本发明专利技术提供一种稳压器用半导体集成电路，可以用一个电路实现软启动功能和电流限制功能，减小电路规模以及芯片尺寸。设置有：在输出电流比预定值高的期间作为比较器工作，在输出电流比预定值低的期间作为输出与反馈电压成比例的电压的缓冲器工作的差动放大器；在基准电压比从差动放大器输出的电压低的期间生成与反馈电压和差动放大器的输出电压的电位差相对应的电压，当基准电压变得比从差动放大器输出的电压高时生成与反馈电压和基准电压的电位差相对应的电压，提供给在输入端子和输出端子间连接的控制用晶体管的控制端子的误差放大器；以及设置在输入端子和控制用晶体管的控制端子之间，通过从差动放大器输出的电压被控制的电流限制用的晶体管。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流电源装置，进而涉及对直流电压进行变换的稳压器，例如涉及有效用于构成具备软启动功能以及过电流保护功能的串联稳压器的半导体集成电路(稳压器用IC)的技术。
技术介绍
在串联稳压器中，例如当由于负载短路等从输出端子流出过电流时，电流控制用晶体管发热，IC的芯片温度上升，有可能发生内部电路误动作或者元件损坏等不良情况。以往，在串联稳压器中，为了保护芯片免于受到上述那样的过电流的影响，设置了具有过电流保护功能的电流限制电路，该过电流保护功能在输出电流Iout超过预定值时， 例如如图9(A)所示一边使输出电压Vout降低一边使输出电流Iout减少，控制成所谓的 “ ^，，字型的输出电压-输出电流特性(专利文献1)。另外，还提出了有关在电流限制电路之外，为了限制在电源接通时输出电流一下子流入电容器的所谓的冲击电流，一并设置了软启动电路的稳压器的专利技术(专利文献2、 3)。图7中表示设置了软启动电路以及电流限制电路的现有的稳压器的概要结构。在图7中，21是软启动电路，22是电流限制电路，电流限制电路22具有与在专利文献1中公开的过电流保护电路相同的电路结构，通过调整构成电路的晶体管的尺寸，可以具有遵从图 8(A)所示那样的下垂型或图9(A)所示那样的7字型的电压-电流特性的电流限制功能。图7中表示的软启动电路21设置了由恒流源CI和电容器CO构成的时间常数电路；将该时间常数电路的电压Vst与通过泄漏电阻R1、R2对输出电压Vout进行分压而得的电压VFB进行比较的比较器CMP ；可对时间常数电路的电压和基准电压Vref进行切换，提供给误差放大器AMP的切换开关SW。并且，进行以下控制在电源启动时，将时间常数电路的电压Vst提供给误差放大器AMP，使输出电压Vout缓慢上升，当Vout达到某电位时切换开关SW，将基准电压Vref提供给误差放大器AMP，将输出电压Vout保持为恒定电压。如图7所示，在现有的稳压器中将软启动电路和电流限制电路构成为独立的电路，因此在电路规模较大地进行了半导体集成电路化的情况下，存在导致芯片尺寸的增大以及成本升高的课题。另外，现有的电流限制电路一般为图8(A)所示的下垂型或图9(A) 所示的7字型的电压-电流特性，消耗功率-输出电流特性如图8(B)或图9(B)所示，在检测出过电流后的过程中消耗功率成为比较高的值，因此存在损失功率大、芯片温度有可能暂时上升到允许水平以上的课题。专利文献1 日本特开2008-052516号公报专利文献2 日本特开2002-049430号公报专利文献3 日本特开2010-170363号公报
技术实现思路
4本专利技术是在上述的背景下提出的，其目的在于提供通过一个电路实现软启动功能和过电流保护功能，可以减小电路规模以及芯片尺寸的稳压器用半导体集成电路。另外，本专利技术的另一目的在于，提供可以在通过过电流保护功能引起的电流减小的过程中使消耗功率几乎不升高的稳压器用半导体集成电路。