電圧が増加するので、安定化電源回
路から負荷への配線等に起因する電圧降下分を補償する
ことができる。これにより、常に、所定の出力電圧を負
荷に安定して供給できる。加えて、基準電圧が一定ゆ
え、分圧比を可変するための構成が必要とされるだけで
あり、構成を簡素化できる。

【００８８】ここで、図６を参照しながら、他の実施の
形態に係る安定化電源回路を説明する。なお、説明の便
宜上、図３及び図４に示した部材と同一の機能を有する
部材については、同一の符号を付し、その説明を省略す
る。

【００８９】図４と異なる点は、図６の安定化電源回路
が重負荷時に、負荷電流の増加に応じて、基準電圧を増
加させて設定出力電圧を大きくし、出力電圧を増加させ
ることにある。図６によれば、負荷電流の増加に応じて
基準電圧Ｖ' _refが基準電圧Ｖ_refに加算されるように
なっている。

【００９０】演算増幅器１１の非反転入力には、基準電
圧発生器１０から基準電圧Ｖ_refが抵抗１８を介して印
加されると共に、基準電圧発生器３０から基準電圧Ｖ'
_refがトランジスタ３１及び抵抗３８を介して印加され
る。トランジスタ３１のエミッタ端子とグランドとの間
には、抵抗３９が接続されている。これにより、基準電
圧Ｖ' _refが、トランジスタ３１のエミッタ−コレクタ
間の抵抗と、抵抗３９とで分圧され、該分圧電圧が基準
電圧Ｖ_refに加算されることになる。

【００９１】演算増幅器９の反転入力はグランドに接続
される一方、非反転入力には抵抗３２の両端の電圧が印
加される。演算増幅器９の出力は、トランジスタ３１の
ベース端子に接続されている。演算増幅器１１の反転入
力には、上記の分圧電圧Ｖ_Qが印加されている。

【００９２】図６の安定化電源回路によれば、無負荷或
いは軽負荷の状態で出力電圧が安定している場合、抵抗
３２の両端の電圧が充分に小さく、トランジスタ３１は
オフ状態になる。この場合、基準電圧は基準電圧Ｖ_ref
に等しくなる（つまり、基準電圧Ｖ' _refは加算されな
い）。この結果、基準電圧Ｖ_refと分圧電圧Ｖ_Qとが等
しくなるように、トランジスタ４が演算増幅器１１によ
って制御され、パワートランジスタ２のエミッタ−コレ
クタ間の電圧Ｖｃｅが制御されて出力端子１７から所定
の出力電圧が出力されるようになっている。この場合、
出力電圧の低下はなく、パワートランジスタ２のベース
電流も小さくてよい。

【００９３】ところが、負荷が重たくなり、負荷電流が
増加すると、パワートランジスタ２のコレクタ電圧が低
下すると共に、ベース電流が増加し、それに伴って抵抗
３２の両端の電圧が増加する。この結果、演算増幅器９
の出力は、抵抗３２の両端の電圧に応じて負極性で大き
くなる。トランジスタ３１のエミッタ−コレクタ間の抵
抗は、抵抗３２の両端の電圧に応じたものとなる。つま
り、抵抗３２の両端の電圧が大きくなるほど、エミッタ
−コレクタ間の抵抗は小さくなり、基準電圧Ｖ_refに加
算される基準電圧Ｖ' _refの割合が大きくなる（なぜな
ら、分圧比が大きくなるから）。この結果、基準電圧が
増加するので、設定出力電圧が大きくなり、これに伴っ
て出力電圧も増加する。

【００９４】以上のように、負荷電流が増加しても、そ
の増加に応じて基準電圧が増加し、これに伴って出力電
圧が増加するので、安定化電源回路から負荷への配線等
に起因する電圧降下分を補償することができる。これに
より、常に、所定の出力電圧を負荷に安定して供給でき
る。

【００９５】なお、図６は、設定出力電圧が固定の場合
の例を説明しているが、負荷電流の増加に応じて演算増
幅器９の出力が負極性に大きくなるようにすれば、図３
の場合と同様に、出力電圧可変タイプの安定化電源回路
デバイスへも対応できる。

