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JP2008015779A - Constant current source circuit and power source circuit - Google Patents

Constant current source circuit and power source circuit Download PDF

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JP2008015779A
JP2008015779A JP2006186095A JP2006186095A JP2008015779A JP 2008015779 A JP2008015779 A JP 2008015779A JP 2006186095 A JP2006186095 A JP 2006186095A JP 2006186095 A JP2006186095 A JP 2006186095A JP 2008015779 A JP2008015779 A JP 2008015779A
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constant current
power supply
capacitor
resistor
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Tatsuya Iwasaki
竜也 岩崎
Isao Yamamoto
勲 山本
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to have excellent tolerance to a change in a power source voltage and reduce start-up time. <P>SOLUTION: A constant current source circuit comprises a constant current generation circuit 12 for generating a constant current Iconst according to a current that flows through a control node n<SB>1</SB>, a capacitor C<SB>1</SB>that is connected between a power source VDD and the control node n<SB>1</SB>and stabilizes the constant current Iconst against a change in a power source voltage, a capacitor charging circuit 13 that charges the capacitor C<SB>1</SB>by forcibly applying a current to it, and a control circuit 14 for operating the capacitor charging circuit 13 in the period from the power-on until a predetermined condition is met. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電源電圧の変動に対して出力電流を安定して出力可能な定電流源回路、この定電流源回路を備える電源回路に関する。   The present invention relates to a constant current source circuit capable of stably outputting an output current against fluctuations in a power supply voltage, and a power supply circuit including the constant current source circuit.

定電流源回路として、図6に示すように、定電流Iconstを発生する定電流発生回路12と、電源投入時に定電流発生回路12を起動するスタートアップ回路11と、電源電圧の変動に対して定電流Iconstを安定させるためのコンデンサC1とからなる定電流源回路が知られている。 As a constant current source circuit, as shown in FIG. 6, a constant current generating circuit 12 that generates a constant current Iconst, a startup circuit 11 that starts the constant current generating circuit 12 when power is turned on, and a constant current source circuit with respect to fluctuations in power supply voltage. There is known a constant current source circuit including a capacitor C 1 for stabilizing the current Iconst.

定電流発生回路12は、制御ノードn1に流れる電流に応じて定電流Iconstを発生する。スタートアップ回路11は、電源投入時に、制御ノードn1に電流を流すことで、定電流発生回路12を起動する。コンデンサC1は、電源VDDと制御ノードn1との間に接続される。 The constant current generating circuit 12 generates a constant current Iconst according to the current flowing through the control node n 1 . The startup circuit 11 activates the constant current generation circuit 12 by passing a current through the control node n 1 when the power is turned on. Capacitor C 1 is connected between power supply VDD and control node n 1 .

コンデンサC1に電荷が充電されている状態では、電源電圧が変動しても、コンデンサC1が制御ノードn1の電位を一定に保つよう機能するので、電源電圧が変動しても定電流Iconstを安定して供給することができる。
特開2006−50437号公報
In the state where the capacitor C 1 is charged, even if the power supply voltage fluctuates, the capacitor C 1 functions to keep the potential of the control node n 1 constant, so even if the power supply voltage fluctuates, the constant current Iconst Can be supplied stably.
JP 2006-50437 A

しかしながら、電源電圧投入時には、コンデンサC1を充電するために一定の時間を要する。コンデンサC1が充電されるまでは、制御ノードn1の電位が安定しないため、定電流Iconstの発生までの起動時間が増大することとなる。 However, when the power supply voltage is turned on, it takes a certain time to charge the capacitor C 1. Until the capacitor C 1 is charged, the potential of the control node n 1 is not stable, so that the startup time until the constant current Iconst is generated increases.

上記問題点を鑑み、本発明は、電源電圧の変動に対して良好な耐性を有し、且つ起動時間を短縮可能な定電流源回路および電源回路を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a constant current source circuit and a power supply circuit that have good resistance to fluctuations in the power supply voltage and can shorten the startup time.

上記目的を達成するために、本発明の第1の特徴は、制御ノードに流れる電流に応じて、定電流を発生する定電流発生回路と、電源と制御ノードとの間に接続され、電源電圧の変動に対して定電流を安定させるコンデンサと、コンデンサに強制的に電流を流すことでコンデンサを充電するコンデンサ充電回路と、電源投入時から所定の条件が成立するまでの期間において、コンデンサ充電回路を動作させる制御回路とを備える定電流源回路であることを要旨とする。   In order to achieve the above object, a first feature of the present invention is that a constant current generating circuit that generates a constant current according to a current flowing through the control node is connected between the power supply and the control node, and the power supply voltage A capacitor that stabilizes the constant current against fluctuations of the capacitor, a capacitor charging circuit that charges the capacitor by forcibly passing a current through the capacitor, and a capacitor charging circuit during a period from when the power is turned on until a predetermined condition is satisfied The gist of the present invention is that it is a constant current source circuit including a control circuit for operating the circuit.

