专利名称：电源装置及电源控制方法
技术领域：
本发明涉及产生负载驱动用的恒定电压的电源装置，尤其涉及降低相对负载串联设置的功率控制元件的功率损失的电源装置及电源控制方法。
背景技术：
以往，作为安装在汽车等车辆上的电子机器用的电源装置，公知有图1(a)所示的结构。
该电源装置中，被设置于车载电池和例如照明装置等电子机器(以下称作[负载])之间，由串联连接于车载电池和负载之间的作为功率控制元件的NPN晶体管Qx、和设定NPN晶体管Qx的基极电压的电阻Rx、和连接于NPN晶体管Qx的基极和地线端子GND之间的稳压二极管ZD构成。
并且，当从车载电池供给电池电压VB时，NPN晶体管Qx的基极电位由稳压二极管ZD的稳压电压VZD保持，如图1(b)所示，向NPN晶体管Qx的发射极侧输出与稳压电压VZD几乎相等的负载驱动用的定电压Vo。即输出用于使负载动作的所谓电源电压(Supply Voltage)Vo。
这样，根据以往的电源装置，通过采用设置产生相当于负载驱动用的定电压Vo的稳压电压VZD的稳压二极管ZD，根据其稳压电压VZD将NPN晶体管Qx的基极电位保持为一定电压的结构，即使在输入电压VB变化的情况下，也能够供给稳定的定电压Vo，例如使设置于车辆的仪表盘的照明装置以稳定的亮度和照度发光。
可是，所述以往的电源装置，将比稳压电压VZD高的电压VB作为输入电压输入，通过将输出到NPN晶体管Qx的负载侧的电力以外的电力(即，施加于NPN晶体管Qx的集电极发射极之间的电压导致的功率损失)转换为热能来输出稳定的电压Vo。因此，必须设法使NPN晶体管Qx不会因发热等而受到损坏。
因此，如图(1)所示，作为额定电压范围Wo，而预先规定通过车载电池进行充电放电而产生的标准电池电压VB的变动范围，即，高于稳压电压VZD的电压范围，即使在电池电压VB成为额定电压范围Wo的上限电压Vmx，并且相当于上限电压Vmx与稳压电压VZD的差电压(Vmx-VZD)的最大电压施加于NPN晶体管Qx的集电极发射极之间时，也采取使用NPN晶体管Qx不会被损坏的大容量功率晶体管或者设置散热板等对策。可是，考虑到车载电池被安装在车辆上的特殊性，如果以电池电压VB不会超过额定电压范围Wo的上限电压Vmx为前提而进行电源装置的设计，例如从确保车辆的安全性等的观点看并不合适。
因此，即使很少发生，也最好设想电池电压VB会超过上限电压Vmx而进行电源装置的设计。
因此，使用上述的一般的方法，将比标准的额定电压范围Wo高的电压范围定为过大电压范围Wover，为了在输入电压VB成为过大电压范围Wover的电压的情况下NPN晶体管Qx不被损坏，预先使用更大容量的功率晶体管或者设计更大型的散热板，这种单纯扩大装置规模的方法存在着电源装置的大型化和高成本的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的，本发明的目的是提供一种电源装置和电源控制方法，在输入电压超过额定电压范围的情况下能够降低功率控制元件的功率损失。
本发明之1提供一种具有相对负载串联设置的基于输入电压而产生用于驱动负载的输出电压的功率控制元件的电源装置，其特征在于，具有发生第一基准电压的第一基准电压发生单元；当所述输入电压成为高于规定的上限电压时，跟踪所述输入电压发生比所述输入电压低且比所述第一基准电压高的第二基准电压的第二基准电压发生单元；在所述输入电压比所述上限电压低时，输出所述第一基准电压，在所述输入电压成为比所述上限电压高的电压时，输出所述第二基准电压的切换单元；和根据所述切换单元输出的所述第一基准电压或者第二基准电压，生成驱动所述功率控制元件的控制电压的控制电压调整单元。
