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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024140371
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】電流制限回路
(51)【国際特許分類】
H02M 3/00 20060101AFI20241003BHJP
H02M 1/00 20070101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
H02M3/00 J
H02M1/00 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023051485
(22)【出願日】2023-03-28
(71)【出願人】
【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】100135714
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 一生
(74)【代理人】
【識別番号】100167612
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 直行
(72)【発明者】
【氏名】森田 智章
【テーマコード（参考）】
5H730
5H740
【Ｆターム（参考）】
5H730AS02
5H730BB82
5H730FD31
5H730FG22
5H740BB07
5H740MM11
(57)【要約】
【課題】出力電流の上限を所定の値に制限することのできる電流制限回路を提供する。
【解決手段】電流制限回路１１０は、出力端子２に供給される第１電流Ｉ１に応じたモニタ電圧Ｖｍ１を出力する電流モニタ回路１と、モニタ電圧Ｖｍ１に基づき、第１電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔｈ１を超えた時に、第２電流Ｉ２を出力端子２に供給し、第１電流Ｉ１の上昇を抑制する補助電源回路１１とを備え、補助電源回路１１は、モニタ電圧Ｖｍ１の上昇に応じて下降する制御電圧Ｖｓ２の下限値を閾値電圧Ｖｓ３に制限する制限回路２３と、制御電圧Ｖｓ２に基づき、第２電流Ｉ２を生成するための補助電流Ｉｓを出力する電流生成回路８とを備える。
【選択図】図５
【解決手段】電流制限回路１１０は、出力端子２に供給される第１電流Ｉ１に応じたモニタ電圧Ｖｍ１を出力する電流モニタ回路１と、モニタ電圧Ｖｍ１に基づき、第１電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔｈ１を超えた時に、第２電流Ｉ２を出力端子２に供給し、第１電流Ｉ１の上昇を抑制する補助電源回路１１とを備え、補助電源回路１１は、モニタ電圧Ｖｍ１の上昇に応じて下降する制御電圧Ｖｓ２の下限値を閾値電圧Ｖｓ３に制限する制限回路２３と、制御電圧Ｖｓ２に基づき、第２電流Ｉ２を生成するための補助電流Ｉｓを出力する電流生成回路８とを備える。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
出力電流の上限を所定の値に制限するための電流制限回路であって、
第１電圧により生成されて出力端子に供給される第１電流に応じたモニタ電圧を出力する電流モニタ回路と、
前記第１電圧よりも高い第２電圧が供給され、前記モニタ電圧に基づき、前記第１電流が閾値電流を超えた時に、第２電流を前記出力端子に供給し、前記第１電流の上昇を抑制する補助電源回路と
を備え、
前記補助電源回路は、
前記モニタ電圧の上昇に応じて下降する制御電圧を生成する制御電圧生成回路と、
前記第２電流の上限値に応じた閾値電圧を生成する閾値電圧生成回路と、
前記制御電圧の下限値を前記閾値電圧に制限する制限回路と、
前記第２電圧と前記制御電圧との差分電圧に基づき、前記第２電流を生成するための補助電流を出力する電流生成回路と、
を備える、
電流制限回路。
第１電圧により生成されて出力端子に供給される第１電流に応じたモニタ電圧を出力する電流モニタ回路と、
前記第１電圧よりも高い第２電圧が供給され、前記モニタ電圧に基づき、前記第１電流が閾値電流を超えた時に、第２電流を前記出力端子に供給し、前記第１電流の上昇を抑制する補助電源回路と
を備え、
前記補助電源回路は、