この特徴によれば、電源電圧の変動に対して定電流を安定させるコンデンサと、コンデンサに強制的に電流を流すことでコンデンサを充電するコンデンサ充電回路と、電源電圧の立ち上がりから所定の条件が成立するまでの期間において、コンデンサ充電回路を動作させる制御回路とを備えるので、電源投入時にコンデンサを急速に充電することができる。このため、電源電圧の変動に対して良好な耐性を有し、起動時間を短縮可能な定電流源回路を提供できる。また、電源電圧の立ち上がりから所定の条件が成立した後は、コンデンサに強制的に電流を流す動作が停止するので、消費電流の増大を回避することができる。   According to this feature, a capacitor that stabilizes a constant current against fluctuations in the power supply voltage, a capacitor charging circuit that charges the capacitor by forcibly passing a current through the capacitor, and a predetermined condition is established from the rise of the power supply voltage In this period, the control circuit for operating the capacitor charging circuit is provided, so that the capacitor can be charged rapidly when the power is turned on. Therefore, it is possible to provide a constant current source circuit that has good resistance to fluctuations in the power supply voltage and can shorten the startup time. In addition, after a predetermined condition is established from the rise of the power supply voltage, the operation of forcibly passing a current through the capacitor is stopped, so that an increase in current consumption can be avoided.

第2の特徴は、第1の特徴に係る定電流源回路において、制御回路は、電源電圧が基準電圧を超えるまでの期間において、コンデンサ充電回路を動作させることを要旨とする。   The second feature is that, in the constant current source circuit according to the first feature, the control circuit operates the capacitor charging circuit in a period until the power supply voltage exceeds the reference voltage.

この特徴によれば、制御回路は、電源電圧が基準電圧を超えるまでの期間において、コンデンサ充電回路を動作させ、電源電圧が基準電圧を超えるまでの期間にのみ電流をコンデンサに強制的に流すので、消費電流の増大を回避することができる。   According to this feature, the control circuit operates the capacitor charging circuit during the period until the power supply voltage exceeds the reference voltage, and the current is forced to flow through the capacitor only during the period until the power supply voltage exceeds the reference voltage. Thus, an increase in current consumption can be avoided.

第3の特徴は、第1又は第2の特徴に係る定電流源回路において、電源電圧の立ち上がり時に、制御ノードに電流を流すことで定電流発生回路を起動するスタートアップ回路をさらに備え、スタートアップ回路は、一端が接地された第1抵抗と、コレクタが電源に接続され、ベースが制御ノードに接続され、エミッタが第1抵抗の他端に接続されたスタートアップトランジスタとを備え、コンデンサ充電回路は、一端が制御ノードに接続された第2抵抗と、ドレインが第2抵抗の他端に接続され、ゲートが制御回路に接続され、ソースが接地された充電用トランジスタとを備え、第1抵抗の抵抗値が、第2抵抗の抵抗値よりも大きいことを要旨とする。   According to a third feature, in the constant current source circuit according to the first or second feature, the start-up circuit further includes a start-up circuit that starts the constant-current generating circuit by causing a current to flow through the control node when the power supply voltage rises. Includes a first resistor having one end grounded, a start-up transistor having a collector connected to the power source, a base connected to the control node, and an emitter connected to the other end of the first resistor. A second resistor having one end connected to the control node, a charging transistor having a drain connected to the other end of the second resistor, a gate connected to the control circuit, and a source grounded. The gist is that the value is larger than the resistance value of the second resistor.

この特徴によれば、制御ノードに電流を流すための第1抵抗の抵抗値が、コンデンサに強制的に電流を流すための第2抵抗の抵抗値よりも大きいので、制御ノードに流れる電流は小さい量としつつ、コンデンサに強制的に流れる電流は大きい量にすることができるので、消費電流の削減を図ると共に、コンデンサを急速に充電することができる。   According to this feature, since the resistance value of the first resistor for flowing current to the control node is larger than the resistance value of the second resistor for forcing current to flow to the capacitor, the current flowing to the control node is small. The amount of current forcibly flowing through the capacitor can be made large while maintaining the amount, so that the consumption current can be reduced and the capacitor can be charged rapidly.

第4の特徴は、第1〜第3のいずれかの特徴に係る定電流源回路を備える電源回路であることを要旨とする。   The fourth feature is summarized as a power supply circuit including the constant current source circuit according to any one of the first to third features.

この特徴によれば、定電流源回路が、電源電圧の変動に対して良好な耐性を有し、起動時間を短縮可能であるので、電源電圧の変動に対して良好な耐性を有し、安定した出力電圧の発生までに要する時間を短縮可能な電源回路を提供できる。   According to this feature, the constant current source circuit has good resistance to fluctuations in the power supply voltage and can shorten the start-up time, so it has good resistance to fluctuations in the power supply voltage and is stable. Thus, it is possible to provide a power supply circuit that can shorten the time required until the output voltage is generated.

本発明によれば、電源電圧の変動に対して良好な耐性を有し、且つ起動時間を短縮可能な定電流源回路および電源回路を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a constant current source circuit and a power supply circuit that have good resistance to fluctuations in the power supply voltage and can shorten the startup time.

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。   Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings in the following embodiments, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.

