特許 6396722 レギュレータ回路および集積回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6396722

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】レギュレータ回路および集積回路

(51)【国際特許分類】

   G05F 1/56 20060101AFI20180913BHJP

   H02M 3/00 20060101ALI20180913BHJP

【ＦＩ】

   G05F1/56 310E

   H02M3/00 U

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-170333(P2014-170333)

(22)【出願日】2014年8月25日

(65)【公開番号】特開2016-45760(P2016-45760A)

(43)【公開日】2016年4月4日

【審査請求日】2017年7月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100133514

【弁理士】

【氏名又は名称】寺山 啓進

(74)【代理人】

【識別番号】100122910

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 広之

(72)【発明者】

【氏名】藤原 彬

(72)【発明者】

【氏名】木村 卓司

【審査官】 遠藤 尊志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２０１１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０１０５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３２９４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｆ １／５６

Ｈ０２Ｍ ３／００−３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部から供給された電源電圧に基づいて一定の内部電源電圧を生成するレギュレータ部と、
前記レギュレータ部から出力される電力が供給され、外部装置との間を電気的に接続する所定のケーブル抵抗を有する接続ケーブルと接続可能な接続ポートと、
前記接続ポートに前記接続ケーブルが接続された状態における電源電流を検出する電流検出部と、
前記ケーブル抵抗に起因する電圧降下分の電圧を前記電流検出部で検出された電流値に応じて補正する電圧補正部と
を有するレギュレータ回路であって、
前記電流検出部は、電流検出用トランジスタで構成され、
前記電圧補正部は、前記電流検出用トランジスタとカレントミラー接続されるとともに前記レギュレータ部内に含まれて配置されて前記レギュレータ回路の出力を生成する出力用トランジスタと、前記電流検出用トランジスタの出力側に接続されて補正量を設定する補正量設定抵抗とで構成され、
前記電流検出用トランジスタと前記出力用トランジスタとのミラー比をｍ１：ｍ２とした場合に、ｍ１＜ｍ２となるようにトランジスタサイズが選択され、
前記補正量設定抵抗の抵抗値（Ｒcal）は、次式
Ｒcal＝Ｒcable×Ａ×（（Ｒ1＋Ｒ2）／Ｒ1）×（Ｒf2／（Ｒf1＋Ｒf2））
に基いて設定され、
ここで、Ｒcableは、ケーブル抵抗値であり、Ａは、ミラー比であり、Ｒ1、Ｒ2は、前記補正量設定抵抗で生成される電圧と参照電圧との間を分圧してコンパレータの反転入力端子に入力する分圧抵抗の抵抗値であり、Ｒf1、Ｒf2は、前記出力用トランジスタの出力側の電圧を分圧して前記コンパレータの非反転入力端子に入力する参照抵抗の抵抗値であり、前記コンパレータの出力が、前記電流検出用トランジスタのゲート電極に接続されることを特徴とするレギュレータ回路。

【請求項2】

前記電流検出用トランジスタおよび前記出力用トランジスタは、それぞれｐＭＯＳトランジスタで構成されることを特徴とする請求項１に記載のレギュレータ回路。

【請求項3】

前記電流検出用トランジスタのソース電極から出力される負荷電流に基いて前記補正量設定抵抗で生成される電圧が、前記電流検出用トランジスタの前記ゲート電極にフィードバック入力され、当該電流検出用トランジスタとカレントミラー接続されている前記出力用トランジスタの出力電圧が補正制御されることを特徴とする請求項２に記載のレギュレータ回路。

【請求項4】

前記接続ケーブルは、ＵＳＢ規格に準拠したケーブルであることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のレギュレータ回路。

【請求項5】

前記補正量設定抵抗は、可変抵抗器で構成されることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のレギュレータ回路。

