特開 2024-172131 電源回路

(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】P2024172131

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】電源回路

(51)【国際特許分類】

   G05F 1/56 20060101AFI20241205BHJP

【ＦＩ】

G05F1/56 320C

G05F1/56 320U

G05F1/56 310N

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023089662

(22)【出願日】2023-05-31

(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】坂本 忠之

【テーマコード（参考）】

5H430

【Ｆターム（参考）】

5H430BB01

5H430BB05

5H430BB09

5H430BB11

5H430CC05

5H430EE04

5H430FF02

5H430FF13

5H430GG08

5H430HH03

5H430LA01

5H430LA21

5H430LB02

5H430LB03

(57)【要約】

【課題】出力トランジスタに生じるリーク電流に起因する出力電圧の変動を抑制できる電源回路を提供する。
【解決手段】電源回路１は、出力トランジスタ１０と、出力トランジスタ１０を駆動する駆動回路２０と、出力トランジスタ１０の第２の主電極Ｔ２に接続されている電流調整素子３０と、電流調整回路４０を備える。出力トランジスタ１０の第１の主電極Ｔ１に入力信号が入力される入力端子ＩＮが接続され、第２の主電極Ｔ２に出力電圧Ｖｏｕｔが出力される出力端子ＯＵＴが接続されている。駆動回路２０は、出力電圧Ｖｏｕｔと基準電圧Ｖｒｅｆとの差に応じて出力トランジスタ１０を駆動する。電流調整回路４０は、出力トランジスタ１０の周囲温度Ｔａを検出し、周囲温度Ｔａが設定温度Ｔｓに達した場合に、出力トランジスタ１０から電流調整素子３０を介して電流を流す。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力信号が入力される入力端子に第１の主電極が接続され、出力電圧が出力される出力端子に第２の主電極が接続されている出力トランジスタと、
前記出力電圧と基準電圧との差に応じて前記出力トランジスタを駆動する駆動回路と、
前記出力トランジスタの前記第２の主電極に接続されている電流調整素子と、
周囲温度が設定温度に達した場合に、前記出力トランジスタから前記電流調整素子を介して電流を流す電流調整回路と
を備える、電源回路。

【請求項2】

前記設定温度が、前記出力トランジスタにリーク電流が発生する前記周囲温度に対応して設定されている、請求項１に記載の電源回路。

【請求項3】

前記電流調整素子が抵抗素子を含む、請求項１に記載の電源回路。

【請求項4】

前記電流調整素子が定電流源を含む、請求項１に記載の電源回路。

【請求項5】

前記電流調整回路が、
前記電流調整素子と直列接続されている電流調整トランジスタと、
前記周囲温度が前記設定温度に達した場合に、前記電流調整トランジスタを導通状態にする調整信号を出力する電流制御回路と
を含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電源回路。

【請求項6】

前記電流制御回路が、
前記周囲温度に応じた検出電圧を生成する温度センサと、
前記検出電圧が入力する反転入力端、および、前記設定温度に応じた設定電圧が入力する非反転入力端を有する第１コンパレータと
を備え、
前記第１コンパレータが、前記周囲温度が前記設定温度を超えた場合に、前記電流調整トランジスタの制御電極に前記調整信号を出力する、請求項５に記載の電源回路。

【請求項7】

前記温度センサが、
定電流源と、
前記定電流源の出力する電流が順方向に流れるダイオードと
を備え、
前記第１コンパレータの反転入力端が前記ダイオードと前記定電流源の接続点に接続されている、請求項６に記載の電源回路。

【請求項8】

前記検出電圧が入力する反転入力端、および所定の上限温度に応じた上限電圧が入力する非反転入力端を有する第２コンパレータを更に備え、
前記第２コンパレータが、前記周囲温度が前記上限温度を超えた場合に過熱保護信号を出力し、
前記過熱保護信号に応答して前記駆動回路が前記出力トランジスタをオフ状態に設定する、
請求項６に記載の電源回路。

【請求項9】

一定の電圧を分圧して、前記設定電圧、および前記設定電圧より低い前記上限電圧を生成する、請求項８に記載の電源回路。

【請求項10】

前記出力トランジスタの前記第２の主電極にそれぞれ接続されている複数の前記電流調整素子と、
複数の前記電流調整素子のいずれかとそれぞれ直列接続されている複数の前記電流調整トランジスタと
を備え、
前記電流制御回路が、前記周囲温度に応じて複数の前記電流調整トランジスタのいずれかをオン状態に設定する、
請求項５に記載の電源回路。

【請求項11】

前記駆動回路が、前記出力電圧を一定に維持するように前記出力トランジスタを駆動する、請求項１に記載の電源回路。

【請求項12】

前記出力トランジスタと前記駆動回路がリニアレギュレータを構成している、請求項１１に記載の電源回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源回路に関する。