(定電流源回路)
本実施形態に係る定電流源回路1は、図1に示すように、コンデンサC1と、スタートアップ回路11と、定電流発生回路12と、コンデンサ充電回路13と、制御回路14とを備える。定電流発生回路12は、制御ノードn1に流れる電流に応じて、定電流Iconstを発生する。コンデンサC1は、電源VDDと制御ノードn1との間に接続され、電源電圧の変動に対して定電流Iconstを安定させる。コンデンサ充電回路13は、コンデンサC1に強制的に電流を流すことでコンデンサC1を充電する。制御回路14は、電源電圧が基準電圧Vrefを超えるまでの期間において、コンデンサ充電回路13を動作させる。スタートアップ回路11は、電源電圧の立ち上がり時に、制御ノードn1に電流を流すことで定電流発生回路12を起動する。
(Constant current source circuit)
As shown in FIG. 1, the constant current source circuit 1 according to the present embodiment includes a capacitor C 1 , a startup circuit 11, a constant current generation circuit 12, a capacitor charging circuit 13, and a control circuit 14. The constant current generation circuit 12 generates a constant current Iconst according to the current flowing through the control node n 1 . The capacitor C 1 is connected between the power supply VDD and the control node n 1 and stabilizes the constant current Iconst against fluctuations in the power supply voltage. The capacitor charging circuit 13 charges the capacitor C 1 by forcing a current to flow through the capacitor C 1 . The control circuit 14 operates the capacitor charging circuit 13 during a period until the power supply voltage exceeds the reference voltage Vref. The startup circuit 11 starts up the constant current generation circuit 12 by passing a current through the control node n 1 when the power supply voltage rises.

このように、定電流源回路1は、電源投入時にコンデンサC1を急速に充電可能な構成を有している。コンデンサC1に充電された電荷より、電源電圧が変動しても、定電流Iconstが維持される。例えば、図2(a)に示すように、電源電圧を時刻t1において増加させ、時刻t2において減少させた場合、コンデンサC1を設けていない場合は、図2(b)に示すように、電源電圧の変動によって定電流Iconstが変化している。一方、コンデンサC1を設けている場合は、図2(b)に示すように、電源電圧の変動によっても、定電流Iconstの変化量が小さいものとなっている。 Thus, the constant current source circuit 1 has a configuration capable of rapidly charging the capacitor C 1 when the power is turned on. Even if the power supply voltage fluctuates due to the electric charge charged in the capacitor C 1 , the constant current Iconst is maintained. For example, as shown in FIG. 2 (a), to increase the power supply voltage at time t1, when reduced at time t2, if not provided with the capacitor C 1, as shown in FIG. 2 (b), the power supply The constant current Iconst changes due to voltage fluctuation. On the other hand, when the capacitor C 1 is provided, as shown in FIG. 2B, the amount of change in the constant current Iconst is small due to fluctuations in the power supply voltage.

スタートアップ回路11は、抵抗R1と、npn型のバイポーラトランジスタ(以下、「npnトランジスタ」)Q1とを備える。抵抗R1の一端はグラウンドに接続される。npnトランジスタQ1は、コレクタが電源VDDに接続され、ベースが制御ノードn1に接続され、エミッタが抵抗R1の他端に接続される。 The start-up circuit 11 includes a resistor R 1 and an npn-type bipolar transistor (hereinafter “npn transistor”) Q 1 . One end of the resistor R 1 is connected to the ground. The npn transistor Q 1 has a collector connected to the power supply VDD, a base connected to the control node n 1 , and an emitter connected to the other end of the resistor R 1 .

定電流発生回路12は、抵抗R5,R6,R7と、pnp型のバイポーラトランジスタ(以下、「pnpトランジスタ」)Q2,Q3,Q6と、npnトランジスタQ4,Q5とを備える。なお、抵抗R6、pnpトランジスタQ3、npnトランジスタQ5、および抵抗R7は、それぞれ複数個設けられているが、説明の便宜上、それぞれの個数が1つであるとして説明する。 The constant current generating circuit 12 includes resistors R 5 , R 6 , R 7 , pnp bipolar transistors (hereinafter “pnp transistors”) Q 2 , Q 3 , Q 6 , and npn transistors Q 4 , Q 5 . Prepare. Note that a plurality of resistors R 6 , pnp transistors Q 3 , npn transistors Q 5 , and resistors R 7 are provided. However, for convenience of explanation, it is assumed that the number of each is one.

抵抗R5,R6のそれぞれの一端は、電源VDDに接続される。抵抗R7の一端は、グラウンドに接続される。npnトランジスタQ4,Q5は、カレントミラー回路を構成している。すなわち、npnトランジスタQ4,Q5はベースを共通に接続し、npnトランジスタQ4のベースは、自己のコレクタに接続される。npnトランジスタQ4のエミッタは接地され、npnトランジスタQ5のエミッタは抵抗R7の他端に接続される。この結果、npnトランジスタQ5のコレクタ電流は、npnトランジスタQ4のコレクタ電流からミラー比に応じて決定される。 One end of each of the resistors R 5 and R 6 is connected to the power supply VDD. One end of the resistor R 7 is connected to ground. The npn transistors Q 4 and Q 5 constitute a current mirror circuit. That is, the bases of npn transistors Q 4 and Q 5 are connected in common, and the base of npn transistor Q 4 is connected to its own collector. The emitter of npn transistor Q 4 is grounded, and the emitter of npn transistor Q 5 is connected to the other end of resistor R 7 . As a result, the collector current of npn transistor Q 5 is determined according to the mirror ratio from the collector current of npn transistor Q 4 .