【請求項6】

請求項１から請求項５に係る何れかのレギュレータ回路を備えることを特徴とする集積回路。

【請求項7】

外部から入力される直流電圧を所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータを備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータで変換された直流電圧が前記レギュレータ回路に入力されるように構成されたことを特徴とする請求項６に記載の集積回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、レギュレータ回路および集積回路に関する。

【背景技術】

【0002】

レギュレータ回路等を搭載し、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポートを介してスマートフォンやタブレット型端末等の二次電池（リチウム電池等）を搭載した各種携帯機器に充電可能な充電装置が普及しつつある。

【0003】

ところで、一般的にＵＳＢポートから供給可能な充電電流は１Ａ以下であるが、急速充電ができるように２．１Ａの充電電流に対応した電源回路や充電装置も開発されている。

【0004】

かかる充電装置等に関連する技術は種々提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２１３３２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところが、上記のように充電電流が増加（１Ａ→２．１Ａ）すると、電源回路（電源基板）から充電対象である携帯機器のＵＳＢコネクタまでの間のケーブル抵抗による電圧降下が大きくなってしまう。

【0007】

そして、この電圧降下の影響により、ＵＳＢ規格（ＵＳＢ給電標準規格等）で定められる電圧基準（５Ｖ±５％、即ち、４．７５Ｖ〜５．２５Ｖ）を満たさなくなるという問題があった。

【0008】

本実施の形態は、ケーブル抵抗による電圧降下について負荷電流に応じて出力電圧の補正を行い、所定の基準電圧を保持することができ、比較的低コストで且つ小型化を図ることができるレギュレータ回路および集積回路を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本実施の形態の一態様によれば、外部から供給された電源電圧に基づいて一定の内部電源電圧を生成するレギュレータ部と、前記レギュレータ部から出力される電力が供給され、外部装置との間を電気的に接続する所定のケーブル抵抗を有する接続ケーブルと接続可能な接続ポートと、前記接続ポートに前記接続ケーブルが接続された状態における電源電流を検出する電流検出部と、前記ケーブル抵抗に起因する電圧降下分の電圧を前記電流検出部で検出された電流値に応じて補正する電圧補正部とを有するレギュレータ回路であって、前記電流検出部は、電流検出用トランジスタで構成され、前記電圧補正部は、前記電流検出用トランジスタとカレントミラー接続されるとともに前記レギュレータ部内に含まれて配置されて前記レギュレータ回路の出力を生成する出力用トランジスタと、前記電流検出用トランジスタの出力側に接続されて補正量を設定する補正量設定抵抗とで構成され、前記電流検出用トランジスタと前記出力用トランジスタとのミラー比をｍ１：ｍ２とした場合に、ｍ１＜ｍ２となるようにトランジスタサイズが選択され、前記補正量設定抵抗の抵抗値（Ｒcal）は、次式 Ｒcal＝Ｒcable×Ａ×（（Ｒ1＋Ｒ2）／Ｒ1）×（Ｒf2／（Ｒf1＋Ｒf2））に基いて設定され、ここで、Ｒcableは、ケーブル抵抗値であり、Ａは、ミラー比であり、Ｒ1、Ｒ2は、前記補正量設定抵抗で生成される電圧と参照電圧との間を分圧してコンパレータの反転入力端子に入力する分圧抵抗の抵抗値であり、Ｒf1、Ｒf2は、前記出力用トランジスタの出力側の電圧を分圧して前記コンパレータの非反転入力端子に入力する参照抵抗の抵抗値であり、前記コンパレータの出力が、前記電流検出用トランジスタのゲート電極に接続されるレギュレータ回路が提供される。

【0010】

本実施の形態の他の態様によれば、前記電流検出用トランジスタおよび前記出力用トランジスタは、それぞれｐＭＯＳトランジスタで構成されるレギュレータ回路が提供される。

【0011】

本実施の形態の他の態様によれば、前記電流検出用トランジスタのソース電極から出力される負荷電流に基いて前記補正量設定抵抗で生成される電圧が、前記電流検出用トランジスタの前記ゲート電極にフィードバック入力され、当該電流検出用トランジスタとカレントミラー接続されている前記出力用トランジスタの出力電圧が補正制御されるレギュレータ回路が提供される。

