电压控制电路制造技术

本发明专利技术提供一种电压控制电路，即使输入电压的电压值较大时，也能够抑制发生短路故障时的发热量。作为解决手段，在发生短路故障时，从晶体管控制用ＭＯＳ晶体管（１６０）向电压控制用Ｐ沟道ＭＯＳ晶体管（１１０）输入其值随着输入电压Ｖｉｎ的电压值增大而增大的附加控制电压Ｖａ，由此电压控制用Ｐ沟道ＭＯＳ晶体管（１１０）的电阻值增加，短路电流受到抑制。因此，输入电压Ｖｉｎ越大，越能够抑制短路保护动作后的保持电流的电流值和发热量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电压控制电路，其即使在发生短路故障时也不会产生受热损坏。
技术介绍
电压控制电路(电压调节器)是连接在电源和被供电电路之间的电路。该电压控制电路进行控制，以使在从电源输入电压控制电路的电压值变动时，从电压控制电路输出到被供电电路的电压值也保持恒定。 如果把这种电压控制电路装配到电源部上，即使电源(例如电池)的输出电压变动时，也能够向被供电电路提供电压值恒定的电压。因此，在便携电话、游戏机、笔记本电脑等便携式设备的电源部中装配有单片IC化的电压控制电路。 在此，参照图5说明电压控制电路的基本的电路结构和动作原理。如图5所示，电压控制电路1以电压控制用P沟道MOS晶体管10、分压电阻电路20、晶体管控制电路30为主要部件而构成。 电压控制用P沟道MOS晶体管10的输入端子(源极)与电压控制电路1的电压输入端子11连接，其输出端子(漏极)与电压控制电路1的电压输出端子12连接。 电压控制用P沟道MOS晶体管10具有以下特性，即在输入给控制端子(栅极)的控制电压Vc的电压值增加时，导通电阻增加，在输入给控制端子(栅极)的控制电压Vc的电压值减小时，导通电阻减小。另外，所说“导通电阻”是指电压控制用P沟道MOS晶体管10处于导通状态时的输入端子(源极)与输出端子(漏极)之间的电阻。 从电源(例如电池等)向电压控制电路1的电压输入端子11输入电源电压(输入电压)Vin。该输入电压Vin的电压值由电压控制用P沟道MOS晶体管10控制，从电压控制电路1的电压输出端子12输出已达到预先设定的设定电压值的输出电压Vout。另外，电压控制用P沟道MOS晶体管10的电压控制方法将在后面叙述。 并且，在电压输出端子12上连接有被供电电路(省略图示)，已达到设定电压值的电压被提供给该被供电电路。 分压电阻电路20通过串联连接分压电阻21和分压电阻22而形成。该分压电阻电路20的一端(高压端)与电压输出端子12连接，另一端(低压端)与接地电位连接。 该分压电阻电路20输出通过分压电阻21、22将从电压输出端子12输出的输出电压Vout分压后的分压电压Vp。分压电压Vp是施加给分压电阻22的电压，在把分压电阻21的电阻值设为R21、把分压电阻22的电阻值设为R22时，可以利用下式表示。 Vp＝Vout· 晶体管控制电路30具有差动放大器(运算放大器)31和基准电压源32。差动放大器31的非反转输入端子(+端子)被输入分压电压Vp，差动放大器31的反转输入端子(-端子)被输入从基准电压源32输出的基准电压Vref。 差动放大器31输出与分压电压Vp和基准电压Vref之间的偏差相对应的控制电压Vc。该控制电压Vc输入电压控制用P沟道MOS晶体管10的栅极。 根据上述结构的电压控制电路(电压调节器)1，使从电压输出端子12输出的输出电压Vout的电压值保持为设定值(恒定值)的动作原理如下所述。 例如，在输出电压Vout的电压值增加并超过设定值(恒定值)时，分压电压Vp的电压值也增加，随之控制电压Vc的电压值增加。在控制电压Vc的电压值增加时，电压控制用P沟道MOS晶体管10的导通电阻增加，由于该导通电阻的增加，输出电压Vout减小，输出电压Vout的电压值返回设定值(恒定值)。 相反，例如，在输出电压Vout的电压值减小并小于设定值(恒定值)时，分压电压Vp的电压值也减小，随之控制电压Vc的电压值减小。在控制电压Vc的电压值减小时，电压控制用P沟道MOS晶体管10的导通电阻减小，由于该导通电阻的减小，输出电压Vout增加，输出电压Vout的电压值返回设定值(恒定值)。 这样，输出电压Vout的电压值保持为设定值(恒定值)。另外，输出电压Vout的设定值(恒定值)利用下式表示。 Vout＝Vref· 但是，在与电压输出端子12连接的被供电电路等发生短路故障时，电压输出端子12的电压的电压值急剧减小为接地电位的电压值或接近接地电位的电压值。这样，在电压输出端子12的电压值由于短路故障而大幅减小时，分压电压Vp的电压值乃至控制电压Vc的电压值也大幅减小。