为了达成上述目的，本专利技术具备控制用晶体管，其连接在输入端子和输出端子之间；电流检测电路，其检测通过所述控制用晶体管而流动的输出电流，并且输出与输出电流成比例的检测电压；反馈电压生成电路，其生成与输出电压成比例缩小的反馈电压；以及控制电路，其根据所述反馈电压控制所述控制用晶体管，以使输出电压固定，所述控制电路具备第一电路，其以所述检测电压和所述反馈电压作为输入，在所述输出电流比预定值高的期间具有比较器的功能，在所述输出电流比预定值低的期间具有输出与所述反馈电压成比例的电压的缓冲器的功能；第二电路，其以成为基准的电压和所述反馈电压以及从所述第一电路输出的电压作为输入，在成为基准的电压比从所述第一电路输出的电压低的期间，生成与所述反馈电压和所述第一电路的输出电压的电位差相对应的电压，当成为基准的电压变得比从所述第一电路输出的电压高时，生成与所述反馈电压和成为基准的电压的电位差相对应的电压，提供给所述控制用晶体管的控制端子；以及电流限制用的晶体管，其设置在所述输入端子和所述控制用晶体管的控制端子之间，通过从所述第一电路输出的电压被控制。根据上述手段，当输入电压升高时，第二电路生成与反馈电压和第一电路的输出电压的电位差相对应的电压并提供给控制用晶体管的控制端子，因此，使输出电压慢慢升高那样施加控制来抑制冲击电流的软启动功能起作用。另外，当输入电压升高并进行恒压控制时，当输出电流增加并超过预定值时，第一电路作为缓冲器来工作，通过从第一电路输出的电压使电流限制用的晶体管导通，减少流过控制用晶体管的电流那样施加控制的过电流保护功能起作用。因此，可以通过一个电路实现软启动功能和过电流保护功能，在半导体集成电路化时可以减小芯片尺寸。另外，可以实现直线的7字型特性，减小过电流保护功能工作时的功率损失。另外，理想的是所述第一电路具备有两个反相输入端子和一个同相输入端子的三输入的差动放大电路，向所述同相输入端子输入所述反馈电压，向所述两个反相输入端子之一输入所述检测电压，向另一反相输入端子反馈自身的输出。或者，所述第二电路具备有两个反相输入端子和一个同相输入端子的三输入的差动放大电路，向所述同相输入端子输入所述反馈电压，向所述两个反相输入端子输入所述成为基准的电压和从所述第一电路输出的电压。通过在第一电路或第二电路中使用三输入的差动放大电路，与使用多个放大器的情况相比，可以减少构成电路的元件数，减小芯片尺寸。另外，理想的是所述第二电路的差动放大电路具备有串联形态的第一晶体管和第二晶体管的输出级，与所述第二晶体管串联连接第三晶体管，在该第三晶体管的控制端子上施加了从所述第一电路输出的电压。由此，电流限制用的晶体管和第三晶体管一起通过从第一电路输出的电压被控制，由此容易调整电路内部的电位的变化。而且，理想的是在所述输入端子和所述控制用晶体管的控制端子之间，与所述电流限制用的晶体管串联连接了具有二极管的功能的元件。由此，能够减小过电流保护功能起作用时的第二电路的输出对控制用晶体管的影响，通过电流限制用的晶体管进行的控制用晶体管的控制电压的调整变得容易，可以按照希望的7字型特性执行电流限制动作。另外，理想的是在所述电流限制用的晶体管的控制端子和所述第一电路的输出端子之间连接了具有二极管的功能的元件。由此，设计电路使其具有希望的7字型的特性变得容易，可以容易地减小过电流保护功能起作用时的功率损失。而且，理想的是所述电流检测电路具备与所述控制用晶体管构成电流镜的电流检测用晶体管、与该晶体管串联连接的电流-电压变换单元，在所述电流检测用晶体管的控制端子上施加从所述第二电路输出的电压，在所述电流检测用晶体管以及所述电流-电压变换单元中流过与所述输出电流成比例缩小的电流。通过与控制用晶体管构成电流镜的电流检测用晶体管检测输出电流的大小，因此，在可以进行准确的电流检测的同时，通过增大电流镜比，可以减小与电流检测相伴的功率损失。根据本专利技术，可以实现能够以一个电路实现软启动功能和过电力保护功能，能够减小电路规模以及芯片尺寸的稳压器用的半导体集成电路。另外，具有以下效果，即可以实现在基于过电流保护功能的检测到过电流后的过程中可以使消耗功率几乎不升高的稳压器用的半导体集成电路。附图说明图1是表示应用了本专利技术的串联稳压器的控制用IC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：寺田明广，樱井康平，高野阳一，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。