【0013】

本実施の形態の他の態様によれば、前記接続ケーブルは、ＵＳＢ規格に準拠したケーブルであるレギュレータ回路が提供される。

【0014】

本実施の形態の他の態様によれば、前記補正量設定抵抗は、可変抵抗器で構成されるレギュレータ回路が提供される。

【0015】

本実施の形態の他の態様によれば、請求項１から請求項５に係る何れかのレギュレータ回路を備える集積回路が提供される。

【0016】

本実施の形態の他の態様によれば、外部から入力される直流電圧を所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータを備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータで変換された直流電圧が前記レギュレータ回路に入力されるように構成された請求項６に記載の集積回路が提供される。

【発明の効果】

【0017】

本実施の形態によれば、ケーブル抵抗による電圧降下について負荷電流に応じて出力電圧の補正を行い、所定の基準電圧を保持することができ、比較的低コストで且つ小型化を図ることができるレギュレータ回路および集積回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施の形態に係るレギュレータ回路の構成例を示す概略回路図。

【図2】実施の形態に係るレギュレータ回路の具体例を示す回路図。

【図3】実施の形態に係るレギュレータ回路におけるＶcalとＩ０との関係を示すグラフ。

【図4】実施の形態に係るレギュレータ回路におけるＲcalとＲcableとの関係を示すグラフ。

【図5】実施の形態に係るレギュレータ回路におけるＲcalとＲcableの数値例を示す表。

【図6】実施の形態に係るレギュレータ回路を搭載したシステムＬＳＩの構成例を示すブロック図。

【図7】基本技術に係るレギュレータ回路の構成例を示す概略回路図。

【図8】基本技術に係るレギュレータ回路の他の構成例を示す概略回路図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の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。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

【0020】

又、以下に示す実施の形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

【0021】

（基本技術に係るレギュレータ回路）
実施の形態に係るレギュレータ回路１および集積回路について説明するに先立って、ＵＳＢケーブルを介して携帯機器に充電する装置におけるレギュレータ回路に関する基本技術について、図７および図８を参照して説明する。

【0022】

まず、図７に示す構成例では、６Ｖの電源電圧が、レギュレータ回路Ｒｅ１０によって５Ｖの電圧で出力されるようになっている。

【0023】

ここで、電源電圧は、ＡＣ電源を変圧し整流して得たり、あるいは車載電源の１２Ｖ直流をＤＣ／ＤＣコンバータによって変圧するなどして得ることができる。

【0024】

そして、ノードＮ１０，Ｎ１１間が接続ケーブルＣＡで接続され、直流の定電流源Ｉ０として、スマートフォンやタブレット型端末等の二次電池（リチウム電池等）を搭載した各種携帯機器（図示せず）に充電用の電流を供給するようになっている。

【0025】

ここで、接続ケーブルＣＡとして、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格に準拠したＵＳＢケーブルを用いるものとする。

【0026】

この場合に、ＵＳＢ給電標準規格中の給電仕様（USB Power Delivery）によれば、定電流源Ｉ０が接続されるＵＳＢポートには、５Ｖ±５％（即ち、４．７５Ｖ〜５．２５Ｖ）の電圧が供給される必要があることが規定されている。

【0027】

また、一般的にＵＳＢポートから供給可能な充電電流は１Ａ以下であるが、急速充電ができるように２．１Ａの充電電流が用いられる場合がある。そして、このように充電電流が増加（１Ａ→２．１Ａ）した場合には、接続ケーブルＣＡのケーブル抵抗（Ｒcable）による電圧降下が比較的大きくなる。

【0028】

具体的には、接続ケーブルＣＡのＲcableは、一般的に約０．２〜０．３Ωであることから、接続ケーブルＣＡに流れる電流Ｉ_１０が２．１Ａの場合に、電圧降下は約０．４〜０．６Ｖ程度となる。