pnpトランジスタQ2は、エミッタが抵抗R5の他端に接続され、ベースが制御ノードn1に接続され、コレクタがnpnトランジスタQ4のコレクタおよびベースに接続される。pnpトランジスタQ3は、エミッタが抵抗R6の他端に接続され、ベースが制御ノードn1に接続され、npnトランジスタQ5とコレクタが共通に接続される。また、pnpトランジスタQ3のコレクタは、自己のベースに接続される。 The pnp transistor Q 2 has an emitter connected to the other end of the resistor R 5 , a base connected to the control node n 1 , and a collector connected to the collector and base of the npn transistor Q 4 . The pnp transistor Q 3 has an emitter connected to the other end of the resistor R 6 , a base connected to the control node n 1 , and an npn transistor Q 5 and a collector connected in common. The collector of the pnp transistor Q 3 is connected to its own base.

さらに、出力段のpnpトランジスタQ6は、エミッタが電源VDDに接続され、ベースが制御ノードn1に接続される。pnpトランジスタQ6のコレクタ電流は、定電流Iconstとして利用される。 Further, the output stage pnp transistor Q 6 has an emitter connected to the power supply VDD and a base connected to the control node n 1 . The collector current of the pnp transistor Q 6 is used as a constant current Iconst.

コンデンサ充電回路13は、抵抗R2と、nチャネル型のMOSトランジスタ(以下、「nMOSトランジスタ」)Tr1とを備える。抵抗R2の一端は、制御ノードn1に接続される。nMOSトランジスタTr1は、ドレインが抵抗R2の他端に接続され、ゲートが制御回路14に接続され、ソースおよびバックゲートが接地される。 The capacitor charging circuit 13 includes a resistor R 2 and an n-channel MOS transistor (hereinafter “nMOS transistor”) Tr 1 . One end of the resistor R 2 is connected to the control node n 1 . In the nMOS transistor Tr 1 , the drain is connected to the other end of the resistor R 2 , the gate is connected to the control circuit 14, and the source and back gate are grounded.

ここで、スタートアップ回路11の抵抗R1の抵抗値は、コンデンサ充電回路13の抵抗R2の抵抗値よりも大きい。制御ノードn1に電流を流すための抵抗R1の抵抗値が、コンデンサC1に強制的に電流を流すための抵抗R2の抵抗値よりも大きいので、制御ノードn1に流す電流は小さい量としつつ、コンデンサに強制的に流れる電流は大きい値としている。 Here, the resistance value of the resistor R 1 of the start-up circuit 11 is larger than the resistance value of the resistor R 2 of the capacitor charging circuit 13. The resistance value of the resistor R 1 for supplying a current to the control node n 1 is, is greater than the resistance value of the resistor R 2 for supplying a forced current to the capacitor C 1, current applied to the control node n 1 is small The amount of current forcibly flowing through the capacitor is set to a large value.

制御回路14は、抵抗R3,R4と、コンパレータ141とを備える。抵抗R3,R4は、電源VDDとグラウンドとの間で直列接続される。コンパレータ141は、抵抗R3,R4の接続点に非反転入力(−)が接続され、基準電圧Vrefが反転入力(+)に印加される。コンパレータ141の出力は、コンデンサ充電回路13のnMOSトランジスタTr1のゲートに接続される。 The control circuit 14 includes resistors R 3 and R 4 and a comparator 141. The resistors R 3 and R 4 are connected in series between the power supply VDD and the ground. The comparator 141 has a non-inverting input (−) connected to a connection point between the resistors R 3 and R 4 , and a reference voltage Vref is applied to the inverting input (+). The output of the comparator 141 is connected to the gate of the nMOS transistor Tr 1 of the capacitor charging circuit 13.

コンパレータ141は、基準電圧Vrefと、抵抗R3,R4によって電源電圧を分圧して得られた電圧とを比較する。コンパレータ141は、基準電圧が上記分圧して得られた電圧よりも大きい場合はハイレベルの信号を出力し、上記分圧して得られた電圧が基準電圧Vrefよりも大きい場合はロウレベルの信号を出力する。 The comparator 141 compares the reference voltage Vref with the voltage obtained by dividing the power supply voltage by the resistors R 3 and R 4 . The comparator 141 outputs a high level signal when the reference voltage is larger than the voltage obtained by dividing the voltage, and outputs a low level signal when the voltage obtained by dividing the voltage is larger than the reference voltage Vref. To do.

したがって、電源電圧が一定値になるまでは、nMOSトランジスタTr1はオン状態に保たれ、電源電圧が一定値になると、nMOSトランジスタTr1はターン・オフする。nMOSトランジスタTr1がオン状態に保たれている期間では、電源VDDから、コンデンサC1、抵抗R2、nMOSトランジスタTr1を介して電流がグラウンドに向けて流れ、コンデンサC1が急速に充電される。 Therefore, the nMOS transistor Tr 1 is kept on until the power supply voltage becomes a constant value, and when the power supply voltage becomes a constant value, the nMOS transistor Tr 1 is turned off. During the period in which the nMOS transistor Tr 1 is kept on, a current flows from the power supply VDD to the ground via the capacitor C 1 , the resistor R 2 , and the nMOS transistor Tr 1 , and the capacitor C 1 is rapidly charged. The

以下に、定電流源回路1の動作について説明する。   The operation of the constant current source circuit 1 will be described below.