前記モニタ電圧の上昇に応じて下降する制御電圧を生成する制御電圧生成回路と、
前記第２電流の上限値に応じた閾値電圧を生成する閾値電圧生成回路と、
前記制御電圧の下限値を前記閾値電圧に制限する制限回路と、
前記第２電圧と前記制御電圧との差分電圧に基づき、前記第２電流を生成するための補助電流を出力する電流生成回路と、
を備える、
電流制限回路。
【請求項2】
前記制御電圧生成回路は、
正入力端子に前記モニタ電圧が入力され、負入力端子に前記閾値電流に応じた上限電圧が入力され、前記モニタ電圧と前記上限電圧の差動電圧を出力する第１差動増幅器と、
制御電極に前記差動電圧が入力される第１トランジスタと、
第１主電極に前記第２電圧が入力され、第２主電極に前記第１トランジスタの第１主電極が接続されている第２トランジスタと、
第１端が前記第１トランジスタの第２主電極に接続され、第２端がグランドに接続された抵抗と
を備え、
前記第１トランジスタと前記第２トランジスタの接続点から前記制御電圧が出力される、
請求項１に記載の電流制限回路。
正入力端子に前記モニタ電圧が入力され、負入力端子に前記閾値電流に応じた上限電圧が入力され、前記モニタ電圧と前記上限電圧の差動電圧を出力する第１差動増幅器と、
制御電極に前記差動電圧が入力される第１トランジスタと、
第１主電極に前記第２電圧が入力され、第２主電極に前記第１トランジスタの第１主電極が接続されている第２トランジスタと、
第１端が前記第１トランジスタの第２主電極に接続され、第２端がグランドに接続された抵抗と
を備え、
前記第１トランジスタと前記第２トランジスタの接続点から前記制御電圧が出力される、
請求項１に記載の電流制限回路。
【請求項3】
前記閾値電圧生成回路は、
第１主電極に前記第２電圧が入力される第３トランジスタと、
第１端が前記第３トランジスタの第２主電極に接続され、第２端が前記グランドに接続された可変定電流源と
を備え、
前記第３トランジスタと前記可変定電流源の接続点から前記閾値電圧が出力される、
請求項２に記載の電流制限回路。
第１主電極に前記第２電圧が入力される第３トランジスタと、
第１端が前記第３トランジスタの第２主電極に接続され、第２端が前記グランドに接続された可変定電流源と
を備え、
前記第３トランジスタと前記可変定電流源の接続点から前記閾値電圧が出力される、
請求項２に記載の電流制限回路。
【請求項4】
前記制限回路は、
第１主電極に前記第２電圧が接続され、第２主電極に前記第１トランジスタと前記第２トランジスタの接続点が接続された第４トランジスタと、
負入力端子に前記制御電圧が入力され、正入力端子に前記閾値電圧が入力され、出力端子が前記第４トランジスタの制御電極に接続された第３差動増幅器と
を備えた、
請求項３に記載の電流制限回路。
第１主電極に前記第２電圧が接続され、第２主電極に前記第１トランジスタと前記第２トランジスタの接続点が接続された第４トランジスタと、
負入力端子に前記制御電圧が入力され、正入力端子に前記閾値電圧が入力され、出力端子が前記第４トランジスタの制御電極に接続された第３差動増幅器と
を備えた、
請求項３に記載の電流制限回路。
【請求項5】
前記電流生成回路は、
前記第２電圧が供給されるスイッチング電源と、
正入力端子に前記制御電圧が入力され、負入力端子に前記スイッチング電源の出力に応じて前記第２電圧から下降する信号電圧が入力される第２差動増幅器と
を備え、
前記スイッチング電源は、前記第２差動増幅器の出力に応じてオンオフされることにより、補助電流を出力する
請求項４に記載の電流制限回路。
前記第２電圧が供給されるスイッチング電源と、
正入力端子に前記制御電圧が入力され、負入力端子に前記スイッチング電源の出力に応じて前記第２電圧から下降する信号電圧が入力される第２差動増幅器と
を備え、
前記スイッチング電源は、前記第２差動増幅器の出力に応じてオンオフされることにより、補助電流を出力する
請求項４に記載の電流制限回路。
【請求項6】
第１端が前記スイッチング電源の出力に接続されたインダクタと、第１端が前記インダクタの第２端に接続され、第２端が前記グランドに接続されたキャパシタとを備えた整流回路が設けられ、
前記補助電流は、前記整流回路により整流され、前記第２電流が生成される
請求項５に記載の電流制限回路。
前記補助電流は、前記整流回路により整流され、前記第２電流が生成される
請求項５に記載の電流制限回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電流制限回路に関する。
