[发明专利]电压控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及电压控制电路，其即使在发生短路故障时也不会产生受热损坏。

背景技术

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·[R22/(R21+R22)]

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·[(R21+R22)/R22]

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。