先ず、電源電圧が投入されると、電源VDDから、抵抗R5、pnpトランジスタQ2、npnトランジスタQ1、抵抗R1を介してグラウンドに至る電流経路と、電源VDDから、抵抗R6、pnpトランジスタQ3、npnトランジスタQ1、抵抗R1を介してグラウンドに至る電流経路とにおいて電流が流れる。 First, when the power supply voltage is turned on, a current path from the power supply VDD to the ground via the resistor R 5 , the pnp transistor Q 2 , the npn transistor Q 1 , the resistor R 1 , and the power supply VDD to the resistors R 6 , pnp Current flows through the transistor Q 3 , the npn transistor Q 1 , and the current path that reaches the ground via the resistor R 1 .

また、nMOSトランジスタTr1はオン状態であるため、電源VDDから、コンデンサC1、抵抗R2、nMOSトランジスタTr1を介してグラウンドに向けて電流が流れ、コンデンサC1が急速に充電される。電源電圧が一定値になると、nMOSトランジスタTr1はターン・オフする。 Further, since the nMOS transistor Tr 1 is in the ON state, a current flows from the power supply VDD to the ground via the capacitor C 1 , the resistor R 2 , and the nMOS transistor Tr 1 , and the capacitor C 1 is rapidly charged. When the power supply voltage becomes a constant value, the nMOS transistor Tr 1 is turned off.

定電流発生回路12においては、電源VDDから、抵抗R5、pnpトランジスタQ2、npnトランジスタQ4を介してグラウンドへ向けて電流が流れる。よって、電源VDDから、抵抗R6、pnpトランジスタQ3、npnトランジスタQ5、抵抗R7を介してグラウンドへ向けて、ミラー比に応じた電流が流れる。よって、制御ノードn1に流れる電流(pnpトランジスタQ6のベース電流)が一定に保たれるので、定電流Iconstが一定に保たれる。 In the constant current generation circuit 12, a current flows from the power supply VDD toward the ground through the resistor R 5 , the pnp transistor Q 2 , and the npn transistor Q 4 . Therefore, a current corresponding to the mirror ratio flows from the power supply VDD to the ground via the resistor R 6 , the pnp transistor Q 3 , the npn transistor Q 5 , and the resistor R 7 . Therefore, since the current flowing through the control node n 1 (base current of the pnp transistor Q 6 ) is kept constant, the constant current Iconst is kept constant.

(電源回路)
上述した定電流源回路1は、図3に示すように、例えば電源回路の内部に設けられる。図3に示す電源回路は、図1に示した定電流源回路1に加えて、基準電圧発生回路(BGR;Band Gap Reference)15と、基準電圧検知回路201と、LDO(Low Dropout)レギュレータ回路23と、出力検知回路202と、起動制御回路203と、出力トランジスタTr4とを備えている。出力トランジスタTr4としては、pチャネル型のパワーMOSトランジスタが使用されている。なお、図1で示した制御回路14は、基準電圧発生回路15の内部に組み込まれている。つまり、図1で示したコンパレータ141の出力信号は、図3で示す起動信号STRに相当する。
(Power circuit)
The constant current source circuit 1 described above is provided, for example, inside a power supply circuit as shown in FIG. The power supply circuit shown in FIG. 3 includes a reference voltage generation circuit (BGR; Band Gap Reference) 15, a reference voltage detection circuit 201, and an LDO (Low Dropout) regulator circuit in addition to the constant current source circuit 1 shown in FIG. 23, an output detection circuit 202, and a start control circuit 203, and an output transistor Tr 4. A p-channel type power MOS transistor is used as the output transistor Tr 4 . The control circuit 14 shown in FIG. 1 is incorporated in the reference voltage generation circuit 15. That is, the output signal of the comparator 141 shown in FIG. 1 corresponds to the activation signal STR shown in FIG.

起動制御回路203は、外部からイネーブル信号ENが入力された場合に、出力トランジスタTr4を強制的にターン・オンする。出力トランジスタTr4がターン・オンすると、出力端子24を介して負荷25に出力電圧Voutが供給される。また、出力電圧Voutは、定電流源回路1の電源電圧として、定電流源回路1に供給される。 The activation control circuit 203 forcibly turns on the output transistor Tr 4 when an enable signal EN is input from the outside. When the output transistor Tr 4 is turned on, the output voltage Vout is supplied to the load 25 via the output terminal 24. The output voltage Vout is supplied to the constant current source circuit 1 as a power supply voltage for the constant current source circuit 1.

出力検知回路202は、出力電圧Voutを検知し、検知結果を検知電圧VdetとしてLDOレギュレータ回路23へ供給する。   The output detection circuit 202 detects the output voltage Vout and supplies the detection result to the LDO regulator circuit 23 as the detection voltage Vdet.

基準電圧発生回路15は、定電流源回路1からの定電流Iconstに応じて、基準電圧Vrefを生成する。LDOレギュレータ回路23は、基準電圧Vrefと検知電圧Vdetとの差分に応じた電圧VLDOを出力する。 The reference voltage generation circuit 15 generates the reference voltage Vref according to the constant current Iconst from the constant current source circuit 1. LDO regulator circuit 23 outputs a voltage V LDO corresponding to the difference between the reference voltage Vref and the detection voltage Vdet.