【背景技術】
【0002】
負荷等に電圧や電流を供給するための電源回路には、一般的に、電源回路を保護するために、電源回路を流れる過電流を防止するための回路が搭載されている。
【0003】
そのような回路の一例として、特許文献１には、過電流保護回路が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２２－１３６４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
例えば、第１電源により生成される第１電圧が入力端子に印加され、出力端子に一定の電流を供給する電源回路において、入力端子から出力端子に供給される電流が閾値に達した場合、入力端子から出力端子に流れる電流を抑制するために、第１電源以外に補助電源回路を設けて、補助電源回路からも出力端子に電流を供給する場合が考えられる。
【0006】
このような電源回路では、補助電源回路自身や付属部品等の定格電流を超えないように、補助電源回路の出力電流の上限を所定の値に制限する必要がある。
【0007】
本開示の目的は、補助電源回路から出力される電流の上限を所定の値に制限することのできる電流制限回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一態様は、出力電流の上限を所定の値に制限するための電流制限回路であって、第１電圧により生成されて出力端子に供給される第１電流に応じたモニタ電圧を出力する電流モニタ回路と、第１電圧よりも高い第２電圧が供給され、モニタ電圧に基づき、第１電流が閾値電流を超えた時に、第２電流を出力端子に供給し、第１電流の上昇を抑制する補助電源回路とを備える。補助電源回路は、モニタ電圧の上昇に応じて下降する制御電圧を生成する制御電圧生成回路と、第２電流の上限値に応じた閾値電圧を生成する閾値電圧生成回路と、制御電圧の下限値を閾値電圧に制限する制限回路と、第２電圧と制御電圧との差分電圧に基づき、第２電流を生成するための補助電流を出力する電流生成回路とを備える。
【発明の効果】
【0009】
本開示の一態様によれば、補助電源回路から出力される電流の上限を所定の値に制限することのできる電流制限回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
図面を参照して、実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。なお、以下で説明する実施形態は、包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の設置位置及び接続形態は、一例であり、本開示に限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。さらに、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。
【0012】
また、以下に示す参考例および実施形態には、同様の構成要素が含まれている場合があり、同様の構成要素には共通の符号を付与し、重複する説明を省略する。
【0013】
図１は、実施形態に係る電流制限回路１１０が適用される参考例に係る電源回路１００の一例を示す図である。以下では、電源回路１００の構成を説明した後に、実施形態に係る電流制限回路１１０の説明を行う。
【0014】
（参考例）
図２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、参考例に係る電源回路１００の第１電流Ｉ１、第２電流Ｉ２、第３電流Ｉ３の電流値を表す図である。
図２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、参考例に係る電源回路１００の第１電流Ｉ１、第２電流Ｉ２、第３電流Ｉ３の電流値を表す図である。
【0015】
図１に示す電源回路１００は、出力端子２に所定の大きさの定電流を供給するための回路である。電源回路１００は、第１電圧Ｖ１を供給する第１直流電源と、出力端子２と、電流モニタ回路１と、補助電源回路１０とを備える。電流モニタ回路１は、第１直流電源による第１電圧Ｖ１（例えば、＋５Ｖ）により生成されて出力端子２に供給される第１電流Ｉ１に応じたモニタ電圧Ｖｍ１を出力する。補助電源回路１０は、第２直流電源から第１電圧Ｖ１よりも高い第２電圧Ｖ２（例えば、＋１２Ｖ）が供給され、モニタ電圧Ｖｍ１に基づき、第１電流Ｉ１が第１閾値電流Ｉｔｈ１を超えた時に第２電流Ｉ２を出力端子２に供給する。補助電源回路１０は、高周波で動作するスイッチング電源であり、高周波の補助電流Ｉｓを出力する。補助電源回路１０は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）のような部品により構成することができる。