本发明之4提供一种在具有功率控制元件的电源装置中所使用的电源控制方法，该功率控制元件相对负载而串联设置，其基于输入电压而发生用于驱动负载的输出电压，其特征在于，包括发生第一基准电压的第一基准电压发生步骤；当所述输入电压成为高于规定的上限电压时，跟踪所述输入电压发生比所述输入电压低且比所述第一基准电压高的第二基准电压的第二基准电压发生步骤；在所述输入电压比所述上限电压低时，输出所述第一基准电压，在所述输入电压成为比所述上限电压高的电压时，输出所述第二基准电压的切换步骤；和根据在所述切换步骤输出的所述第一基准电压或者第二基准电压，生成驱动所述功率控制元件的控制电压的控制电压调整步骤。
图1是用于说明以往的电源装置的图。
图2是表示本发明的实施方式的电源装置的结构的方框图和用于说明其动作的图。
图3是表示实施方式的电源装置的结构的电路图。
图4是用于说明图3所示的电源装置的动作的图。
图5是表示其他实施方式的电源装置的结构的电路图。
图6是表示另外一个实施方式的电源装置的结构的电路图。
图中10-电源装置；20-输入电源装置；30-负载；11-第一基准电压发生部；12-第二基准电压发生部；13-切换部；15-控制电压调整部；Qx-NPN晶体管、PNP晶体管；Ra、Rb-电阻。
具体实施例方式
下面，参照图2说明本发明的实施方式。图2(a)是表示本实施方式的电源装置的结构的方框图。图2(b)是用于说明其动作的图。
在图2(a)中，该电源装置10，例如被设置于车载电池等的输入电源装置20和负载30之间，电源装置10和负载30的负电位侧的输入输出端子间通过地线GND相连，正电位侧的输入输出端子间通过正电源线LN串联连接有作为功率控制元件的NPN晶体管Qx。
并且，NPN晶体管Qx通过功率控制由电源装置20供给的输入电压VB，输出供给给负载30的输出电压Vo，将在后面进行具体说明。
而且，电源装置10在正电源线LN和地线GND之间设有与构成NPN晶体管Qx的控制电压调整部15的一部分的电阻Rb和第三基准电压发生部14串联连接，并且分别连接于正电源线LN和地线GND之间的第一基准电压发生部11和第二基准电压发生部12；具有第一、第二开关元件SW1、SW2的切换部13；和具有电阻Ra、Rb的控制电压调整部15。
在这里，如果输入电压VB在额定电压范围Wo内或者成为比额定电压范围Wo的上限电压Vmx高的过大电压范围Wover内的电压，则第一基准电压发生部11从输入电压VB生成与向负载30供给的定电压(即电源电压)几乎相等的电压，即第一基准电压V1。
如果输入电压VB达到额定电压范围Wo的上限电压Vmx，则第二基准电压发生部12生成与第一基准电压V1几乎相等的电压，而且，如果输入电压VB成为比上限电压Vmx高的过大电压范围Wover的电压，则从输入电压VB生成降低了规定电压Vsb的电压(VB-Vsb)。
即，如果输入电压VB成为比上限电压Vmx高的过大电压范围Wover的电压，则第二基准电压发生部12以输入电压VB达到上限电压Vmx时发生的第一基准电压V1几乎相等的电压为基点，输出跟踪输入电压VB变化的电压(VB-Vsb)作为第二基准电压V2。
而且，本实施方式的第二基准电压发生部12被设计为通过使规定电压Vsb为与上限电压Vmx和第一基准电压V1的电压差(Vmx-V1)几乎相等的电压，在输入电压VB成为上限电压Vmx时，使第二基准电压V2成为和第一基准电压V1几乎相等的电压(VB-Vmx+V1)。