【００９６】ここで、図７を参照しながら、他の実施の
形態に係る安定化電源回路を説明する。安定化電源回路
は、図７に示すように、入力端子４１と出力端子５０と
の間にパワートランジスタ４２が接続されている。パワ
ートランジスタ４２のベースとグランドとの間には、順
に直列接続された抵抗４３、トランジスタ４４、及び抵
抗４７が接続されている。

【００９７】上記の抵抗４７は、大きすぎると出力電圧
の変化量が大きくなるので好ましくなく、また小さすぎ
ると所望の変化量が得られなくなり好ましくない。この
ように出力電圧の変化量の制約から、設定出力電圧の略
０．２％の電圧が両端に生じるように、抵抗４７の抵抗
値が設定されることが好ましい。

【００９８】トランジスタ４４のベース端子には、演算
増幅器４５が接続されており、その非反転入力には基準
電圧発生器４６からの基準電圧Ｖ_refと抵抗４７の両端
の電圧とが加算されるように接続されている。演算増幅
器４５の反転入力には、出力電圧が抵抗４８と抵抗４９
とで分圧された分圧電圧Ｖ_Qが印加されている。

【００９９】上記の安定化電源回路によれば、無負荷或
いは軽負荷の状態で出力電圧が安定している場合、抵抗
４７の両端の電圧が充分に小さく、基準電圧は基準電圧
Ｖ_re _fのみに略等しくなる。この結果、基準電圧Ｖ_ref
と分圧電圧Ｖ_Qとが等しくなるように、トランジスタ４
４が演算増幅器４５によって制御され、パワートランジ
スタ４２のエミッタ−コレクタ間の電圧Ｖｃｅが制御さ
れて出力端子５０から所定の出力電圧が出力されるよう
になっている。この場合、出力電圧の低下はなく、パワ
ートランジスタ４２のベース電流も小さくてよい。

【０１００】ところが、負荷が重たくなり、負荷電流が
増加すると、パワートランジスタ４２のコレクタ電圧が
低下すると共に、ベース電流が増加し、抵抗４７の両端
の電圧が増加する。この結果、基準電圧（設定出力電
圧）は、基準電圧Ｖ_refに抵抗４７の両端の電圧が加算
されたものとなる。このように、基準電圧が増加するの
で、設定出力電圧が大きくなり、この結果、出力電圧も
増加する。

【０１０１】出力電圧をＶ_OUTとし、パワートランジス
タ４２のベース電流をＩ_Bとし、抵抗４７、抵抗４８、
及び抵抗４９の抵抗値をそれぞれＲ₄₇、Ｒ₄₈、及びＲ₄₉
とすると、Ｖ_OUT＝（Ｖ_ref＋Ｉ_BＲ₄₇）（１＋Ｒ₄₈／
Ｒ₄₉）となる。つまり、設定出力電圧に比例して、出力
電圧の変化量が大きくなる。これにより、負荷電流が増
加しても、出力電圧が降下することなく、負荷電流に等
価なベース電流の増加に応じて出力電圧が増加するの
で、常に、所定の出力電圧が負荷に安定して供給される
ことになる。なお、パワートランジスタ４２のベース電
流は、Ｉ_C＝ h_feＩ_Cに従って、増加した負荷電流に応
じて大きくなる。

【０１０２】加えて、パワートランジスタ４２の制御
が、検出した負荷電流に基づいてではなくてパワートラ
ンジスタ４２のベースに流れる電流に基づいて行われる
ので、負荷電流検出手段が不要となる。一般に負荷電流
検出手段は、大電流を検出するのでサイズが大きくな
り、この大電流のために電力損失をもたらす。しかし、
上記安定化電源回路によれば、負荷電流検出手段よりも
遙に小さな定格の抵抗４７を設けるだけでよく、サイズ
の小型化及び検出時の電力損失の大幅低減が可能とな
る。

【０１０３】ここで、図８を参照しながら、他の実施の
形態に係る安定化電源回路を説明する。なお、説明の便
宜上、図７に示した部材と同一の機能を有する部材につ
いては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【０１０４】図７と異なる点は、図８の安定化電源回路
が、重負荷時に、ベース電流の増加に応じて、抵抗４７
の両端の電圧が基準電圧Ｖ_refと分圧電圧Ｖ_Qとの双方
に対して加算されることにある。