【0016】
補助電流Ｉｓは、第１端が補助電源回路１０の出力に接続されたインダクタＬと、インダクタＬの第２端とグランドの間に接続されたキャパシタＣにより構成された整流回路により整流されて、直流の第２電流Ｉ２となる。第２電流Ｉ２の大きさは、補助電流Ｉｓの振幅の大きさのおよそ半分程度となる。出力端子２には、第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２の和である第３電流Ｉ３が所定の大きさの定電流として供給される。
【0017】
ここで、図２Ｃに示すように、電源回路１００が時間ｔに比例して増加する第３電流Ｉ３を出力端子２に供給するように動作させる場合を考える。
【0018】
このとき、時刻０～ｔ１の間は、電源回路１００は、図２Ａに示すように、第１電圧Ｖ１により生成された第１電流Ｉ１のみを出力端子２に供給する。そして、時刻ｔ１において、第１電流Ｉ１が第１電源の性能などによって決定された第１閾値電流Ｉｔｈ１に達したことを電流モニタ回路１により検出されると、補助電源回路１０が補助電流Ｉｓを出力し、第２電流Ｉ２が出力端子２に供給されるようになる。すると、図２Ａに示すように、時刻ｔ１で、第１電圧Ｖ１により生成される第１電流Ｉ１が減少する。そして、図２Ｃに示すように、時刻ｔ１を超えて、第３電流Ｉ３を増加させていくと、図２Ａに示すように、第１電流Ｉ１の上昇が抑制されて、図２Ｂに示すように、第２電流Ｉ２を上昇させるように補助電源回路１０が動作する。なお、図２Ａにおいて、第１電流Ｉ１の変化の様子を分かりやすく書いてあるが、時刻ｔ１より後の第１電流Ｉ１の増加は、時刻ｔ１より前の第１電流Ｉ１の増加に対して極めて小さく、時刻ｔ１より後の第２電流Ｉ２の増加に対して無視できる程度の量である。
【0019】
図３は、電源回路１００を図２Ａ、２Ｂ、２Ｃのように第１電流Ｉ１、第２電流Ｉ２、第３電流Ｉ３を動作させるための補助電源回路１０の一例を示す回路図である。補助電源回路１０は、制御電圧生成回路２１と電流生成回路８を備える。
【0020】
制御電圧生成回路２１は、第１差動増幅器３と、第１トランジスタＱ１と、第２トランジスタＱ２と、第１抵抗Ｒ１とを備える。第１トランジスタＱ１と第２トランジスタＱ２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）により構成されている。第１差動増幅器３は、正入力端子＋にモニタ電圧Ｖｍ１が入力され、負入力端子－に第１閾値電流Ｉｔｈ１に応じた上限電圧Ｖｔｈ１が入力され、モニタ電圧Ｖｍ１と上限電圧Ｖｔｈ１の差動電圧Ｖｓ１を出力する。第１差動増幅器３の増幅率は、第１差動増幅器３に接続されている抵抗により適宜設定することができる。差動電圧Ｖｓ１は、第１トランジスタＱ１の制御電極（例えば、ゲート）に入力される。第２トランジスタＱ２は、第１主電極（例えば、ドレイン）に第２電圧Ｖ２が入力され、第２主電極（例えば、ソース）に第１トランジスタＱ１の第１主電極（例えば、ドレイン）が接続され、制御電極（例えば、ゲート）に第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の和の電圧が入力されている。第１抵抗Ｒ１は、第１端が第１トランジスタＱ１の第２主電極に接続され、第２端がグランドに接続されている。第１トランジスタＱ１と第２トランジスタＱ２の接続点からは、制御電圧Ｖｓ２が出力される。
【0021】
電流生成回路８は、スイッチング電源５と、第２差動増幅器４と、第２抵抗Ｒ２とを備える。スイッチング電源５には、第２電圧Ｖ２が供給されており、第２電圧Ｖ２から高周波の補助電流Ｉｓを生成する。第２抵抗Ｒ２は、第１端に第２電圧Ｖ２が入力されており、第２端がスイッチング電源５に接続されている。第２抵抗Ｒ２の第２端の信号電圧Ｖｍ２は、補助電流ＩｓがゼロのときにはＶ２となり、補助電流Ｉｓの上昇に伴ってＶ２から下降していく。第２差動増幅器４は、正入力端子＋に制御電圧Ｖｓ２が入力され、負入力端子―に信号電圧Ｖｍ２が入力される。スイッチング電源５は、第２差動増幅器４の出力に応じてオンオフされることにより、振幅がＶ２－Ｖｓ２に応じた高周波の補助電流Ｉｓを出力する。