基準電圧検知回路201は、基準電圧発生回路15が発生する基準電圧Vrefを検知する。また、基準電圧検知回路201は、基準電圧Vrefを検知した場合、起動制御回路203の動作を停止させる。起動制御回路203の動作が停止すると、出力トランジスタTr4は、LDOレギュレータ回路23の出力電圧VLDOによって制御される。 The reference voltage detection circuit 201 detects the reference voltage Vref generated by the reference voltage generation circuit 15. Further, the reference voltage detection circuit 201 stops the operation of the activation control circuit 203 when detecting the reference voltage Vref. When the operation of the start control circuit 203 is stopped, the output transistor Tr 4 is controlled by the output voltage V LDO of the LDO regulator circuit 23.

次に、基準電圧検知回路201、出力検知回路202、および起動制御回路203の構成について詳細に説明する。   Next, the configuration of the reference voltage detection circuit 201, the output detection circuit 202, and the activation control circuit 203 will be described in detail.

基準電圧検知回路201は、抵抗R8,R9と、コンパレータ21と、インバータ22とを備える。抵抗R8,R9は、電源VDDとグラウンドとの間で直列接続される。コンパレータ21は、非反転入力(+)が抵抗R8,R9の接続点に接続され、基準電圧Vrefが反転入力(−)に印加される。コンパレータ21の出力は、インバータ22の入力に接続される。コンパレータ21は、基準電圧発生回路15が発生する起動信号STRによって起動する。 The reference voltage detection circuit 201 includes resistors R 8 and R 9 , a comparator 21, and an inverter 22. The resistors R 8 and R 9 are connected in series between the power supply VDD and the ground. The comparator 21 has a non-inverting input (+) connected to the connection point between the resistors R 8 and R 9 and a reference voltage Vref applied to the inverting input (−). The output of the comparator 21 is connected to the input of the inverter 22. The comparator 21 is activated by the activation signal STR generated by the reference voltage generation circuit 15.

出力検知回路202は、抵抗R10,R11を備える。抵抗R10,R11は、出力端子24とグラウンドとの間で直列接続される。抵抗R10,R11の接続点は、LDOレギュレータ回路23の反転入力(−)に接続される。 The output detection circuit 202 includes resistors R 10 and R 11 . The resistors R 10 and R 11 are connected in series between the output terminal 24 and the ground. The connection point between the resistors R 10 and R 11 is connected to the inverting input (−) of the LDO regulator circuit 23.

起動制御回路203は、nMOSトランジスタTr2,Tr3を備える。nMOSトランジスタTr2は、ドレインが出力トランジスタTr4のゲートおよびLDOレギュレータ回路23の出力に接続され、インバータ22の出力にゲートが接続される。nMOSトランジスタTr3は、ドレインがnMOSトランジスタTr2のソースに接続され、イネーブル信号ENがゲートに入力され、ソースが接地される。 The activation control circuit 203 includes nMOS transistors Tr 2 and Tr 3 . The nMOS transistor Tr 2 has a drain connected to the gate of the output transistor Tr 4 and the output of the LDO regulator circuit 23, and a gate connected to the output of the inverter 22. In the nMOS transistor Tr 3 , the drain is connected to the source of the nMOS transistor Tr 2 , the enable signal EN is input to the gate, and the source is grounded.

以下に、図3に示す電源回路の動作について説明する。   The operation of the power supply circuit shown in FIG. 3 will be described below.

先ず、外部からイネーブル信号ENが入力されると、nMOSトランジスタTr3がターン・オンする。この時点では、コンパレータ21はロウレベルの信号を出力しており、インバータ22はハイレベルの信号を出力している。したがって、nMOSトランジスタTr2,Tr3はいずれもオン状態であり、出力トランジスタTr4のゲートはロウレベルであるため、出力トランジスタTr4がターン・オンする。 First, when an enable signal EN is input from the outside, the nMOS transistor Tr 3 is turned on. At this time, the comparator 21 outputs a low level signal, and the inverter 22 outputs a high level signal. Therefore, since both the nMOS transistors Tr 2 and Tr 3 are in the on state and the gate of the output transistor Tr 4 is at the low level, the output transistor Tr 4 is turned on.

出力トランジスタTr4がターン・オンすると、出力端子24を介して電源VDDから負荷25に出力電圧Voutが供給される。また、出力電圧Voutは、定電流源回路1に電源電圧として供給される。 When the output transistor Tr 4 is turned on, the output voltage Vout is supplied from the power supply VDD to the load 25 via the output terminal 24. The output voltage Vout is supplied to the constant current source circuit 1 as a power supply voltage.

定電流源回路1に電源電圧が供給されると、上述したように、定電流源回路1は定電流Iconstを発生する。なお、定電流源回路1においては、コンデンサ充電回路13の動作によって、図4に示すように、従来の定電流源回路よりも短時間で起動する。   When the power supply voltage is supplied to the constant current source circuit 1, the constant current source circuit 1 generates the constant current Iconst as described above. The constant current source circuit 1 is activated in a shorter time than the conventional constant current source circuit by the operation of the capacitor charging circuit 13, as shown in FIG.