第三基准电压发生部14生成并输出与第一基准电压V1几乎相等的第三基准电压V3。
第一开关元件SW1连接于第一基准电压发生部11和NPN晶体管Qx的基极之间，第二开关元件SW2经由电阻Ra连接于第二基准电压发生部12和NPN晶体管Qx的基极之间。
并且，如果输入电压VB在额定电压范围Wo内或者成为比额定电压范围Wo低的电压时，第一开关元件SW1接通(导通)，第二开关元件SW2断开(非导通)，第一开关元件SW1向NPN晶体管Qx的基极侧提供第一基准电压V1。
另外，如果输入电压VB成为比额定电压范围Wo高的过大电压范围Wover的电压，则第一开关元件SW1断开(非导通)，第二开关元件SW2接通(导通)，第二开关元件SW2经由电阻Ra向NPN晶体管Qx的基极侧提供第二基准电压V2。
这样第一、第二开关元件SW1、SW2通过与输入电压VB以上限电压Vmx为界进行变化相对应地进行相互排他性的切换动作，向NPN晶体管Qx的基极侧提供第一基准电压V1或者第二基准电压V2。
控制电压调整部15在第三基准电压发生部14和第二开关元件SW2的输出侧之间，具有串联连接作为分压电阻的电阻Ra、Rb，电阻Ra、Rb的连接点连接于NPN晶体管Qx的基极和第一开关元件SW1的输出侧。并且，将电阻Ra、Rb的连接点处产生的电压作为用于控制NPN晶体管Qx的控制电压V4进行施加，将与该控制电压V4几乎相等的输出电压Vo输出给负载30侧。
下面参照图2(b)对具有所述结构的电源装置10的动作进行说明。图2(b)表示输入电压VB与输出电压Vo的关系。
首先，由于如果输入电压VB成为额定电压范围Wo内的电压，第一基准电压发生部11、第三基准电压发生部14分别输出几乎相等的第一和第三基准电压V1、V3，而且由于第一开关元件SW1为接通(导通)，所以如下式(1)所示，控制电压V4成为与这些基准电压V1、V3几乎相等的电压，NPN晶体管Qx的输出电压Vo也成为与这些基准电压V1、V3几乎相等的定电压。
V0＝V4＝V3＝V1 (1)因此，如果输入电压VB在额定电压范围Wo内，则电源装置10作为用于使负载30动作的直流稳定电源而起作用。
然后，在输入电压VB成为比额定电压范围Wo的上限电压Vmx高的过大电压范围Wover内的电压的情况下，第二基准电压发生部12输出比其输入电压VB降低了规定电压Vsb的第二基准电压V2，并且通过使第一开关元件SW1断开(非导通)，第二开关元件SW2接通(导通)，在电阻Ra、Rb之间被施加第二基准电压V2和第三基准电压V3的差电压(V2-V3)。
并且，通过电阻Ra、Rb将差电压(V2-V3)进行分压，如下式(2)所示，发生与基于电阻Ra、Rb的分压系数K和差电压(V2-V3)成比例的分割电压ΔVce，进而如下式(3)所示，将分割电压ΔVce加上第三基准电压V3的电压(ΔVce+V3)形成的控制电压V4施加于NPN晶体管Qx的基极，从NPN晶体管Qx向负载30侧输出与该控制电压V4几乎相等的输出电压Vo。
Δvce＝{Rb/(Ra+Rb)}×(V2-V3)＝K×(V2-V3)(2)V0＝V4＝Δvce+V3(3)因此，如果输入电压VB成为过大电压范围Wover内的电压，则输出比图2(b)中的虚线δ0所表示的第三基准电压V3高的电压即，如斜线δ1所示，高出以分压系数K为系数进行变化的分割电压ΔVce那么大的输出电压Vo。