【０１０５】上記の安定化電源回路によれば、無負荷或
いは軽負荷の状態で出力電圧が安定している場合、抵抗
４７の両端の電圧が充分に小さく、基準電圧は基準電圧
Ｖ_re _fに略等しくなる。この結果、基準電圧Ｖ_refと分
圧電圧Ｖ_Qとが等しくなるように、トランジスタ４４が
演算増幅器４５によって制御され、パワートランジスタ
４２のエミッタ−コレクタ間の電圧Ｖｃｅが制御されて
出力端子５０から所定の出力電圧が出力されるようにな
っている。この場合、出力電圧の低下はなく、パワート
ランジスタ４２のベース電流も小さくてよい。

【０１０６】ところが、負荷が重たくなり、負荷電流が
増加すると、パワートランジスタ４２のコレクタ電圧が
低下すると共に、抵抗４７の両端の電圧が増加する。こ
の結果、基準電圧（設定出力電圧）は、基準電圧Ｖ_ref
に抵抗４７の両端の電圧が加算されたものとなると共
に、出力電圧は、抵抗４７、抵抗４８、及び抵抗４９の
両端の電圧の和であるので、抵抗４７の両端の電圧分だ
け出力電圧が増加することになる。なお、分圧電圧Ｖ_Q
も、抵抗４７の両端の電圧が加算されたものとなる。

【０１０７】出力電圧は、Ｖ_OUT＝〔Ｖ_ref（１＋Ｒ₄₈
／Ｒ₄₉）＋Ｉ_BＲ₄₇〕となる。つまり、抵抗４７の両端
の電圧が基準電圧Ｖ_refと分圧電圧Ｖ_Qとの双方に対し
て加算されているので、設定出力電圧に対して、出力電
圧の変化量は変わらない。なお、この場合、Ｉ_Bは安定
化電源回路の回路動作電流（無負荷時の消費電流）を含
んでいる。

【０１０８】上記の抵抗４７の抵抗値は、負荷電流１Ａ
当たりの出力電圧の増加量ΔＶが、出力電圧（設定出力
電圧）の略０．１％〜０．２％になるように設定され
る。つまり、抵抗４７は、Ｒ₄₇＝ΔＶ（設定出力電圧の
略０．１％〜０．２％）× h_fe／１（Ａ）を満足するよ
うな抵抗値を有している。

【０１０９】抵抗４７の上記の抵抗値の設定は、次の根
拠に基づいている。即ち、安定化電源回路の負荷変動率
は、通常、１％〜２％に規定されている。したがって、
負荷電流１Ａ当たりの出力電圧の増加量ΔＶは、上記の
負荷変動率の規定の範囲内であることが必要であり、し
かも、安定化電源回路の構成素子のバラツキ等で不良率
に影響を与えない程度に設定することが必要である。こ
のような根拠から、負荷電流１Ａ当たりの出力電圧の増
加量ΔＶは、上記の負荷変動率の規定の略１／１０に設
定することが適切である。

【０１１０】例えば、設定出力電圧が５Ｖの場合、負荷
電流１Ａ当たりの出力電圧の増加量ΔＶは略５ｍＶ〜１
０ｍＶとなるように、上記の抵抗４７の抵抗値が設定さ
れることになる。

【０１１１】具体的には、出力電圧の増加量は、安定化
電源回路の従来の負荷変動特性を考慮し、決定される。
例えば、設定出力電圧が５Ｖの場合、出力電流１Ａに対
して出力電圧を１０ｍＶ増加させるとすると、安定化電
源回路の従来の負荷変動が負荷電流１Ａに対して出力電
圧が無負荷時よりも（−５）ｍＶ低下する特性であれ
ば、パワートランジスタ４２のパラメータが h_feのと
き、Ｒ₄₇＝１５× h_feに設定される。

【０１１２】また、無負荷時或いは軽負荷時の出力電圧
は、回路動作電流（無負荷時或いは軽負荷時の消費電
流）が通常数ｍＡ以下であるので、Ｖ_OUT（無負荷時或
いは軽負荷時）＝〔Ｖ_ref（１＋Ｒ₄₈／Ｒ₄₉）＋Ｉ_BＲ
₄₇〕が成立し、Ｉ_BＲ₄₇を考慮し、Ｒ₄₈、Ｒ₄₉を選定す
ることが必要である。ただし、通常、回路動作電流は数
ｍＡ以下であり、Ｉ_BＲ₄₇は無視できる。