在控制电压Vc的电压值大幅减小时，电压控制用P沟道MOS晶体管10的导通电阻大幅减小，流向电压控制用P沟道MOS晶体管10的电流的电流值大幅增加。 这样，在因短路故障而使大电流流向电压控制用P沟道MOS晶体管10时，该大电流引起的发热增加，装配了该电压控制电路1的IC封装体有可能受热损坏。即，因为短路故障，产生超过IC封装体的允许耐热容量的大量热量，有可能使得电压控制电路1等的IC受热损坏。 因此，开发了一种电压控制电路(例如参照专利文献1)，其附加了在发生短路故障时限制流向控制用MOS晶体管的电流的短路保护电路。 下面，参照图6说明附加了短路保护电路的电压控制电路(电压调节器)1A。另外，对与图5相同的部分赋予相同标号，并省略重复说明。 如图6所示，该电压控制电路(电压调节器)1A除电压控制用P沟道MOS晶体管10、分压电阻电路20、晶体管控制电路30外，还具有监视电路40、反相电路(invert circuit)50、晶体管控制用MOS晶体管60。 并且，利用监视电路40、反相电路50、晶体管控制用MOS晶体管60构成短路保护电路。 监视电路40通过串联连接监视用MOS晶体管41和监视电阻42而形成，把监视用MOS晶体管41的漏极和监视电阻42的连接点作为监视电压输出点43。 该监视电路40与电压控制用P沟道MOS晶体管10并联连接。即，监视电路40的一端(高电压端)与电压控制用P沟道MOS晶体管10的源极连接，监视电路40的另一端(低电压端)与电压控制用P沟道MOS晶体管10的漏极连接。 监视电路40的监视用MOS晶体管41具有以下特性，即在输入其控制端子(栅极)的电压的电压值增加时，导通电阻增加，在输入其控制端子(栅极)的电压的电压值减小时，导通电阻减小。 该监视用MOS晶体管41的栅极与晶体管控制电路30的差动放大器31的输出端子连接。 另外，将监视用MOS晶体管41与电压控制用P沟道MOS晶体管10进行对比说明，两个MOS晶体管10、41的沟道长度相等。并且，监视用MOS晶体管41的沟道宽度小于电压控制用P沟道MOS晶体管10的沟道宽度。 在此，在把“电压控制用P沟道MOS晶体管10的沟道宽度”除以“监视用MOS晶体管41的沟道宽度”的商设为沟道宽度比α时，沟道宽度比α例如为100。 因此，在两个MOS晶体管10、41处于导通状态时，流向监视用MOS晶体管41的电流的电流值为流向电压控制用P沟道MOS晶体管10的电流的电流值的1/α(例如1/100)的较小的电流值。 因此，在流向电压控制用P沟道MOS晶体管10的电流增减时，流向监视用MOS晶体管41的电流的电流值也增减，而且两个MOS晶体管10、41的电流值保持比例关系地进行增减。换言之，把流向电压控制用P沟道MOS晶体管10的电流换算为1/α(例如1/100)的大小，利用监视用MOS晶体管41进行监视。 反相电路50通过串联连接反相电阻51和反相用MOS晶体管52而形成，把反相电阻51和反相用MOS晶体管52的漏极的连接点作为反相输出点53。 该反相电路50与电压控制用P沟道MOS晶体管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压控制电路，其具有：电压控制用ＭＯＳ晶体管，其输入端子与电压输入端子连接，输出端子与电压输出端子连接；和晶体管控制单元，其检测从所述电压输出端子输出的输出电压的电压值，为了使该电压值成为预先设定的设定电压值，控制输送给所述电压控制用ＭＯＳ晶体管的控制端子的控制电压的电压值，所述电压控制电路的特征在于，其具有：　　　　晶体管控制用ＭＯＳ晶体管，其输入端子与所述电压输入端子连接，输出端子与所述电压控制用ＭＯＳ晶体管的控制端子连接，在控制端子的电压从高电位变为低电位时，把使所述电压控制用ＭＯＳ晶体管的导通电阻增加的附加控制电压输送给所述电压控制用ＭＯＳ晶体管的控制端子；　　　　监视电路，其通过串联连接监视用ＭＯＳ晶体管和作为可变电阻器的监视电阻而形成，并与所述电压控制用ＭＯＳ晶体管并联连接；　　　　反相电路，施加给所述监视电阻的监视电压被输入给该反相电路的输入端子，在该监视电压超过预先设定的阈值时，该反相电路的输出端子的电压从高电位变为低电位；以及　　　　电压检测／电阻调节器，其检测输入所述电压输入端子的输入电压的电压值，在所述输入电压的电压值增加时，增加所述监视电阻的电阻值，在所述输入电压的电压值减小时，减小所述监视电阻的电阻值。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中下贵雄，
申请(专利权)人：精工电子有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]