另外，如果调整电阻Ra、Rb的值变更分压系数K，则如图2(b)中的斜线δ2、δ3所示那样，能够变更相对第三基准电压V3的分割电压ΔVce。
这样，在过大电压范围Wover内输出电压Vo一旦上升，则NPN晶体管Qx的集电极和发射极之间，被施加从输入电压VB减去ΔVce和第三基准电压V3而得到的集电极发射极电压Vce。因此，与图1(b)所示的已往技术的不生成分割电压ΔVce的情况相比，本实施方式的电源装置10能够降低NPN晶体管Qx的集电极发射极电压Vce，能够降低功率损失。
如上所述，根据本实施方式的电源装置10，如果输入电压VB成为过大电压范围Wover内的电压，能够降低NPN晶体管Qx的功率损失。并且，作为能够降低相关功率损失的结果，在不作苛刻技术要求的范围内，可以利用小型功率晶体管形成NPN晶体管Qx，或者设置小型的散热片，使散热装置小型化。
而且，由于可以通过调整电阻Ra、Rb的电阻值可变调整分割电压ΔVce，所以能够对负载30没有影响地调整对应于过大电压范围Wover的输出电压Vo，进一步降低NPN晶体管Qx的功率损失。
例如，在负载30是设置于汽车等车辆的仪表盘等中的照明装置的情况下，可将亮度和照度的变化抑制到使驾驶者等人不能觉察有变化的程度，且能够降低NPN晶体管Qx的功率损失。
下面，参照图3和图4说明图2所示的实施方式的更具体的实施例。图3是表示实施方式的电源装置10的结构的电路图，与图2相同或相应的部分采用相同符号表示。图4是用于说明动作的图。
在图3中，该电源装置10设置于作为输入电源装置20的车载电池和作为车内的设置于仪表盘的照明装置的负载30之间，具有作为功率控制元件的NPN晶体管Qx，第一、第二、第三基准电压发生部11、12、14，切换部13，控制电压调整部15和降躁部16。
而且，规定输入电压(电池电压)VB的额定电压范围Wo约为8伏～14伏的电压范围，上限电压Vmx为14伏，输入电压VB超过上限电压Vmx的电压范围为过大电压范围Wover。
而且，在输入电压VB是额定电压范围Wo内的电压时，将定电压8伏作为输出电压Vo，从NPN晶体管Qx输出到负载30侧。
第一基准电压发生部11由串联连接于正电源线LN和地线GND之间的电阻R1和稳压二极管ZD1构成，当输入电压VB成为8伏以上时，稳压二极管ZD1输出8伏的稳压电压作为第一基准电压V1。
第二基准电压发生部12由串联连接于正电源线LN和地线GND之间的稳压二极管ZD2和电阻R2构成，当输入电压VB成为14伏以上时，稳压二极管ZD2发生6伏的稳压电压。
由此，在输入电压VB成为过大电压范围Wover内的电压时，第二基准电压发生部12输出比输入电压VB降低了规定电压Vsb(即6伏)的电压(VB-Vsb)作为第二基准电压V2。
第三基准电压发生部14由发生比稳压二极管ZD1低若干电压(具体地说，降低了相当于开关二极管D1的正向电压的电压)的稳压电压(第三基准电压)V3的稳压二极管ZD3构成。
切换部13由起到和图2(a)所示的第一、第二开关元件SW1、SW2同样作用的开关二极管D1、D2形成，开关二极管D1的阳极连接于电阻R1和稳压二极管ZD1的连接点，开关二极管D2的阳极隔着电阻Ra连接于电阻R2和稳压二极管ZD2的连接点，开关二极管D1、D2的阴极连接于NPN晶体管Qx的基极。
控制电压调整部15由上述电阻Ra、连接于稳压二极管ZD3和NPN晶体管Qx的基极之间的电阻Rb构成，将这些电阻Ra、Rb的连接点处的电压作为NPN晶体管Qx的控制电压V4。