【０１１３】以上のように、負荷電流が増加しても、出
力電圧が降下することなく、負荷電流に等価なベース電
流の増加に応じて出力電圧が増加するので、常に、所定
の出力電圧が負荷に安定して供給されることになる。し
かも、設定出力電圧に対して、出力電圧の変化量は変わ
らない。

【０１１４】加えて、パワートランジスタ４２の制御
が、検出した負荷電流に基づいてではなくてパワートラ
ンジスタ４２のベースに流れる電流に基づいて行われる
ので、負荷電流検出手段が不要となる。一般に負荷電流
検出手段は、大電流を検出するのでサイズが大きくな
り、この大電流のために電力損失をもたらす。しかし、
上記安定化電源回路によれば、負荷電流検出手段よりも
遙に小さな定格の抵抗４７を設けるだけでよく、サイズ
の小型化及び検出時の電力損失の大幅低減が可能とな
る。

【０１１５】以上のように、重負荷時に、ベース電流の
増加に応じて、抵抗４７の両端の電圧が基準電圧Ｖ_ref
と分圧電圧Ｖ_Qとの双方に対して加算されるという簡単
な構成により、出力電流に対する出力電圧の増加量が精
細に調整される。しかも、チップサイズの拡大を最小限
に抑えることが可能となり、コストアップを回避でき
る。

【０１１６】以上は、種々の安定化電源回路について説
明した。これらの安定化電源回路は、一般に、電源装置
に組み込まれる。電源装置が上記何れかの安定化電源回
路を備えると、各安定化電源回路の作用、効果に加え
て、安定化電源回路から負荷への配線抵抗分による電圧
降下を打ち消すことができ、安定化電源回路からの配線
を短くする等の制約が緩和されるので、レイアウトの自
由度が確実に増すと共に、装置サイズの小型化が可能と
なる。

【０１１７】なお、本発明は、上記の実施の形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可
能である。例えば、上記実施の形態では、パワートラン
ジスタとしてＰＮＰトランジスタを用いた低飽和型のシ
リーズレギュレータを例に挙げて説明しているが、本発
明は、パワートランジスタとしてＮＰＮトランジスタを
用いた汎用のシリーズレギュレータやスイッチングレギ
ュレータにも同様に適用可能である。

【０１１８】

【発明の効果】請求項１に係る発明の安定化電源回路
は、以上のように、負荷電流を検出する負荷電流検出手
段と、パワー制御素子を制御し、上記の負荷電流の増加
に応じて出力電圧を増加させ、負荷時に常に所定の出力
電圧を負荷に供給する制御手段とを備えたものである。

【０１１９】それゆえ、パワー制御素子が、負荷電流の
増加に応じて出力電圧が増加するように制御されるの
で、負荷電流が増加しても、その増加に応じて出力電圧
が増加する。これにより、安定化電源回路から負荷への
配線等に起因する電圧降下分を補償することができるの
で、常に、所定の出力電圧を負荷に安定して供給できる
という効果を奏する。

【０１２０】請求項２に係る発明の安定化電源回路は、
以上のように、請求項１の発明特定事項において、上記
制御手段が、上記の出力電圧を分圧する分圧手段と、上
記の負荷電流の増加に応じて、上記の分圧手段の分圧比
を可変する分圧比可変手段と、上記分圧比で分圧された
出力電圧と基準電圧との差を増幅する増幅手段と、上記
の増幅手段の出力に基づいて上記パワー制御素子を制御
し、出力電圧を増加させ、負荷時に常に上記所定の出力
電圧を負荷に供給する調整手段とを備えたものである。

【０１２１】それゆえ、請求項１の発明特定事項による
効果に加えて、基準電圧が一定ゆえ、分圧比を可変する
ための構成が必要とされるだけであり、構成を簡素化で
きるという効果を併せて奏する。

【０１２２】請求項３に係る発明の安定化電源回路は、
以上のように、請求項１の発明特定事項において、上記
制御手段が、上記の出力電圧を所定の比に分圧する分圧
手段と、上記の負荷電流の増加に応じて基準電圧を増加
させる基準電圧増加手段と、上記分圧比で分圧された出
力電圧と上記の基準電圧との差を増幅する増幅手段と、
上記の増幅手段の出力に基づいて上記パワー制御素子を
制御し、出力電圧を増加させ、負荷時に常に上記所定の
出力電圧を負荷に供給する調整手段とを備えたものであ
る。