また、定電流Iconstが発生すると、基準電圧発生回路15は、起動信号STRを用いて、コンデンサ充電回路13の動作を停止させるとともに、コンパレータ21を起動する。また、基準電圧発生回路15は、定電流Iconstに基づいて、基準電圧Vrefを生成する。基準電圧Vrefは、コンパレータ21の反転入力(−)およびLDOレギュレータ回路23の非反転入力(+)に印加される。   When the constant current Iconst is generated, the reference voltage generation circuit 15 stops the operation of the capacitor charging circuit 13 and starts the comparator 21 using the start signal STR. The reference voltage generation circuit 15 generates a reference voltage Vref based on the constant current Iconst. The reference voltage Vref is applied to the inverting input (−) of the comparator 21 and the non-inverting input (+) of the LDO regulator circuit 23.

基準電圧Vrefが、抵抗R8,R9によって電源電圧を分圧して得られた電圧よりも大きくなると、コンパレータ21の出力信号がロウレベルからハイレベルに切り替る。コンパレータ21の出力信号がロウレベルからハイレベルに切り替ると、インバータ22の出力信号がロウレベルとなり、nMOSトランジスタTr2がターン・オフする。また、LDOレギュレータ回路23が起動する。 When the reference voltage Vref becomes larger than the voltage obtained by dividing the power supply voltage by the resistors R 8 and R 9 , the output signal of the comparator 21 is switched from the low level to the high level. When the output signal of the comparator 21 is switched from the low level to the high level, the output signal of the inverter 22 becomes the low level, and the nMOS transistor Tr 2 is turned off. Further, the LDO regulator circuit 23 is activated.

LDOレギュレータ回路23は、図5に示すように、出力電圧Voutを一定に保つよう、基準電圧Vrefと検知電圧Vdetとの差分に応じた電圧VLDOを出力する。 As shown in FIG. 5, the LDO regulator circuit 23 outputs a voltage V LDO corresponding to the difference between the reference voltage Vref and the detection voltage Vdet so as to keep the output voltage Vout constant.

(作用および効果)
本実施形態によれば、電源電圧の変動に対して定電流を安定させるコンデンサC1と、コンデンサC1に強制的に電流を流すことでコンデンサC1を充電するコンデンサ充電回路13と、電源電圧が基準電圧Vrefを超えるまでの期間にのみ、コンデンサC1に電流を強制的に流すようコンデンサ充電回路13を制御する制御回路14とを備えるので、電源投入時にコンデンサC1を急速に充電することができる。このため、電源電圧の変動に対して良好な耐性を有し、起動時間を短縮可能な定電流源回路1を提供できる。
(Function and effect)
According to the present embodiment, the capacitor C 1 that stabilizes a constant current against fluctuations in the power supply voltage, the capacitor charging circuit 13 that charges the capacitor C 1 by forcibly passing a current through the capacitor C 1 , and the power supply voltage There only during the period to over the reference voltage Vref, since a control circuit 14 for controlling the capacitor charging circuit 13 to flow to force the current to the capacitor C 1, rapidly charging the capacitor C 1 at power-on Can do. For this reason, it is possible to provide the constant current source circuit 1 that has good resistance to fluctuations in the power supply voltage and can shorten the startup time.

また、本実施形態では、制御ノードn1に電流を流すための抵抗R1の抵抗値が、コンデンサC1に強制的に電流を流すための抵抗R2の抵抗値よりも大きいので、制御ノードn1に流れる電流は小さい量としつつ、コンデンサC1に強制的に流れる電流は大きい量にすることができるので、消費電流の増大を抑制すると共に、コンデンサC1を急速に充電することができる。 Further, in this embodiment, the resistance value of the resistor R 1 for flowing current to the control node n 1 is larger than the resistance value of the resistor R 2 for forcing current to flow to the capacitor C 1. While the current flowing through n 1 can be made small, the current forcibly flowing through capacitor C 1 can be made large, so that an increase in current consumption can be suppressed and capacitor C 1 can be charged quickly. .

さらに、本実施形態に係る電源回路においては、定電流源回路1が、電源電圧の変動に対して良好な耐性を有し、起動時間を短縮可能であるので、電源電圧の変動に対して良好な耐性を有し、安定した出力電圧を発生するまでに要する時間を短縮可能な電源回路を提供できる。   Furthermore, in the power supply circuit according to the present embodiment, the constant current source circuit 1 has good resistance to fluctuations in the power supply voltage and can shorten the startup time. It is possible to provide a power supply circuit that has high tolerance and can reduce the time required to generate a stable output voltage.

(その他の実施形態)
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例および運用技術が明らかとなる。
(Other embodiments)
As mentioned above, although this invention was described by embodiment, it should not be understood that the description and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

上述した実施形態においては、制御回路14が、電源電圧が基準電圧Vrefを超えるまでの期間においてコンデンサ充電回路13を動作させる一例について説明した。しかしながら、制御回路14がタイマ等を備え、電源投入時から一定期間を計時し、一定時間が経過するまでコンデンサ充電回路13を動作させる構成であっても良い。 In the above-described embodiment, an example has been described in which the control circuit 14 operates the capacitor charging circuit 13 during a period until the power supply voltage exceeds the reference voltage Vref. However, the control circuit 14 may include a timer or the like, measure a certain period from the time of power-on, and operate the capacitor charging circuit 13 until the certain time elapses.

