具有输出电压升高特性控制的电源电路制造技术

一种电源电路，包括： 设置在连接输入端和输出端的输电路径中的主晶体管； 电压检测电路，构造成根据由输出端提供的输出电压进行检测电压的检测； 参考电压发生电路，构造成按照目标电压产生参考电压； 电压控制电路，构造成控制主晶体管，使得检测电压与参考电压一致； 电流检测电路，构造成检测由输出端提供的输出电流； 限制电流值设定电路，构造成设定输出电流的限制值，以便在使输出电压升高至目标电压的情况下该限制值逐渐增加；以及 电流限制电路，构造成控制主晶体管，以便在使输出电压升至目标电压的情况下输出电流保持在小于或等于限制值的值。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够有效控制将被提供给连接于电源电路的电力负载的输出电压升高特性的电源电路。
技术介绍
几乎所有电子设备都需要的电源电路可以分成许多类型，其中一种类型是串联调节器型电源电路。图1例示了通常采用的这种串联调节器型电源电路1的电子构型。这种电源电路1具有输入端2和输出端3，在它们之间以串联方式插入电阻器R1和晶体管Q1。晶体管Q1放置成由IC4控制。在输入端2和地线5之间设置电容器C1以便平稳输入电压，用于平稳输出电压的另一电容器C2和电阻器R2(作为电阻负载的代表)设置在输出端3和地线5之间。IC4不仅负责对于晶体管Q1的恒压控制以便使输出端13的电压Vo等于目标电压(例如，5伏特)，而且负责电流限制控制以防止过大的输出电流Io。电阻器R3和R4分割输出电压Vo以便检测电压Va，此电阻器R3和R4属于将被连接到输出端3的IC4。同样结合于IC4中的运算放大器6放大在检测电压Va和表示目标电压的参考电压Vr之间的差动电压。IC4还包括晶体管Q2和Q3。一个晶体管Q2采用来自运算放大器6输出电压，从而驱动晶体管Q1。另一晶体管Q3电连接到晶体管Q2的基极和地线5，接受放置在IC4中的限流器7的控制。也就是说，限流器7驱动晶体管Q3，从而防止穿过电阻器R1的电压超过预定值。作为一种应用，上述电源电路1应用于ECU(电子控制单元)，ECU安装到车辆如汽车中。在这种情况下，将电池电压施加于电源电路1的输入端2将引起输出电压Vo从0伏的水平急速升高(即，引起过调量)。随着输出电压Vo的升高速率变快(即，随着升高时间变短)，此过调量变大。输出电压Vo的升高时间Tr可如下表示Tr＝C*Vo/Ic (1)，其中C是连接到输出端3的电容性负载(包括电容器C2)的电容，Ic是流入电容性负载的充电电流。此表达式(1)表明，随着电容性负载的电容变小和/或充电电流Ic变大，输出电压Vo的升高时间Tr变短，因此引起了过调量的增加。为了解决这一问题，上述电源电路1包括电流限制电路7。实际上，当电流限制电路7进行工作以具有更小的电流限制时，充电电流Ic的量可以更小。然而，因为在额定电压输出下工作的过程中不可能把电流限制降得比向负载(电阻器R2)的供应电流还要低，因此即使需要更大的负载电流，也不能将充电电流Ic设置为更低值。因而，现有技术不得不采取对策以取代对电流限制的降低，现有技术加大了电容器C2的电容，这样就可以抑制过调量。这种策略遇到了另外的问题。具体而言，当电容器C2的电容增加时(由此增加了负载电容)，电容器C2的尺寸变大，由此就增加了其上安装有各种电元件的基板的面积。因此，仍旧存在着节省安装空间和降低制造成本的需求。
技术实现思路
考虑到上述常规构造的缺陷，本专利技术的第一个目的是提供一种电源电路，该电路能够稳定控制输出电压的升高速度，由此提高输出电压的升高特性。本专利技术的第二个实际目的是提供一种电源电路，在连接到输出端的电容器电容保持在较低量的条件下，该电路能够稳定控制输出电压的升高速度，由此抑制输出电压的过调量。本专利技术的第三个实际目的是提供一种电源电路，该电路能够稳定控制输出电压的升高速度，由此避免了瞬变(ringing)现象对升高输出电压的影响。