【０１２３】それゆえ、請求項１の発明特定事項による
効果に加えて、出力電圧が可変できるタイプ（ユーザに
て出力電圧を自由に設定できるタイプ）の安定化電源回
路にも適用できるという効果を併せて奏する。

【０１２４】請求項４に係る発明の安定化電源回路は、
以上のように、パワー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と、上記パワートランジスタを
制御し、上記のベース電流の増加に応じて出力電圧を増
加させ、負荷時に常に上記所定の出力電圧を負荷に供給
する制御手段とを備えたものである。

【０１２５】それゆえ、パワートランジスタが、負荷電
流の増加に応じて、出力電圧が増加するように制御され
るので、負荷電流が増加しても、その増加に応じて出力
電圧が増加する。これにより、安定化電源回路から負荷
への配線等に起因する電圧降下分を補償することができ
るので、常に、所定の出力電圧を負荷に安定して供給で
きる。

【０１２６】加えて、パワートランジスタの制御が、検
出した負荷電流に基づいてではなくてパワートランジス
タのベースに流れる電流に基づいて行われるので、負荷
電流検出手段が不要となる。一般に負荷電流検出手段
は、大電流を検出するのでサイズが大きくなり、この大
電流のために電力損失をもたらす。しかし、上記安定化
電源回路によれば、サイズの小型化及び検出時の電力損
失の大幅低減が可能となるという効果を奏する。

【０１２７】請求項５に係る発明の安定化電源回路は、
以上のように、請求項４の発明特定事項において、上記
制御手段が、上記の出力電圧を分圧する分圧手段と、上
記ベース電流の増加に応じて、上記の分圧手段の分圧比
を可変する分圧比可変手段と、上記分圧比で分圧された
出力電圧と基準電圧との差を増幅する増幅手段と、上記
の増幅手段の出力に基づいて上記パワートランジスタを
制御し、出力電圧を増加させ、負荷時に常に上記所定の
出力電圧を負荷に供給する調整手段とを備えたものであ
る。

【０１２８】それゆえ、請求項４の発明特定事項による
効果に加えて、基準電圧が一定ゆえ、分圧比を可変する
ための構成が必要とされるだけであり、構成を簡素化で
きるという効果を併せて奏する。

【０１２９】請求項６に係る発明の安定化電源回路は、
以上のように、請求項４の発明特定事項において、上記
制御手段が、上記の出力電圧を所定の比に分圧する分圧
手段と、上記ベース電流の増加に応じて基準電圧を増加
させる基準電圧増加手段と、上記分圧比で分圧された出
力電圧と上記の基準電圧との差を増幅する増幅手段と、
上記の増幅手段の出力に基づいて上記パワートランジス
タを制御し、出力電圧を増加させ、負荷時に常に上記所
定の出力電圧を負荷に供給する調整手段とを備えたもの
である。

【０１３０】それゆえ、請求項４の発明特定事項による
効果に加えて、出力電圧が可変できるタイプ（ユーザに
て出力電圧を自由に設定できるタイプ）の安定化電源回
路にも適用できるという効果を併せて奏する。

【０１３１】請求項７に係る発明の安定化電源回路は、
以上のように、出力電圧を所定の分圧比で分圧する分圧
手段と、上記パワートランジスタのベース電流に応じた
電圧を基準電圧に加算する基準電圧加算手段と、加算さ
れた上記の基準電圧と、上記分圧比で分圧された出力電
圧との差を増幅する増幅手段と、上記の増幅手段の出力
に基づいて上記パワートランジスタを制御し、出力電圧
を増加させ、負荷時に常に所定電圧を負荷に供給する調
整手段とを備えたものである。

【０１３２】それゆえ、負荷が重たくなって負荷電流が
増加しても、ベース電流の増加に応じた電圧が基準電圧
に加算されるので、基準電圧がその分だけ増加し、この
結果、出力電圧が増加する。これにより、負荷電流が増
加しても、出力電圧が降下することなく、負荷電流に等
価なベース電流の増加に応じて出力電圧が増加するの
で、常に、所定の出力電圧が負荷に安定して供給される
ことになる。