而且，虽然在该实施例中把电阻Ra设置于开关二极管D2和第二基准电压发生部12之间，但与图2(a)所示的将电阻Ra连接于开关元件SW2的输出侧同样，也可以把电阻Ra连接于图3所示的开关二极管D2的阴极和NPN晶体管Qx的基极之间。
降躁部16由连接于开关二极管D1、D2的阴极和地线GND之间的电容(电容元件)C和电阻Ra构成，通过吸收波纹电压噪声等向NPN晶体管Qx施加降低了噪声的控制电压V4。
下面，参照图4说明电源装置10的动作。
虽然开关二极管D1、D2具有约0.6伏的正向电压，但为了便于说明，认为开关二极管D1、D2的正向电压几乎为零。
首先，在输入电压VB为比额定电压范围Wo低的电压的情况下，如图4(a)所示，第一、第三基准电压V1、V3在小于8伏的电压范围内，跟踪输入电压VB进行变化，第二基准电压V2如图4(b)约为0伏。
然后，在输入电压VB成为额定电压范围Wo内的电压的情况下，第一、第三基准电压V1、V3约为8伏，第二基准电压V2在输入电压VB不足6伏时约为0伏，在输入电压VB为6伏以上时，输出比该输入电压VB降低约6伏的第二基准电压V2。
在输入电压VB成为比上限电压Vmx高的过大电压范围Wover内的电压的情况下，第一、第三基准电压V1、V3维持为约8伏，第二基准电压V2输出比该输入电压VB降低约6伏的第二基准电压V2。
这里，在输入电压VB成为额定电压范围Wo内的电压的情况下，与第一、第三基准电压V1、V3相比，第二基准电压V2为低电压，开关二极管D1接通(导通)，开关二极管D2断开(非导通)，如前式(1)所示，控制电压V4成为与第一、第三基准电压V1、V3几乎相等的电压，NPN晶体管Qx的输出电压Vo也保持为约8伏。
因此，在输入电压VB成为额定电压范围Wo内的电压时，电源装置10通过起到用于使负载30动作的直流稳定电源的作用，能够将作为负载30的照明装置的发光亮度和照度保持为一定值。
然后，在输入电压VB成为过大电压范围Wover内的电压，即达到14伏以上的情况下，由于与第一、第三基准电压V1、V3相比，第二基准电压V2为高电压，所以开关二极管D1断开(非导通)，开关二极管D2接通(导通)，在电阻Ra、Rb的两端被施加第二基准电压V2和第三基准电压V3的差电压(V2-V3)。
而且，在因所谓的浪涌电压等引起的输入电压VB急剧变为比上限电压Vmx还高的电压(例如16伏)的情况下，通过由电容C和电阻Ra构成的降躁部16来吸收噪声，在电阻Ra、Rb的两端施加被降噪的差电压(V2-V3)。
而且，通过由电阻Ra、Rb对差电压(V2-V3)进行分压，如所述式(2)所示，发生与基于电阻Ra、Rb的分压系数K和差电压(V2-V3)成比例的分割电压ΔVce，进而如所述式(3)所示，将分割电压ΔVce加上第三基准电压V3的电压(ΔVce+V3)形成的控制电压V4施加于NPN晶体管Qx的基极，从NPN晶体管Qx向负载30侧输出与该控制电压V4几乎相等的输出电压Vo。
因此，在输入电压VB成为过大电压范围Wover内的任意电压时，输出比图4(c)中的虚线δ0所表示的第三基准电压V3高的电压，即，如斜线δ1所示，高出以分压系数K为系数进行变化的分割电压ΔVce的输出电压Vo。
另外，在通过调整电阻Ra、Rb的值来变更分压系数K时，如图4(c)中的斜线δ2、δ3所示，能使相对第三基准电压V3的分割电压ΔVce变更。另外，由于将电阻Rb的值调得越大，分压系数K的值就越大，所以可使分割电压ΔVce从斜线δ1侧变大至斜线δ3侧。