また、スタートアップ回路11および定電流発生回路12の内部で使用されるトランジスタとしてバイポーラトランジスタを使用する一例を説明したが、バイポーラトランジスタに代えてMOSトランジスタ等の電界効果型のトランジスタを使用してもかまわない。 Further, although an example in which a bipolar transistor is used as the transistor used in the startup circuit 11 and the constant current generating circuit 12 has been described, a field effect transistor such as a MOS transistor may be used instead of the bipolar transistor. Absent.

さらに、図1に示した定電流源回路1および図3に示した電源回路のそれぞれは、同一の半導体チップ上にモノリシックに集積化し、半導体集積回路として構成可能である。   Furthermore, each of the constant current source circuit 1 shown in FIG. 1 and the power supply circuit shown in FIG. 3 can be monolithically integrated on the same semiconductor chip and configured as a semiconductor integrated circuit.

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。   Thus, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters in the scope of claims reasonable from this disclosure.

本発明の実施形態に係る定電流源回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the constant current source circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る定電流源回路における電源変動時の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating the operation | movement at the time of the power supply fluctuation | variation in the constant current source circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電源回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the power supply circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る定電流源回路の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the constant current source circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電源回路の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the power supply circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の背景技術に係る定電流源回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the constant current source circuit which concerns on the background art of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…定電流源回路
11…スタートアップ回路
12…定電流発生回路
13…コンデンサ充電回路
14…制御回路
15…基準電圧発生回路
21…コンパレータ
22…インバータ
23…LDOレギュレータ回路
24…出力端子
25…負荷
141…コンパレータ
201…基準電圧検知回路
202…出力検知回路
203…起動制御回路
1…コンデンサ
1,Q4,Q5…npnトランジスタ
2,Q3,Q6…pnpトランジスタ
1〜R11…抵抗
1…制御ノード
Tr1〜Tr3…nMOSトランジスタ
Tr4…出力トランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Constant current source circuit 11 ... Start-up circuit 12 ... Constant current generation circuit 13 ... Capacitor charging circuit 14 ... Control circuit 15 ... Reference voltage generation circuit 21 ... Comparator 22 ... Inverter 23 ... LDO regulator circuit 24 ... Output terminal 25 ... Load 141 ... comparator 201 ... reference voltage detection circuit 202 ... output-detection circuit 203 ... starting control circuit C 1 ... capacitors Q 1, Q 4, Q 5 ... npn transistors Q 2, Q 3, Q 6 ... pnp transistor R 1 to R 11 ... Resistor n 1 ... Control node Tr 1 to Tr 3 ... nMOS transistor Tr 4 ... Output transistor

Claims (4)

制御ノードに流れる電流に応じて、定電流を発生する定電流発生回路と、
電源と前記制御ノードとの間に接続され、電源電圧の変動に対して前記定電流を安定させるコンデンサと、
前記コンデンサに強制的に電流を流すことで前記コンデンサを充電するコンデンサ充電回路と、
電源投入時から所定の条件が成立するまでの期間において、前記コンデンサ充電回路を動作させる制御回路
とを備えることを特徴とする定電流源回路。
A constant current generating circuit for generating a constant current according to the current flowing through the control node;
A capacitor connected between a power supply and the control node and stabilizing the constant current against fluctuations in power supply voltage;
A capacitor charging circuit for charging the capacitor by forcing a current to flow through the capacitor;
And a control circuit for operating the capacitor charging circuit during a period from when the power is turned on to when a predetermined condition is satisfied.
前記制御回路は、前記電源電圧が基準電圧を超えるまでの期間において、前記コンデンサ充電回路を動作させることを特徴とする請求項1に記載の定電流源回路。   The constant current source circuit according to claim 1, wherein the control circuit operates the capacitor charging circuit during a period until the power supply voltage exceeds a reference voltage. 前記電源電圧の立ち上がり時に、前記制御ノードに電流を流すことで前記定電流発生回路を起動するスタートアップ回路をさらに備え、
前記スタートアップ回路は、
一端が接地された第1抵抗と、
コレクタが前記電源に接続され、ベースが前記制御ノードに接続され、エミッタが前記第1抵抗の他端に接続されたスタートアップトランジスタとを備え、
前記コンデンサ充電回路は、
一端が前記制御ノードに接続された第2抵抗と、
ドレインが前記第2抵抗の他端に接続され、ゲートが前記制御回路に接続され、ソースが接地された充電用トランジスタとを備え、
前記第1抵抗の抵抗値が、前記第2抵抗の抵抗値よりも大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載の定電流源回路。
A startup circuit for starting up the constant current generation circuit by causing a current to flow through the control node when the power supply voltage rises;
The startup circuit is
A first resistor having one end grounded;
A start-up transistor having a collector connected to the power source, a base connected to the control node, and an emitter connected to the other end of the first resistor;
The capacitor charging circuit is:
A second resistor having one end connected to the control node;
A charging transistor having a drain connected to the other end of the second resistor, a gate connected to the control circuit, and a source grounded;
The constant current source circuit according to claim 1, wherein a resistance value of the first resistor is larger than a resistance value of the second resistor.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の定電流源回路を備えることを特徴とする電源回路。   A power supply circuit comprising the constant current source circuit according to claim 1.
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