为了实现上述第一和第二目的，本专利技术提供一种电源电路，包括设置在连接输入端和输出端的输电路径中的主晶体管；电压检测电路，构造成根据由输出端提供的输出电压进行检测电压的检测；参考电压发生电路，构造成按照目标电压产生参考电压；电压控制电路，构造成控制主晶体管，使得检测电压与参考电压一致；电流检测电路，构造成检测由输出端提供的输出电流；限制电流值设定电路，构造成设定输出电流的限制值，以便在使输出电压升高至目标电压的情况下该限制值逐渐增加；以及电流限制电路，构造成控制主晶体管，以便在使输出电压升至目标电压的情况下输出电流保持在小于或等于限制值的值。在此结构中，电压控制电路控制主晶体管，这样，除了电源的启动操作之外，输出电压的检测电压与参考电压(目标电压)一致，从而使输出电压等于目标电压(即，电压跟踪控制)。因此，当目标电压是常数时，电压跟踪控制以恒压控制的方式执行。与此同时，电流限制电路控制主晶体管使得输出电流不超过限制值。因而，即使存在过载时也可以防止输出电流超过限制值(即，电流限制控制)。电流限制控制优先于电压跟踪控制。此外，在输出电压升高至目标电压的情况下(即，当启动电压跟踪控制时，在电压跟踪控制下将电压施加于输入端，或其它)，限制电流值设定电路逐步增加输出电流的限制值。因此，由于电流限制电路的工作，可以使输出电流保持在低于限制值的量，同时，输出电流根据限制值的增加而逐步提高。响应于此，输出电压也慢慢地增加。因此，降低了连接至输出端的电容器的电容，可以抑制输出电压的过调量。电容器可以制得小一些，因此电源电路可以制得较小，其制造成本降低。在输出电压升高之后的稳定状态，限制电流值设定电路把输出电流的限制量设定为连接电源电路的负载所需的电流量，由此可以确保电压跟踪控制正常进行。优选的是，限制电流值设定电路构造成在输出电压升高的过程中随着时间的流逝逐步增加限制值。例如，限制电流值设定电路构造成在输出电压升高的过程中以给定的时间间隔逐步增加预定量的限制值。限制电流值设定电路也可以设置有计时器电路和限制值增加电路，该计时器电路计算时间的预定周期，该限制值增加电路在计时器电路完成了预定时间周期的计数时将限制值增加预定量。优选地，限制电流值设定电路构造成在输出电压升高的过程中，随着时间流逝，连续地增加限制值。这可以连续地增加输出电压，由此可以更稳定地抑制过调量。为了实现第一至第三个目的，本专利技术提供一种根据上述基本结构的电源电路，该电源电路进一步包括延迟控制电路，此延迟控制电路构造成当已经施加于输入端的输入电压的振铃分量(ringingcomponent)减小时输出升高启动信号，其中，限制电流值设定电路构造成响应于输出的升高启动信号设定输出电流的限制值，从而使限制值逐步地增加；电流控制电路构造成根据由电路检测电路检测出的输出电流和由限制电流值设定电路设定的限制值，控制主晶体管，从而将输出电流保持在预定值。在此结构中，特别是，当所施加的输出电压的振铃分量减小时，限制电流值设定电路逐步增加了输出电流的限制值。因此，在使输出电压响应于限制值的增加而增加时，可以显著地降低由于输出电压的振铃分量引起的出现在输出电压中的电压波动。此电源电路可以将能量提供给负载电路，该负载电路构造成利用在其升高操作过程中所获得的输出电压来重新设置。作为优选，将当延迟控制电路输出升高启动信号时的时间设定为当在输出电压施加于输入端之后过去了预定时间周期时的时间。仍作为优选，延迟控制电路设置有充电电路和比较电路，该充电电路利用所施加的输入电压进行工作并在输入电压上提供充电电压，该比较电路在充电电压和给定阈值之间进行比较以便输出升高启动信号。作为优选，延迟控制电路设置有振荡电路和计时器电路，该振荡电路输出参考时钟信号，该计时器电路利用参考时钟信号进行工作，从而当在输入电压施加于输入端之后过去了预定时间周期时输出升高启动信号。仍作为优选，延迟控制电路设置有比较电路和恒电平检测电路，该比较电路在所施加的输入电压和给定阈值之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：长村信义，二村澄治，伴博行，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：