【０１３３】加えて、パワートランジスタの制御が、検
出した負荷電流に基づいてではなくてパワートランジス
タのベースに流れる電流に基づいて行われるので、負荷
電流検出手段が不要となる。一般に負荷電流検出手段
は、大電流を検出するのでサイズが大きくなり、この大
電流のために電力損失をもたらす。しかし、上記安定化
電源回路によれば、サイズの小型化及び検出時の電力損
失の大幅低減が可能となるという効果を奏する。

【０１３４】請求項８に係る発明の安定化電源回路は、
以上のように、請求項７の発明特定事項において、上記
の基準電圧加算手段は抵抗であり、上記パワートランジ
スタのベース電流が流れた際に該抵抗の両端に生じる電
圧が上記基準電圧に加算されるように接続され、上記抵
抗が設定出力電圧の略０．２％の電圧が両端に生じるよ
うな抵抗値を有しているものである。

【０１３５】それゆえ、請求項７の発明特定事項による
効果に加えて、抵抗の両端に、上記パワートランジスタ
のベース電流に応じて、設定出力電圧の略０．２％の電
圧が生じ、この電圧が基準電圧に加算されるので、基準
電圧が大きくなり、この結果、出力電圧が増加する。こ
のように抵抗を設けるという簡単な構成により、チップ
サイズの拡大を最小限に抑えることが可能となり、コス
トアップを回避できるという効果を併せて奏する。

【０１３６】請求項９に係る発明の安定化電源回路は、
以上のように、請求項７の発明特定事項において、上記
の基準電圧加算手段は抵抗であり、上記パワートランジ
スタのベース電流が流れた際に該抵抗の両端に生じる電
圧が上記基準電圧と上記出力電圧との双方に加算される
ように接続されるものである。

【０１３７】それゆえ、請求項７の発明特定事項による
効果に加えて、ベース電流の増加に応じて抵抗の両端に
発生する電圧は、基準電圧に加算されると共に、出力電
圧にも加算される。これにより、基準電圧が大きくなる
と共に、出力電圧が増加するが、設定出力電圧に対して
出力電圧の変化量は変わらない。このように抵抗を設け
るという簡単な構成により、出力電流に対する出力電圧
の増加量が精細に調整される。しかも、チップサイズの
拡大を最小限に抑えることが可能となり、コストアップ
を回避できるという効果を併せて奏する。

【０１３８】請求項１０に係る発明の電源装置は、請求
項１、２、３、４、５、６、７、８、又は９記載の安定
化電源回路を用いたものである。

【０１３９】それゆえ、請求項１、２、３、４、５、
６、７、８、又は９記載の発明による効果に加えて、安
定化電源回路から負荷への配線抵抗分による電圧降下を
打ち消すことができ、安定化電源回路からの配線を短く
する等の制約が緩和されるので、レイアウトの自由度が
確実に増すと共に、装置サイズの小型化が確実に可能と
なるという効果を併せて奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における安定化電源回路例を示す回路図
である。