【0029】

したがって、図７において、ノードＮの電圧が５Ｖである場合に、接続ケーブルＣＡを経由したノードＮ１１における電圧は、上述の電圧降下により、約４．４〜４．６Ｖ程度となり、定格の４．７５Ｖ〜５．２５Ｖを満たすことができない状態となる。

【0030】

そこで、図８に示す構成例では、接続ケーブルＣＡによる電圧降下分を昇圧するようにしている。

【0031】

即ち、図８に示す例では、レギュレータ回路Ｒｅ１０の出力側に検出抵抗Ｒｄを直列に接続する構成としている。

【0032】

検出抵抗Ｒｄとしては、当該検出抵抗Ｒｄ自体による電圧降下の影響をできるだけ小さくするために、例えば２０ｍΩ程度の抵抗値を有する抵抗器が用いられる。

【0033】

ここで、電源電圧を６Ｖ、電流Ｉ_１０を１Ａとした場合に、レギュレータ回路Ｒｅ１０における入出力差電圧は約０．６Ｖ、検出抵抗Ｒｄによる電圧降下（ノードＮ１２、Ｎ１３間の電圧差）は約０．０２Ｖとなる。

【0034】

そして、図８に示す例では、上記のような約０．６２Ｖ程度の電圧差を補償するために、フィードバック回路ＦＢを介してレギュレータ回路Ｒｅ１０にフィードバック信号が送信され、出力電圧の増幅率の制御が行われるようになっている。

【0035】

これにより、接続ケーブルＣＡを経由したノードＮ１１における電圧が、定格の４．７５Ｖ〜５．２５Ｖを満たすように調整することができる。

【0036】

ところで、図８に示す構成例では、上述のように検出抵抗Ｒｄとして例えば２０ｍΩ程度の抵抗値を有する抵抗器を用いる必要があるが、このような抵抗値の低い抵抗器は比較的単価が高く、コストが嵩むという難点がある。特に、検出精度を向上させるためには、抵抗値のバラつきが少ない高精度の抵抗器を用いる必要があり、一層コスト高となってしまう。

【0037】

また、上述のような抵抗値の低い抵抗器は、大電流向けのものが多く、比較的体積や設置面積が大きい。そのため、例えば携帯機器の充電器等に図８のような構成のレギュレータ回路を搭載する場合に、装置全体が大型化し易いという不都合もあった。

【0038】

本実施の形態に係るレギュレータ回路１は、ケーブル抵抗による電圧降下について負荷電流に応じて出力電圧の補正を行い、所定の基準電圧を保持することができ、比較的低コストで且つ小型化を図ることができるレギュレータ回路および集積回路を提供すべく考案されたものである。

【0039】

（実施の形態に係るレギュレータ回路の概略構成）
図１を参照して実施の形態に係るレギュレータ回路１の概略構成について説明する。

【0040】

図１は、実施の形態に係るレギュレータ回路１の構成例を示す概略回路図である。

【0041】

図１に示すレギュレータ回路１は、外部から供給された電源電圧Ｖｃｃ（例えば、６Ｖ）に基づいて一定の内部電源電圧を生成するレギュレータ部Ｒｅ１と、レギュレータ部Ｒｅ１から出力される電力が供給され、形態端末などで構成される外部装置（図示せず）との間を電気的に接続する所定のケーブル抵抗を有する接続ケーブルＣＡと接続可能な接続ポートＰ２、Ｐ４と、接続ポートＰ２、Ｐ４に接続ケーブルＣＡが接続された状態における電源電流を検出する電流検出部と、ケーブル抵抗に起因する電圧降下分の電圧を電流検出部で検出された電流値に応じて補正する電圧補正部とを有している。