【0022】
次に、参考例の補助電源回路１０の動作を説明する。図４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、補助電源回路１０のモニタ電圧Ｖｍ１、差動電圧Ｖｓ１、制御電圧Ｖｓ２の電圧値を表す図である。
【0023】
図４Ａに示すように、モニタ電圧Ｖｍ１は、図２Ａの第１電流Ｉ１の変化に応じて変化する。そして、モニタ電圧Ｖｍ１が第１閾値電流Ｉｔｈ１に対応した値である上限電圧Ｖｔｈ１よりも小さいときは、図４Ｂに示すように、第１差動増幅器３の出力する差動電圧Ｖｓ１はゼロとなる。このとき、第１トランジスタＱ１はオフ状態となり、図４Ｃに示すように、制御電圧Ｖｓ２は第２電圧Ｖ２と等しくなる。この時、第２差動増幅器４の出力はゼロとなるため、スイッチング電源５の出力である補助電流Ｉｓもゼロとなる。このため、出力端子２には、第３電流Ｉ３として第１電流Ｉ１のみが供給される。
【0024】
そして、モニタ電圧Ｖｍ１が時刻ｔ１で上限電圧Ｖｔｈ１に達すると、第１差動増幅器３は差動電圧Ｖｓ１としてＶｍ１－Ｖｔｈ１に比例した正の電圧を出力するようになる。すると、第１トランジスタＱ１が差動電圧Ｖｓ１の値に応じてオンとなり、第１抵抗Ｒ１に電流が流れることにより、図４Ｃに示すように、制御電圧Ｖｓ２が下降し始める。すると、スイッチング電源５が、第２差動増幅器４の出力に応じてオンオフされ、振幅がＶ２－Ｖｓ２に応じた高周波の補助電流Ｉｓを出力するようになり、出力端子２には第３電流Ｉ３として第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２の和の直流電流が供給される。
【0025】
そして、時刻ｔ１を経過すると、出力端子２に第３電流Ｉ３として第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２の和の直流電流が供給されることにより、第１電流Ｉ１の増加率が減少するため、モニタ電圧Ｖｍ１の増加率も減少する。第１差動増幅器３は、この増加率の減少したモニタ電圧Ｖｍ１の大きさに応じて、所望の大きさの第２電流Ｉ２が生成されるように、差動電圧Ｖｓ１の増幅率が設定されている。
【0026】
このような構成により、電源回路１００では、第１電流Ｉ１が第１閾値電流Ｉｔｈ１以下の時には、第３電流Ｉ３として第１電流Ｉ１のみが出力端子２に供給され、第１電流Ｉ１が第１閾値電流Ｉｔｈ１を超えた時には、第３電流Ｉ３として第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２の和の直流電流が出力端子２に供給される。
【0027】
しかしながら、補助電源回路１０では、第２電流Ｉ２を生成するための高周波の補助電流Ｉｓの上限を決める構成がないため、補助電流Ｉｓが補助電源回路１０やインダクタＬの定格電流を超えて上昇してしまうおそれがある。また、補助電流Ｉｓの上昇に伴い、第２電流Ｉ２、第３電流Ｉ３も上昇するため、第２電流Ｉ２、第３電流Ｉ３が外付けの部品などの定格電流を超えて上昇してしまうおそれがある。
【0028】
（実施形態）
図５は、図１に示した電源回路１００に適用可能な実施形態に係る補助電源回路１１の一例を示す回路図である。実施形態では、電流モニタ回路１と補助電源回路１１により、電源回路１００の出力電流の上限を所定の値に制限する電流制限回路１１０を構成している。
図５は、図１に示した電源回路１００に適用可能な実施形態に係る補助電源回路１１の一例を示す回路図である。実施形態では、電流モニタ回路１と補助電源回路１１により、電源回路１００の出力電流の上限を所定の値に制限する電流制限回路１１０を構成している。
【0029】
実施形態の電流制限回路１１０では、補助電源回路１１が、補助電流Ｉｓの上限値を制限するための構成として、閾値電圧生成回路２２と制限回路２３を更に備えているという点が、参考例の補助電源回路１０に対して相違している。その他の電流制限回路１１０を備えた電源回路１００の構成は、参考例の電源回路１００と同一のため、詳細な説明は省略する。
【0030】
上述の通り、図５に示す実施形態の補助電源回路１１は、図３に示した参考例の補助電源回路１０に対して、閾値電圧生成回路２２と、制限回路２３を更に備える。閾値電圧生成回路２２は、補助電流Ｉｓ、第２電流Ｉ２、第３電流Ｉ３の上限値に応じた閾値電圧Ｖｓ３を生成するための回路である。制限回路２３は、制御電圧Ｖｓ２の下限値を閾値電圧Ｖｓ３に制限するための回路である。