【図２】本発明における他の安定化電源回路例を示す回
路図である。

【図３】本発明における更に他の安定化電源回路例を示
す回路図である。

【図４】本発明における他の安定化電源回路例を示す回
路図である。

【図５】本発明における更に他の安定化電源回路例を示
す回路図である。

【図６】本発明における他の安定化電源回路例を示す回
路図である。

【図７】本発明における更に他の安定化電源回路例を示
す回路図である。

【図８】本発明における他の安定化電源回路例を示す回
路図である。

【図９】本発明と従来の出力電流に対する出力電圧の変
化量をそれぞれ示すグラフである。

【図１０】従来の安定化電源回路例を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

２パワートランジスタ（パワー制御素子）４トランジスタ（調整手段）８抵抗（負荷電流検出手段）９演算増幅器（増幅手段）１６トランジスタ（分圧比可変手段）３１トランジスタ（基準電圧加算手段、基準電圧増
加手段）３２抵抗（ベース電流検出手段）４７抵抗（ベース電流検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力と出力との間に直列に接続されたパワ
ー制御素子を介して出力電圧を負荷に供給する安定化電
源回路であって、負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、上記パワー制御素子を制御し、上記の負荷電流の増加に
応じて出力電圧を増加させ、負荷時に常に所定の出力電
圧を負荷に供給する制御手段とを備えたことを特徴とす
る安定化電源回路。
【請求項２】上記制御手段は、上記の出力電圧を分圧する分圧手段と、上記の負荷電流の増加に応じて、上記の分圧手段の分圧
比を可変する分圧比可変手段と、上記分圧比で分圧された出力電圧と基準電圧との差を増
幅する増幅手段と、上記の増幅手段の出力に基づいて上記パワー制御素子を
制御し、出力電圧を増加させ、負荷時に常に上記所定の
出力電圧を負荷に供給する調整手段とを備えたことを特
徴とする請求項１記載の安定化電源回路。
【請求項３】上記制御手段は、上記の出力電圧を所定の比に分圧する分圧手段と、上記の負荷電流の増加に応じて基準電圧を増加させる基
準電圧増加手段と、上記分圧比で分圧された出力電圧と上記の基準電圧との
差を増幅する増幅手段と、上記の増幅手段の出力に基づいて上記パワー制御素子を
制御し、出力電圧を増加させ、負荷時に常に上記所定の
出力電圧を負荷に供給する調整手段とを備えたことを特
徴とする請求項１記載の安定化電源回路。
【請求項４】入力と出力との間に直列に接続されたパワ
ートランジスタを介して所定の出力電圧を負荷に供給す
る安定化電源回路であって、上記パワートランジスタのベース電流を検出するベース
電流検出手段と、上記パワートランジスタを制御し、上記のベース電流の
増加に応じて出力電圧を増加させ、負荷時に常に上記所
定の出力電圧を負荷に供給する制御手段とを備えたこと
を特徴とする安定化電源回路。
【請求項５】上記制御手段は、上記の出力電圧を分圧する分圧手段と、上記ベース電流の増加に応じて、上記の分圧手段の分圧
比を可変する分圧比可変手段と、上記分圧比で分圧された出力電圧と基準電圧との差を増
幅する増幅手段と、上記の増幅手段の出力に基づいて上記パワートランジス
タを制御し、出力電圧を増加させ、負荷時に常に上記所
定の出力電圧を負荷に供給する調整手段とを備えたこと
を特徴とする請求項４記載の安定化電源回路。
【請求項６】上記制御手段は、上記の出力電圧を所定の比に分圧する分圧手段と、上記ベース電流の増加に応じて基準電圧を増加させる基
準電圧増加手段と、上記分圧比で分圧された出力電圧と上記の基準電圧との
差を増幅する増幅手段と、上記の増幅手段の出力に基づいて上記パワートランジス
タを制御し、出力電圧を増加させ、負荷時に常に上記所
定の出力電圧を負荷に供給する調整手段とを備えたこと
を特徴とする請求項４記載の安定化電源回路。
【請求項７】入力と出力との間に直列に接続されたパワ
ートランジスタを介して出力電圧を負荷に供給する安定
化電源回路であって、上記の出力電圧を所定の分圧比で分圧する分圧手段と、上記パワートランジスタのベース電流に応じた電圧を基
準電圧に加算する基準電圧加算手段と、加算された上記の基準電圧と、上記分圧比で分圧された
出力電圧との差を増幅する増幅手段と、上記の増幅手段の出力に基づいて上記パワートランジス
タを制御し、出力電圧を増加させ、負荷時に常に所定電
圧を負荷に供給する調整手段とを備えたことを特徴とす
る安定化電源回路。
【請求項８】上記の基準電圧加算手段は抵抗であり、上
記パワートランジスタのベース電流が流れた際に該抵抗
の両端に生じる電圧が上記基準電圧に加算されるように
接続され、上記抵抗が設定出力電圧の略０．２％の電圧
が両端に生じるような抵抗値を有していることを特徴と
する請求項７記載の安定化電源回路。
【請求項９】上記の基準電圧加算手段は抵抗であり、上
記のパワートランジスタのベース電流が流れた際に該抵
抗の両端に生じる電圧が上記の基準電圧と上記の出力電
圧との双方に加算されるように接続されることを特徴と
する請求項７記載の安定化電源回路。
【請求項１０】請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、又は９記載の安定化電源回路を用いた電源装置。