这样，当在过大电压范围Wover内输出电压Vo上升时，NPN晶体管Qx的集电极和发射极之间，被施加从输入电压VB减去ΔVce和第三基准电压V3而得到的集电极发射极电压Vce。因此，能够降低NPN晶体管Qx的集电极发射极电压Vce，能够降低功率损失。
如上所述，根据本实施方式的电源装置10，在输入电压VB成为过大电压范围Wover内的电压时，能够降低NPN晶体管Qx的功率损失。并且，作为能够降低相关功率损失的结果，在不作苛刻技术要求的范围内，可以利用小型功率晶体管形成NPN晶体管Qx，或者设置小型的散热片，使散热装置小型化。
而且，在输入电压VB成为额定电压范围Wo内的电压时，输出电压Vo为与第三基准电压V3几乎相同的定电压，在输入电压VB成为过大电压范围Wover内的电压时的输出电压Vo成为比第三基准电压V3高出分割电压ΔVce的电压，所以虽然施加于作为负载30的照明装置的电压发生变化，但只要通过调整电阻Ra、Rb的电阻值适当调整分割电压ΔVce，可将亮度和照度的变化抑制到驾驶者等人不能觉察到变化的程度，且能够降低NPN晶体管Qx的功率损失。
并且，通过设置降躁部16，即使在输入电压VB急剧变化的情况下，也能吸收波纹电压噪音等，能够输出降躁了的输出电压Vo，所以能够使照明装置的亮度和照度稳定即防止发生所谓的闪烁。
下面，参照图5说明其他实施例。图5是表示本实施方式的电源装置的结构的电路图，与图3相同或相应的部分采用相同符号表示。
首先，将图5的电源装置10的特征与图3所示的电源装置对比并进行说明。
图3所示的电源装置利用NPN晶体管Qx形成功率控制元件，构成控制电压调整部15的电阻Rb连接于NPN晶体管Qx的基极。与此相比，图5的电源装置10利用PNP晶体管Qx形成功率控制元件，构成控制电压调整部15的电阻Rb和PNP晶体管Qx的基极之间设有用于提高对PNP晶体管Qx的驱动能力的NPN晶体管Qd。
即，NPN晶体管Qd的基极连接于电阻Rb，其集电极连接于作为功率控制元件的PNP晶体管Qx的基极并且隔着电阻Rx连接于正电源线LN，其发射极隔着电阻R4连接于地线GND。
由此，即使从开关二极管D1或D2侧流入与控制电压V4对应的基极电流为微小电流，NPN晶体管Qd也能通过进行功率放大，向PNP晶体管Qx的基极施加与控制电压V4成比例的电压，提高对PNP晶体管Qx的驱动能力。
而且，NPN晶体管的发射极和电阻R4的连接点与PNP晶体管Qx的集电极之间，连接有限制输出电压Vo的变化的稳压二极管ZD4。
而且，本实施例的电源装置10中，稳压二极管ZD1的稳压电压约为5.6伏，稳压二极管ZD2的稳压电压约为7.5伏，稳压二极管ZD3的稳压电压约为5.1伏，稳压二极管ZD4的稳压电压约为3.7伏，通过设定这些元件参数，设定为可以输出与图4所示相同的输出电压Vo。
如上所述，根据具有所述结构的本实施方式的电源装置10，通过进行与图3和图4所示的电源装置相同的动作，在输入电压VB成为额定电压范围Wo内的电压时，输出作为稳压二极管ZD3产生的第三基准电压V3和稳压二极管ZD4的稳压电压的和(忽略Qd的输入电压Vbe)的输出电压Vo，在输入电压VB成为过大电压范围Wover内的电压时，输出与基于电阻Ra、Rb而产生的分割电压ΔVce和基于稳压二极管ZD3产生的第三基准电压V3的和的电压(ΔVce+V3)对应的输出电压。
即，在输入电压VB成为比额定电压范围Wo低的电压时，PNP晶体管Qx的输出电压跟踪着输入电压VB而发生变化。