【0042】

本実施の形態において、接続ケーブルＣＡは、ＵＳＢ規格に準拠したＵＳＢケーブルで構成される。

【0043】

図１に示すレギュレータ回路１において、電流検出部は、電流検出用トランジスタ１１で構成され、電圧補正部は、電流検出用トランジスタ１１とカレントミラー接続されてカレントミラー回路Ｍを構成する出力用トランジスタと、電流検出用トランジスタ１１の出力側に接続されて補正量を設定する補正量設定抵抗Ｒｃとで構成されている。

【0044】

電流検出用トランジスタ１１と出力用トランジスタ１０とのミラー比をｍ１：ｍ２とした場合に、ｍ１＜ｍ２となるようにトランジスタサイズが選択される。

【0045】

ミラー比ｍ１：ｍ２は、特には限定されないが、例えば、１：１００００などとされる。

【0046】

電流検出用トランジスタ１１および出力用トランジスタ１０は、それぞれｐＭＯＳトランジスタで構成することができる。

【0047】

なお、上述のミラー比は、各トランジスタ１０、１１のアスペクト比（Ｗ／Ｌ）ということもできる。ここに、Ｗはゲート幅、Ｌはゲート長を表す。

【0048】

図１に示すレギュレータ回路１は、電流検出用トランジスタ１１のソース電極から出力される負荷電流Ｉ０／Ａ（Ａはミラー比）に基いて補正量設定抵抗Ｒｃで生成される電圧が、フィードバック回路ＦＢを介して電流検出用トランジスタ１１のゲート電極にフィードバック入力され、電流検出用トランジスタ１１とカレントミラー接続されている出力用トランジスタ１０の出力電圧が補正制御されるようになっている。

【0049】

ここで、ＵＳＢケーブルで構成される抵抗値Ｒcableが約０．２〜０．３Ωで、出力電流Ｉ０が２Ａである場合に、負荷電流Ｉ０／Ａは約２００μＡとなり、補正量設定抵抗Ｒｃの抵抗値Ｒcalは、例えば数百Ωとなる。

【0050】

なお、補正量設定抵抗Ｒｃの抵抗値Ｒcalの詳細な算出方法については後述する。

【0051】

このように、図１に示すレギュレータ回路１によれば、補正量設定抵抗Ｒｃの抵抗値Ｒcalは、例えば数百Ω程度となり、一般的で比較的安価な抵抗器を用いることができる。したがって、上述した図８に示す基本技術のように、比較的単価が高く、比較的大きな設置面積を要する抵抗値の低い抵抗器（例えば、２０ｍΩ程度）を用いる必要がなく、比較的低コストで且つ小型化を図ることができるレギュレータ回路を提供することができる。

【0052】

なお、補正量設定抵抗Ｒｃは、可変抵抗器で構成し、ＵＳＢケーブルＣＡの抵抗値Ｒcable等に合わせて、補正量設定抵抗Ｒｃの抵抗値Ｒcalを調整できるようにしてもよい。

【0053】

（実施の形態に係るレギュレータ回路の具体例）
図２を参照して実施の形態に係るレギュレータ回路１の具体的な構成例について説明する。

【0054】

図２は、実施の形態に係るレギュレータ回路１の具体例を示す回路図である。

【0055】

図２に示すレギュレータ回路１は、外部から供給された電源電圧に基づいて一定の内部電源電圧を生成するレギュレータ部Ｃ１と、レギュレータ部Ｃ１から出力される電力が供給され、外部装置（図示せず）との間を電気的に接続する所定のケーブル抵抗を有する接続ケーブルＣＡと接続可能な接続ポートＰ２，Ｐ４と、接続ポートＰ２，Ｐ４に接続ケーブルＣＡが接続された状態における電源電流を検出する電流検出部Ｃ２と、ケーブル抵抗に起因する電圧降下分の電圧を電流検出部Ｃ２で検出された電流値に応じて補正する補正量設定抵抗Ｒｃ等で構成される電圧補正部と、カレントミラー回路Ｍにおける電圧差分ΔＶのバラつきを抑制する電圧変換アンプ部Ｃ３とから構成されている。

