直流稳压电源设备制造技术

在配置有从外部接收输入电压的输出晶体管和控制输出晶体管以稳定直流稳压电源设备的输出电压的控制电路的直流稳压电源设备中，提供了一个降低输入电压并将如此取得的电压作为用于驱动所述控制电路的电压输出的电压馈送电路。该电压馈送电路被设成降低输入电压然后输出如此取得的电压的电荷泵电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输出稳定的电压的直流稳压电源设备。(2)
技术介绍
如今，直流稳压电源设备被广泛地用作能向负载提供稳定的电压而不管输入或负载或周围环境的变化的电源设备。另一方面，近年来，提供有数字电路的装置(例如计算机或视听装置)变得越来越流行而没有直流稳压电源这类装置便不能工作。因为为了较长的电池寿命和较少的环境影响而要求这些装置消耗更少的能量，所以追求具有较低功耗的直流稳压电源设备。用作上述直流稳压电源设备的是通过将输出晶体管用作一种可变电阻将输入电压降低然后将其输出的降压器型稳压电源设备，和通过控制输出晶体管被导通/截止的占空比来稳定输出电压的断续器型稳压电源设备(开关型电源设备)。因为前一降压器型稳压电源设备(降压器调节器)通过使用晶体管两端的压降来稳定输出电压，它将压降释放成热量。这使得当输入/输出电压差大时此降压器型稳压电源设备的效率不太高。另一方面，因为它遭受的噪声较少，所以便于设计并能找到宽广的应用范围。另一方面，因为后一断续器型稳压电源设备(断续器调节器)导通/截止输出晶体管，从而基于输出晶体管被开关的占空比执行输出控制，所以它在用于输入/输出电压差大的应用中时提供高效率。另外，稳压电源设备具有诸如过热保护、过电流保护和软启动之类的许多功能，并具有用于实现上述功能的内置式保护电路。将参照图10说明一个传统的降压器型稳压电源设备的例子。传统的降压器型稳压电源设备101(下文简称为“电源设备101”)设有输出晶体管102、控制电路104、和馈送用于驱动控制电路104的电压的恒压电路131。控制电路104由输出参考电压Vref的参考电压源126、误差放大器125、驱动晶体管133、过热保护电路118、过电流保护电路119、OR电路120和晶体管134组成。从直流电源5输出的输入电压Vin被馈送至输出晶体管102的发射极和恒压电路131。直流电源5的输出通过电容器6接地。通过用分电压电阻7和8划分电源设备101的输出电压Vout所取得的电压和参考电压Vref之间误差由误差放大器125放大。误差放大器125通过驱动晶体管133控制输出晶体管102的基极电流，从而将输出电压Vout保持在恒定电平。负载10以输出电压Vout操作。输出输出电压Vout的端子通过电容器9接地。当出现异常时，内置式保护功能为电源设备101提供保护。例如，过热保护电路118通过在结温达到某一水平时强制截止输出晶体管102来防止输出晶体管102的结温由于例如重负载或环境温度的异常上升所引起的内部热量而超过某一水平。另一方面，过电流保护电路119通过限制输出电流来保护电源设备101不受过电流，使得某个水平以上的电流不在其中流过。当使过热保护或过电流保护操作时，高电平信号从过热保护电路118或过电流保护电路119馈送至OR电路120。这导通晶体管134，然后驱动晶体管133的基极电压取低电平(例如，0.1V)。结果，输出晶体管102的基极电流被中断，关闭电源设备101的输出。恒压电路131是通过使用例如恒压二极管以将相对恒定的电压传送至控制电路104作为其供电电压来稳定输入电压Vin的电路。这里，假设输入电压Vin为12V，恒压电路131的输出电压(即，控制电路104的供电电压)为2.7V，而控制电路104的功耗为10mA。则用于驱动控制电路104而消耗的电功率为12V×10mA＝120mW。另外，JP-A-2005-6442(下文称为专利公开1)中公开了一种调节器，它在不需诸如过热保护之类的保护时中断向保护电路提供电力。如上所述，在图10的电源设备101中，消耗了较多的电力用于驱动控制电路104。另一方面，在专利公开1的调节器中，因为向保护电路提供的电力在不需要保护时被中断，预计它能减少功耗。然而，这不足以促使功耗减少，因为保护电路以外的控制电路所消耗的电力没有减少。(3)