【0031】
閾値電圧生成回路２２は、第３トランジスタＱ３と、可変定電流源６とを備える。第３トランジスタＱ３は、例えば、ＭＯＳＦＥＴにより構成されている。第３トランジスタＱ３の第１主電極（例えば、ドレイン）には、第２電圧Ｖ２が入力されている。可変定電流源６は、第１端が第３トランジスタＱ３の第２主電極（例えば、ソース）に接続され、第２端がグランドに接続されている。第３トランジスタＱ３と可変定電流源６の接続点から閾値電圧Ｖｓ３が出力される。可変定電流源６の電流値を調整することにより、所望の補助電流Ｉｓ、第２電流Ｉ２、または第３電流Ｉ３の上限値に応じて閾値電圧Ｖｓ３を任意に設定することができる。
【0032】
制限回路２３は、第４トランジスタＱ４と、第３差動増幅器７とを備える。第４トランジスタＱ４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴにより構成されている。第４トランジスタＱ４は、第１主電極（例えば、ドレイン）に第２電圧Ｖ２が入力され、第２主電極（例えば、ソース）に第１トランジスタＱ１と第２トランジスタＱ２の接続点が接続されている。第３差動増幅器７は、負入力端子－に制御電圧Ｖｓ２が入力され、正入力端子＋に閾値電圧Ｖｓ３が入力され、出力端子が第４トランジスタＱ４の制御電極（例えば、ゲート）に接続されている。
【0033】
電流生成回路８の第２差動増幅器４の正入力端子＋には、下限値を閾値電圧Ｖｓ３に制限された制御電圧Ｖｓ２が入力される。
【0034】
次に、図６Ａ、６Ｂ、６Ｃおよび図７Ａ、７Ｂ、７Ｃを用いて、実施形態に係る電流制限回路１１０を備えた電源回路１００の動作について説明する。図６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、電流制限回路１１０を備えた電源回路１００のモニタ電圧Ｖｍ１、差動電圧Ｖｓ１、制御電圧Ｖｓ２の電圧値を表す図である。図７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、電流制限回路１１０を備えた電源回路１００の第１電流Ｉ１、第２電流Ｉ２、第３電流Ｉ３の電流値を表す図である。
【0035】
図６Ａ、６Ｂ、６Ｃおよび図７Ａ、７Ｂ、７Ｃにおいて、時刻ｔ２に達するまでの電流制限回路１１０を備えた電源回路１００の動作は、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃを参照して説明した参考例に係る電源回路１００の動作と同一のため、詳細な説明を省略する。
【0036】
時刻ｔ１を超えると、図６Ｂのような差動電圧Ｖｓ１の上昇に伴い、図６Ｃのように制御電圧Ｖｓ２が第２電圧Ｖ２から下降していく。そして、第３差動増幅器７の出力に応じて第４トランジスタＱ４がオンしていくことにより、第４トランジスタＱ４の第２主電極の電位が制御電圧Ｖｓ２と等しく変化していく。制御電圧Ｖｓ２が下降していき、時刻ｔ２において、制御電圧Ｖｓ２が閾値電圧Ｖｓ３に等しくなると、第３差動増幅器７により第４トランジスタＱ４の第２主電極の電位も閾値電圧Ｖｓ３と等しくなる。そして、時刻ｔ２を超えて、更に差動電圧Ｖｓ１が上昇していっても、第３差動増幅器７により第４トランジスタＱ４の第２主電極の電位が閾値電圧Ｖｓ３に維持されるため、図６Ｃに示すように、制御電圧Ｖｓ２の下限値が閾値電圧Ｖｓ３に制限されることになる。
【0037】
このため、時刻ｔ２以降は、第２差動増幅器４の正入力端子＋には、閾値電圧Ｖｓ３の定電圧が入力されるようになり、スイッチング電源５は、第２差動増幅器４の出力に応じてオンオフされることにより、振幅がＶ２－Ｖｓ３の定電圧に応じて振幅の制限された高周波の補助電流Ｉｓを出力する。
【0038】
そして、時刻ｔ２以降は、図７Ｂに示すように、第２電流Ｉ２はＩｔｈ２に制限され、図７Ｃに示すように、第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２の和である第３電流Ｉ３は、Ｉｔｈ３＝Ｉｔｈ１＋Ｉｔｈ２に制限されることになる。
【0039】
以上、実施形態に係る電流制限回路１１０によれば、補助電流Ｉｓ、第２電流Ｉ２、第３電流Ｉ３等の出力電流の上限を所定の値に制限することができるため、補助電源回路１１やインダクタＬ、外付けの部品などの定格電流を超えて上昇してしまうことを防止することができる。
【0040】
なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【0041】
（付記）
（付記１：図１、５、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）
出力電流Ｉｓ，Ｉ２，Ｉ３の上限を所定の値に制限するための電流制限回路１１０は、第１電圧Ｖ１により生成されて出力端子２に供給される第１電流Ｉ１に応じたモニタ電圧Ｖｍ１を出力する電流モニタ回路１と、第１電圧Ｖ１よりも高い第２電圧Ｖ２が供給され、モニタ電圧Ｖｍ１に基づき、第１電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔｈ１を超えた時に、第２電流Ｉ２を出力端子２に供給し、第１電流Ｉ１の上昇を抑制する補助電源回路１１とを備える。補助電源回路１１は、モニタ電圧Ｖｍ１の上昇に応じて下降する制御電圧Ｖｓ２を生成する制御電圧生成回路２１と、第２電流Ｉ２の上限値に応じた閾値電圧Ｖｓ３を生成する閾値電圧生成回路２２と、制御電圧Ｖｓ２の下限値を閾値電圧Ｖｓ３に制限する制限回路２３と、第２電圧Ｖ２と制御電圧Ｖｓ２との差分電圧に基づき、第２電流Ｉ２を生成するための補助電流Ｉｓを出力する電流生成回路８とを備える。付記１に記載の電流制限回路１１０によれば、補助電流Ｉｓ、第２電流Ｉ２、第３電流Ｉ３の上限を所定の値に制限することができるため、補助電源回路１１やインダクタＬ、または外付けの部品などの定格電流を超える電流が流れることを防止することができる。
（付記１：図１、５、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）
出力電流Ｉｓ，Ｉ２，Ｉ３の上限を所定の値に制限するための電流制限回路１１０は、第１電圧Ｖ１により生成されて出力端子２に供給される第１電流Ｉ１に応じたモニタ電圧Ｖｍ１を出力する電流モニタ回路１と、第１電圧Ｖ１よりも高い第２電圧Ｖ２が供給され、モニタ電圧Ｖｍ１に基づき、第１電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔｈ１を超えた時に、第２電流Ｉ２を出力端子２に供給し、第１電流Ｉ１の上昇を抑制する補助電源回路１１とを備える。補助電源回路１１は、モニタ電圧Ｖｍ１の上昇に応じて下降する制御電圧Ｖｓ２を生成する制御電圧生成回路２１と、第２電流Ｉ２の上限値に応じた閾値電圧Ｖｓ３を生成する閾値電圧生成回路２２と、制御電圧Ｖｓ２の下限値を閾値電圧Ｖｓ３に制限する制限回路２３と、第２電圧Ｖ２と制御電圧Ｖｓ２との差分電圧に基づき、第２電流Ｉ２を生成するための補助電流Ｉｓを出力する電流生成回路８とを備える。付記１に記載の電流制限回路１１０によれば、補助電流Ｉｓ、第２電流Ｉ２、第３電流Ｉ３の上限を所定の値に制限することができるため、補助電源回路１１やインダクタＬ、または外付けの部品などの定格電流を超える電流が流れることを防止することができる。
【0042】
（付記２：図５）
付記１に記載の電流制限回路１１０において、制御電圧生成回路２１は、正入力端子＋にモニタ電圧Ｖｍ１が入力され、負入力端子－に閾値電流Ｉｔｈ１に応じた上限電圧Ｖｔｈ１が入力され、モニタ電圧Ｖｍ１と上限電圧Ｖｔｈ１の差動電圧Ｖｓ１を出力する第１差動増幅器３と、制御電極に差動電圧Ｖｓ１が入力される第１トランジスタＱ１と、第１主電極に第２電圧Ｖ２が入力され、第２主電極に第１トランジスタＱ１の第１主電極が接続されている第２トランジスタＱ２と、第１端が第１トランジスタＱ１の第２主電極に接続され、第２端がグランドに接続された抵抗Ｒ１とを備える。第１トランジスタＱ１と第２トランジスタＱ２の接続点から制御電圧Ｖｓ２が出力される。
付記１に記載の電流制限回路１１０において、制御電圧生成回路２１は、正入力端子＋にモニタ電圧Ｖｍ１が入力され、負入力端子－に閾値電流Ｉｔｈ１に応じた上限電圧Ｖｔｈ１が入力され、モニタ電圧Ｖｍ１と上限電圧Ｖｔｈ１の差動電圧Ｖｓ１を出力する第１差動増幅器３と、制御電極に差動電圧Ｖｓ１が入力される第１トランジスタＱ１と、第１主電極に第２電圧Ｖ２が入力され、第２主電極に第１トランジスタＱ１の第１主電極が接続されている第２トランジスタＱ２と、第１端が第１トランジスタＱ１の第２主電極に接続され、第２端がグランドに接続された抵抗Ｒ１とを備える。第１トランジスタＱ１と第２トランジスタＱ２の接続点から制御電圧Ｖｓ２が出力される。
【0043】
（付記３：図５）