【0056】

レギュレータ部Ｃ１は、電流検出用トランジスタ１１で構成される電流検出部Ｃ２を含んでいる。

【0057】

電流検出用トランジスタ１１には、出力用トランジスタ１０がカレントミラー接続されてカレントミラー回路Ｍを構成している。

【0058】

電流検出用トランジスタ１１および出力用トランジスタ１０は、それぞれｐＭＯＳトランジスタで構成される。

【0059】

なお、電流検出用トランジスタ１１と出力用トランジスタ１０とのミラー比をｍ１：ｍ２とした場合に、ｍ１＜ｍ２となるようにトランジスタサイズが選択される。

【0060】

電流検出用トランジスタ１１のゲート端子には、コンパレータ２０が接続されている。コンパレータ２０の−端子には参照電圧Ｖrefが入力され、＋端子は図示しないアジャスト端子（出力電圧調整用端子）ＡＤＪに接続されている。

【0061】

コンパレータ２０の−端子には分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２がノードＮ４を介して接続され、分圧抵抗Ｒ１の一端はバンドギャップ電圧ＢＧに接続されている。また、分圧抵抗Ｒ２の一端はノードＮ７を介して電圧変換アンプ部Ｃ３側の抵抗Ｒ３に接続されている。

【0062】

そして、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点（ノードＮ４）には参照電圧Ｖrefが現れ、分圧抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点には、補正量設定抵抗Ｒｃと負荷電流Ｉ０／Ａによる電圧Ｖcalが現れる。

【0063】

電流検出用トランジスタ１１と出力用トランジスタ１０のドレイン端子はノードＮ１およびポートＰ１を介して電源電圧（例えば６Ｖ）に接続される。

【0064】

電流検出用トランジスタ１１のソース端子はノードＮ５およびポートＰ３を介して補正量設定抵抗Ｒｃに接続される。なお、補正量設定抵抗Ｒｃの他端は接地接続されている。

【0065】

また、ノードＮ５には電圧変換アンプ部Ｃ３側の分圧抵抗Ｒ５、Ｒ６が接続されている。

【0066】

分圧抵抗Ｒ５、Ｒ６の接続点（ノード６）にはバッファアンプとしてのコンパレータ３０の＋端子が接続されている。コンパレータ３０の−端子は抵抗Ｒ３、Ｒ４の接続点（ノードＮ８）に接続されている。なお、抵抗Ｒ４、Ｒ６の一端は接地接続されている。

【0067】

出力用トランジスタ１０のソース端子には、ノードＮ２およびポートＰ２を介してケーブル抵抗Ｒcableを有するＵＳＢケーブルで構成される接続ケーブルＣＡが接続されている。なお、接続ケーブルＣＡに流れるＩ1は、ケーブル抵抗Ｒcableによる電圧降下の影響を補正した電流量とされる。具体的には、図示しない外部機器（例えばスマートフォン等の端末装置など）に対して高速で充電できるように、例えば出力電流として２Ａが出力されるように、電流Ｉ1の電流量が補正される。

【0068】

ノードＮ２には、参照抵抗Ｒｆ１、Ｒｆ２が接続されている。Ｒf2の他端は接地接続され、参照抵抗Ｒｆ１、Ｒｆ２の接続点（ノードＮ３）は、図示しないアジャスト端子ＡＤＪに接続されている。

【0069】

そして、上記構成のレギュレータ回路１において、補正量設定抵抗Ｒｃの抵抗値（Ｒcal）は、次の式１に基いて設定される。

【0070】

Ｒcal＝Ｒcable×Ａ×（（Ｒ1＋Ｒ2）／Ｒ1）×（Ｒf2／（Ｒf1＋Ｒf2））・・・式１
但し、Ｒcableはケーブル抵抗値、Ａは電流検出用トランジスタ１１と出力用トランジスタ１０のミラー比、Ｒ1、Ｒ2は電流検出用トランジスタのゲート電極に接続される分圧抵抗の抵抗値、Ｒf1、Ｒf2は出力用トランジスタの出力側に接続される参照抵抗Ｒｆ１、Ｒｆ２の抵抗値である。