技术实现思路
考虑到上述问题，本专利技术的目的在于提供一种能使电源设备中消耗的电力充分减少的直流稳压电源设备。为了实现上述目的，根据本专利技术，在设置有从外部接收输入电压的输出元件和对所述输出元件进行控制以稳定直流稳压电源设备的输出电压的控制电路的直流稳压电源设备中，提供了一个降低输入电压并将如此取得的电压作为用于驱动所述控制电路的电压输出的电压馈送电路。所述电压馈送电路被设成降低输入电压然后输出如此取得的电压的电荷泵电路。用此配置，输入电压由电荷泵电路降压然后馈送至控制电路(如需要，例如进一步通过恒压电路)。这帮助减少电源设备中用于驱动控制电路所消耗的电力。例如，还提供了一种输出电流检测电路，它检测直流稳压电源设备的输出电流的大小。电压馈送电路依据所检测到的输出电流的大小改变电荷泵电路的可供电流量。例如，输出元件是双极晶体管，直流稳压电源设备还设有检测所述双级晶体管的基极电流的大小的基极电流检测电路，且所述电压馈送电路依据所检测到的基极电流的大小改变电荷泵电路的可供电流量。例如，直流稳压电源设备的负载以不同功耗的多个操作状态操作，且所述电压馈送电路依据指示负载的操作状态的外部信号改变电荷泵电路的可供电流量。这有助于解决随着输出电流的增加而可能出现的电压馈送电路的供电不足。具体来说，例如，电荷泵电路包括多个串联连接的开关元件，和控制所述多个开关元件中每一个的导通/截止的驱动电路。电荷泵电路配置成电荷泵电路的可供电流量随着多个开关元件的一部分的导通周期与导通和截止周期的和的比的增加而增加。驱动电路通过改变多个开关元件的一部分的导通周期与导通和截止周期的和的比来改变电荷泵电路的可供电流量。例如，最好提供一种输出电流检测电路，它检测直流稳压电源设备的输出电流的大小，并且在发现所检测到的输出电流的大小等于或小于预定的第一阈值时，电压馈送电路将通过降低输入电压所取得的电压馈送至直流稳压电源设备的负载，并中断从电压馈送电路向控制电路提供电压。例如，最好输出元件是双极晶体管，直流稳压电源设备还设有检测双极晶体管的基极电流的大小的基极电流检测电路，且当发现所检测到的基极电流的大小等于或小于预定的第二阈值时，电压馈送电路将通过降低输入电压所取得的电压馈送至直流稳压电源设备的负载，并中断从电压馈送电路向控制电路提供电压。例如，最好直流稳压电源设备的负载的操作状态包括第一操作状态和其中功耗低于第一操作状态中所需的功耗的第二操作状态，且，当指示负载的操作状态的外部信号指示所述第二操作状态时，电压馈送电路将通过降低输入电压所取得的电压馈送至直流稳压电源设备的负载，并中断从电压馈送电路向控制电路提供电压。当所检测到的输出电流的大小等于或小于预定的第一阈值时，当所检测到的基极电流的大小等于或小于预定的第二阈值时，或当指示负载的操作状态的外部信号指示所述第二操作状态时，负载的功耗较低。在此情况下，通过使电压馈送电路向负载馈送电力并中断向控制电路提供电压，控制电路的功耗被减少至零。这有助于进一步减少功耗。例如，直流稳压电源设备是断续器型直流稳压电源设备。(4)附图说明图1为根据本专利技术的第一实施例的直流稳压电源设备的电路图。图2为根据本专利技术的第二实施例的直流稳压电源设备的电路图。图3为根据本专利技术的第三实施例的直流稳压电源设备的电路图。图4为根据本专利技术的第四实施例的直流稳压电源设备的电路图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流稳压电源设备，包括：从外部接收输入电压的输出元件；和对所述输出元件进行控制以稳定所述直流稳压电源设备的输出电压的控制电路，所述直流稳压电源设备还包括：降低输入电压并将如此取得的电压作为用于驱动所述控制 电路的电压输出的电压馈送电路，其中所述电压馈送电路被设成降低输入电压然后输出如此取得的电压的电荷泵电路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木友广，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]