在输入电压VB成为额定电压范围Wo内的电压的情况下，基于第一、第三基准电压V1、V3，PNP晶体管Qx的输出电压显示出定电压特性。第二基准电压V2、在该区域中小于第一、第三基准电压V1、V3。
而且，输入电压VB成为比上限电压(14伏)Vmx高的过大电压范围Wover内的电压的情况下，PNP晶体管Qx的输出电压超过了第一、第三基准电压而与第二基准电压连动。
在输入电压VB成为额定电压范围Wo内的电压的情况下，与第一、第三基准电压V1、V3相比，第二基准电压V2为低电压，所以开关二极管D1接通(导通)，开关二极管D2断开(非导通)，控制电压V4成为与第一、第三基准电压V1、V3几乎相等的电压。而且，NPN晶体管Qd通过根据控制电压V4设定PNP晶体管Qx的基极电流，从PNP晶体管Qx的集电极向负载30输出约8伏的输出电压Vo。
另外，在输入电压VB成为过大电压范围Wover内的电压，即达到14伏以上的情况下，由于与第一、第三基准电压V1、V3相比，第二基准电压V2为高电压，所以开关二极管D1断开(非导通)，开关二极管D2接通(导通)，在电阻Ra、Rb的两端施加第二基准电压V2和第三基准电压V3的差电压(V2-V3)。而且，通过由降躁部16吸收波纹电压噪声，在电阻Ra、Rb的两端施加被降噪的差电压(V2-V3)。
而且，通过电阻Ra、Rb分压差电压(V2-V3)，发生与基于电阻Ra、Rb的分压系数K和差电压(V2-V3)成比例的分割电压ΔVce，进而将分割电压ΔVce加上第三基准电压V3的电压(ΔVce+V3)形成的控制电压V4施加于NPN晶体管Qd的基极，通过由NPN晶体管Qd根据控制电压V4设定PNP晶体管Qx的基极电流，从PNP晶体管Qx的集电极向负载30侧输出比约8伏高出分割电压ΔVce那么大的输出电压Vo。
如上所述，根据本实施方式的电源装置10，能够达到与图3所示的电源装置相同的效果即，在输入电压VB成为过大电压范围Wover内的电压的情况下，能够降低PNP晶体管Qx的功率损失。
并且，通过设置NPN晶体管Qd，能够提高对PNP晶体管Qx的驱动能力，尤其通过使用利用小电流进行动作的二极管形成开关二极管D1、D2或者形成高阻值的电阻Ra、Rb，可以构成利用小电流进行动作的电路。
由此，能够实现电源装置10自身的功率消耗的降低，和散热装置的小型化。
下面，参照图6说明另外一个其他实施例。图6是表示另外一个实施方式的电源装置的结构的电路图，与图3和图5相同或相应的部分采用相同符号表示。
图3所示的电源装置中构成控制电压调整部15的电阻Rb连接于NPN晶体管Qx的基极，图5所示的电源装置构成控制电压调整部15的电阻Rb和PNP晶体管Qx的基极之间设置有用于提高对PNP晶体管Qx的驱动能力的NPN晶体管Qd。
与此相比，图6的电源装置10，具有形成差动对的NPN晶体管Qd1、Qd2，和连接于NPN晶体管Qd1、Qd2的共同发射极和地线GND之间的电阻R4，和用于设定输出电压Vo的电阻R5、R6，向NPN晶体管Qd1的基极施加控制电压V4，并且其集电极连接于PNP晶体管Qx的基极。
在输入电压VB为额定电压范围(8～14伏)Wo内时，这样决定电阻R5、R6的各个电阻值使NPN晶体管Qd2的基极电位与NPN晶体管Qd1的基极电位控制电压V4相等，并且输出电压Vo为8伏。
(Qd2的基极电位)＝V4＝Vo×R6/(R5+R6) (4)而且，作为典型情况，与图5的电路相同，稳压二极管ZD1的稳压电压约为5.6伏，稳压二极管ZD2的稳压电压约为7.5伏，稳压二极管ZD3的稳压电压约为5.1伏。