【0071】

式１は、次の関係から導出される。

【0072】

即ち、ケーブル電圧降下補正量（ΔＶcal）は、式２のように表される。

【0073】

ΔＶcal＝（Ｉ０／Ａ）×Ｒcal×（Ｒ1／（Ｒ1＋Ｒ2））×（（Ｒf1＋Ｒf2）／Ｒf2）・・・式２
但し、Ｉ０／Ａは負荷電流、Ｒcalは補正量設定抵抗Ｒｃの抵抗値、Ａは電流検出用トランジスタ１１と出力用トランジスタ１０のミラー比、Ｒ1、Ｒ2は電流検出用トランジスタ１１のゲート電極に接続される分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値、Ｒf1、Ｒf2は出力用トランジスタの出力側に接続される参照抵抗Ｒｆ１、Ｒｆ２の抵抗値である。

【0074】

そして、ケーブル電圧降下補正量（ΔＶcal）が、接続ケーブルＣＡで降下する電圧（Ｒcable×Ｉ０）と一致するようなＲcalを式３より求める。

【0075】

Ｒcable×Ｉ０＝（Ｉ０／Ａ）×Ｒcal×（Ｒ1／（Ｒ1＋Ｒ2））×（（Ｒf1＋Ｒf2）／Ｒf2）・・・式３
式３を変形して、前記式１が得られる。

【0076】

なお、式２において、（Ｉ０／Ａ）×Ｒcalは、図２における電圧Ｖcalに相当する。 また、（Ｉ０／Ａ）×Ｒcal×（Ｒ1／（Ｒ1＋Ｒ2））は、アジャスト端子（出力電圧調整用端子）ＡＤＪで調整可能なΔＡＤＪに相当する。

【0077】

ここで、電流検出用トランジスタ１１と出力用トランジスタ１０のミラー比を１：１００００、出力電流Ｉ０を２Ａ、ＵＳＢケーブルで構成される抵抗値Ｒcableを約０．７Ωとし、適当な抵抗値の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２および参照抵抗Ｒｆ１、Ｒｆ２を用いた場合に、式１より、Ｒcalは、約４３０Ωと算出される。

【0078】

そして、補正量設定抵抗Ｒｃを可変抵抗器で構成する場合には、抵抗値を約４３０Ωに設定することにより、接続ケーブルＣＡで降下する電圧（Ｒcable×Ｉ０）を補償して、ＵＳＢ規格を満たす略２Ａの出力電流を得ることができる。

【0079】

このように、図２に示すレギュレータ回路１によれば、補正量設定抵抗Ｒｃの抵抗値Ｒcalは、例えば約４３０Ω程度となり、一般的で比較的安価な抵抗器を用いることができる。したがって、上述した図８に示す基本技術のように、比較的単価が高く、比較的大きな設置面積を要する抵抗値の低い抵抗器（例えば、２０ｍΩ程度）を用いる必要がなく、比較的低コストで且つ小型化を図ることができるレギュレータ回路を提供することができる。

【0080】

なお、図３は、実施の形態に係るレギュレータ回路１におけるＶcalとＩ０との関係を示すグラフである。

【0081】

図３を見ると分かるように、出力電流Ｉ０の電流量が増えるに従って、補正量設定抵抗Ｒｃの抵抗値Ｒcalを大きくする必要があることが分かる。

【0082】

図４は、実施の形態に係るレギュレータ回路１におけるＲcalとＲcableとの関係を示すグラフ、図５は、実施の形態に係るレギュレータ回路１におけるＲcalとＲcableの数値例を示す表である。