付記２に記載の電流制限回路１１０において、閾値電圧生成回路２２は、第１主電極に第２電圧Ｖ２が入力される第３トランジスタＱ３と、第１端が第３トランジスタＱ３の第２主電極に接続され、第２端がグランドに接続された可変定電流源６とを備える。第３トランジスタＱ３と可変定電流源６の接続点から閾値電圧Ｖｓ３が出力される。
付記２に記載の電流制限回路１１０において、閾値電圧生成回路２２は、第１主電極に第２電圧Ｖ２が入力される第３トランジスタＱ３と、第１端が第３トランジスタＱ３の第２主電極に接続され、第２端がグランドに接続された可変定電流源６とを備える。第３トランジスタＱ３と可変定電流源６の接続点から閾値電圧Ｖｓ３が出力される。
【0044】
（付記４：図５）
付記３に記載の電流制限回路１１０において、制限回路２３は、第１主電極に第２電圧Ｖ２が入力され、第２主電極に第１トランジスタＱ１と第２トランジスタＱ２の接続点が接続された第４トランジスタＱ４と、負入力端子－に制御電圧Ｖｓ２が入力され、正入力端子＋に閾値電圧Ｖｓ３が入力され、出力端子が第４トランジスタＱ４の制御電極に接続された第３差動増幅器７とを備える。
付記３に記載の電流制限回路１１０において、制限回路２３は、第１主電極に第２電圧Ｖ２が入力され、第２主電極に第１トランジスタＱ１と第２トランジスタＱ２の接続点が接続された第４トランジスタＱ４と、負入力端子－に制御電圧Ｖｓ２が入力され、正入力端子＋に閾値電圧Ｖｓ３が入力され、出力端子が第４トランジスタＱ４の制御電極に接続された第３差動増幅器７とを備える。
【0045】
（付記５：図５）
付記４に記載の電流制限回路１１０において、電流生成回路８は、第２電圧Ｖ２が供給されるスイッチング電源５と、正入力端子＋に制御電圧Ｖｓ２が入力され、負入力端子－にスイッチング電源５の出力に応じて第２電圧Ｖ２から下降する信号電圧Ｖｍ２が入力される第２差動増幅器４とを備える。スイッチング電源５は、第２差動増幅器４の出力に応じてオンオフされることにより、補助電流Ｉｓを出力する。
付記４に記載の電流制限回路１１０において、電流生成回路８は、第２電圧Ｖ２が供給されるスイッチング電源５と、正入力端子＋に制御電圧Ｖｓ２が入力され、負入力端子－にスイッチング電源５の出力に応じて第２電圧Ｖ２から下降する信号電圧Ｖｍ２が入力される第２差動増幅器４とを備える。スイッチング電源５は、第２差動増幅器４の出力に応じてオンオフされることにより、補助電流Ｉｓを出力する。
【0046】
（付記６：図１，５）
付記５に記載の電流制限回路１１０において、第１端がスイッチング電源５の出力に接続されたインダクタＬと、第１端がインダクタの第２端に接続され、第２端がグランドに接続されたキャパシタＣとを備えた整流回路が設けられ、補助電流Ｉｓは、整流回路により整流され、第２電流Ｉ２が生成される。
付記５に記載の電流制限回路１１０において、第１端がスイッチング電源５の出力に接続されたインダクタＬと、第１端がインダクタの第２端に接続され、第２端がグランドに接続されたキャパシタＣとを備えた整流回路が設けられ、補助電流Ｉｓは、整流回路により整流され、第２電流Ｉ２が生成される。
【符号の説明】
【0047】
１ 電流モニタ回路
２ 出力端子
３ 第１差動増幅器
４ 第２差動増幅器
５ スイッチング電源
６ 定電流源
７ 第３差動増幅器
８ 電流生成回路
１１ 補助電源回路
２１ 制御電圧生成回路
２２ 閾値電圧生成回路
２３ 制限回路
１００ 電源回路
１１０ 電流制限回路
Ｃ キャパシタ
Ｉ１ 第１電流
Ｉ２ 第２電流
Ｉ３ 第３電流
Ｉｓ 補助電流
Ｉｔｈ１ 第１閾値電流（閾値電流）
Ｌ インダクタ
Ｒ１ 第１抵抗
Ｒ２ 第２抵抗
Ｖ１ 第１電圧
Ｖ２ 第２電圧
Ｖｍ１ モニタ電圧
Ｖｍ２ 信号電圧
Ｖｓ１ 差動電圧
Ｖｓ２ 制御電圧
Ｖｓ３ 閾値電圧
Ｖｔｈ１ 上限電圧
２ 出力端子
３ 第１差動増幅器
４ 第２差動増幅器
５ スイッチング電源
６ 定電流源
７ 第３差動増幅器
８ 電流生成回路
１１ 補助電源回路
２１ 制御電圧生成回路
２２ 閾値電圧生成回路
２３ 制限回路
１００ 電源回路
１１０ 電流制限回路
Ｃ キャパシタ
Ｉ１ 第１電流
Ｉ２ 第２電流
Ｉ３ 第３電流
Ｉｓ 補助電流
Ｉｔｈ１ 第１閾値電流（閾値電流）
Ｌ インダクタ
Ｒ１ 第１抵抗
Ｒ２ 第２抵抗
Ｖ１ 第１電圧
Ｖ２ 第２電圧
Ｖｍ１ モニタ電圧
Ｖｍ２ 信号電圧
Ｖｓ１ 差動電圧
Ｖｓ２ 制御電圧
Ｖｓ３ 閾値電圧
Ｖｔｈ１ 上限電圧
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】