根据具有所述结构的本实施方式的电源装置10，与图3和图5所示的电源装置相同，在输入电压VB成为过大电压范围Wover内的电压的情况下，能够降低PNP晶体管Qx的功率损失。而且，NPN晶体管Qd1根据控制电压V4，能够提高用于驱动PNP晶体管Qx的驱动能力。
因此除了能够得到能够使用小型功率晶体管形成PNP晶体管Qx，或者使散热器小型化的效果之外，还可以使用于生成控制电压V4的电路为小电流型的电路，能够实现电源装置10自身的功率消耗的降低，和散热装置的小型化。
而且，虽然在上面说明的实施方式和实施例中使用双极晶体管作为功率控制元件，但也可以使用场效应晶体管等其他的有源元件。
权利要求
1.一种电源装置，其具有相对负载串联设置的、基于输入电压而产生用于驱动负载的输出电压的功率控制元件，其特征在于，具有发生第一基准电压的第一基准电压发生单元；当所述输入电压成为高于规定的上限电压时，跟踪所述输入电压发生比所述输入电压低且比所述第一基准电压高的第二基准电压的第二基准电压发生单元；在所述输入电压比所述上限电压低时，输出所述第一基准电压，在所述输入电压成为比所述上限电压高的电压时，输出所述第二基准电压的切换单元；和根据所述切换单元输出的所述第一基准电压或者第二基准电压，生成驱动所述功率控制元件的控制电压的控制电压调整单元。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述控制电压调整单元，通过对从所述切换单元输出的所述第二基准电压进行分压，来生成所述控制电压。
3.根据权利要求1或2所述的电源装置，其特征在于，所述控制电压调整单元，具有通过对从所述切换单元输出的所述第二基准电压进行分压来生成比所述第一基准电压高的所述控制电压的分压电阻。
4.一种电源控制方法，是在具有功率控制元件的电源装置中所使用的电源控制方法，该功率控制元件相对负载而串联设置，其基于输入电压而发生用于驱动负载的输出电压，其特征在于，包括发生第一基准电压的第一基准电压发生步骤；当所述输入电压成为高于规定的上限电压时，跟踪所述输入电压，发生比所述输入电压低且比所述第一基准电压高的第二基准电压的第二基准电压发生步骤；在所述输入电压比所述上限电压低时，输出所述第一基准电压，在所述输入电压成为比所述上限电压高的电压时，输出所述第二基准电压的切换步骤；根据在所述切换步骤输出的所述第一基准电压或者第二基准电压，生成驱动所述功率控制元件的控制电压的控制电压调整步骤。
全文摘要
一种电源装置具有在输入电压(VB)处于额定电压范围内的情况下，发生用于设定输出电压(Vo)的第一基准电压(V1)的第一基准电压发生单元(11)，当输入电压(VB)成为高于规定的上限电压时，发生比输入电压VB低且比第一基准电压(V1)高的第二基准电压(V2)的第二基准电压发生单元(12)；在输入电压(VB)比规定的上限电压低时，输出第一基准电压(V1)，在输入电压比规定的上限电压高时，输出第二基准电压(V2)的切换单元(13)；和当输入电压(VB)成为高于规定的上限电压时，由用于生成驱动功率控制元件的晶体管(Qx)的控制电压(V4)的分压电阻(Ra、Rb)构成的控制电压调整单元(15)。
文档编号G05F1/10GK1707896SQ20051007496
公开日2005年12月14日 申请日期2005年6月6日 优先权日2004年6月9日
发明者井上隆男 申请人:日本先锋公司