【0083】

ここで、式１は、式４に示す近似式に置換することができる。

【0084】

Ｒcal＝Ｒcable×６１４・・・式４
図４のグラフは、式４で表される線形関数をグラフ化したものである。また、図５の表は、式４による算出結果の近似値の例を示している。

【0085】

以上述べたように、本実施の形態に係るレギュレータ回路１によれば、ケーブル抵抗Ｒcableによる電圧降下について負荷電流Ｉ０／Ａに応じて出力電圧の補正を行い、所定の基準電圧を保持することができ、比較的低コストで且つ小型化を図るようにできる。

【0086】

（実施の形態に係るレギュレータ回路を用いた集積回路の構成例）
図６は、実施の形態に係るレギュレータ回路１を搭載した集積回路の一種としてのシステムＬＳＩ５０の構成例を示すブロック図である。

【0087】

システムＬＳＩ５０は、例えば車両等に搭載されるカーオーディオ機器などの電源ＩＣとして用いられる。

【0088】

図６に示す例では、システムＬＳＩ５０は、例えば車載されるバッテリ等から供給される１２Ｖの直流電源を６Ｖに変換するＤＣ／ＤＣコンバータ５１と、図２に示すような回路構成のレギュレータ回路１を備えている。

【0089】

そして、このような構成のシステムＬＳＩ５０は、ポート（ＵＳＢポート）Ｐ１０に接続されるＵＳＢケーブル等の接続ケーブルＣＡを介して、スマートフォン等の携帯機器６０のポート（ＵＳＢポート）Ｐ２０に接続される。

【0090】

スマートフォン等で構成される携帯機器６０は、リチウムイオン電池等の二次電池６１を搭載しており、この二次電池６１は、接続ケーブルＣＡを介してシステムＬＳＩ５０のレギュレータ回路１から供給される充電電流によって充電されるようになっている。

【0091】

本実施の形態に係るレギュレータ回路１は、上述したように、補正量設定抵抗Ｒｃの抵抗値Ｒcalは例えば数百Ω程度となり、一般的で比較的安価な抵抗器を用いることができる。したがって、上述した基本技術に係るレギュレータ回路のように、比較的単価が高く、比較的大きな設置面積を要する抵抗値の低い抵抗器（例えば、２０ｍΩ程度）を用いる必要がなく、比較的低コストで且つ小型化を図ることができる。

【0092】

したがって、本実施の形態に係るレギュレータ回路１を搭載するシステムＬＳＩ５０も、このようなレギュレータ回路１の長所により、低コストで且つ小型化を図ることが可能である。

【0093】

[その他の実施の形態]
上記のように、実施の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例示的なものであり、この実施の形態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の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

【0094】

このように、本実施の形態はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。

【産業上の利用可能性】

【0095】

本実施の形態のレギュレータ回路および集積回路は、カーオーディオ向けのシステム電源、携帯機器の充電装置等に応用することができる。

【符号の説明】

【0096】

１…レギュレータ回路
１０…出力用トランジスタ
１１…電流検出用トランジスタ
２０…コンパレータ
３０…コンパレータ
５０…システムＬＳＩ
５１…ＤＣ／ＤＣコンバータ
６０…携帯機器
６１…二次電池
ＡＤＪ…アジャスト端子
ＢＧ…バンドギャップ電圧
Ｃ１…レギュレータ部
Ｃ２…電流検出部
Ｃ３…電圧変換アンプ部
ＣＡ…接続ケーブル（ＵＳＢケーブル）
ＦＢ…フィードバック回路
Ｉ０…出力電流（定電流源）
Ｍ…カレントミラー回路
Ｎ１〜Ｎ１２…ノード
Ｐ１〜Ｐ３…ポート
Ｒ１、Ｒ２…分圧抵抗
Ｒ３、Ｒ４…抵抗
Ｒ５、Ｒ６…分圧抵抗
Ｒｃ…補正量設定抵抗
Ｒｄ…検出抵抗

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】