【背景技術】

【0002】

電源回路の出力電圧を出力する出力トランジスタのサイズは、電源回路が供給する電流の増大に伴って大きくなっている。出力トランジスタのサイズが大きいほど、出力トランジスタに大きなリーク電流が発生する。電源回路の周囲温度が高いほど、出力トランジスタのリーク電流は大きい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－４６７１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示の目的は、出力トランジスタに生じるリーク電流に起因する出力電圧の変動を抑制できる電源回路を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、出力トランジスタと、出力トランジスタを駆動する駆動回路と、出力トランジスタの第２の主電極に接続されている電流調整素子と、電流調整回路を備える電源回路である。出力トランジスタの第１の主電極に入力信号が入力される入力端子が接続され、第２の主電極に出力電圧が出力される出力端子が接続されている。駆動回路は、出力電圧と基準電圧との差に応じて出力トランジスタを駆動する。電流調整回路は、出力トランジスタの周囲温度を検出し、周囲温度が設定温度に達した場合に、出力トランジスタから電流調整素子を介して電流を流す。

【発明の効果】

【0006】

本開示の一態様によれば、出力トランジスタに生じるリーク電流に起因する出力電圧の変動を抑制できる電源回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る電源回路の構成を示す模式的な回路図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係る電源回路の電流調整素子の例を示す模式図である。

【図3】図３は、第２の実施形態に係る電源回路の構成を示す模式的な回路図である。

【図4】図４は、第３の実施形態に係る電源回路の構成を示す模式的な回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

次に、図面を参照して実施形態を説明する。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、各部の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係又は比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

【0009】

また、以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための装置又は方法を例示するものであって、構成部品の形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この実施形態は、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。

【0010】

第１の実施形態に係る電源回路１は、図１に示すように、出力トランジスタ１０と、出力トランジスタ１０を駆動する駆動回路２０と、出力トランジスタ１０に接続されている電流調整素子３０と、電流調整回路４０を備える。出力トランジスタ１０の第１の主電極Ｔ１は、入力信号が入力される入力端子ＩＮに接続され、第２の主電極Ｔ２は、出力電圧Ｖｏｕｔが出力される出力端子ＯＵＴに接続されている。駆動回路２０は、出力電圧Ｖｏｕｔと基準電圧Ｖｒｅｆとの差に応じて出力トランジスタ１０を駆動する。電流調整素子３０は、出力トランジスタ１０の第２の主電極Ｔ２に接続されている。電流調整回路４０は、電源回路の周囲の温度（以下、「周囲温度Ｔａ」と称する。）を検出する。電流調整回路４０は、周囲温度Ｔａが所定の設定温度Ｔｓに達した場合に、出力トランジスタ１０から電流調整素子３０を介して電流を接地端子（ＧＮＤ）に流す。

【0011】

電源回路１は、駆動回路２０の動作を制御するコントローラ５０と、過熱保護回路６０を更に備える。コントローラ５０は、出力トランジスタ１０をオフ状態に設定させる設定信号Ｓｅｎをイネーブル端子ＥＮから駆動回路２０に送信する。過熱保護回路６０は、電源回路１が所定の上限温度Ｔｕを超えた場合に過熱保護信号Ｓｔｓｄを出力する。過熱保護回路６０は、サーマルシャットダウン回路とも称される。過熱保護回路６０の詳細は後述する。

【0012】

電源回路１の入力端子ＩＮに、入力電源Ｖｃが接続されている。また、入力端子ＩＮに入力コンデンサＣ１の一方の端子が接続され、入力コンデンサＣ１の他方の端子は接地端子に接続されている。

【0013】

電源回路１の出力端子ＯＵＴに、出力コンデンサＣ２が接続されている。電源回路１が出力端子ＯＵＴに出力電圧Ｖｏｕｔを供給している状態（以下において、「動作状態」とも称する。）では、出力コンデンサＣ２が充電される。電源回路１が動作状態から出力電圧Ｖｏｕｔの供給を停止した状態（以下において、「待機状態」とも称する。）に移行する際に、出力コンデンサＣ２から出力端子ＯＵＴを介して電荷が放電される。

【0014】

図１に示す電源回路１では、出力トランジスタ１０がＰ型のＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である場合を例示的に示した。つまり、第１の主電極Ｔ１がドレイン電極、第２の主電極Ｔ２がソース電極、制御電極Ｔ３がゲート電極である。駆動回路２０は、出力トランジスタ１０のゲート電極に制御信号Ｓｇを送信する。出力トランジスタ１０の導通状態は、制御信号Ｓｇにより制御される。なお、出力トランジスタ１０はＰ型のＭＯＳＦＥＴに限られず、例えば出力トランジスタ１０はＮ型のＭＯＳＦＥＴ又はバイポーラトランジスタであってもよい。

【0015】

駆動回路２０は、基準電圧Ｖｒｅｆに基づき、出力端子ＯＵＴから出力される出力電圧Ｖｏｕｔを一定に維持するように、出力トランジスタ１０を制御する。言い換えると、電源回路１は、一定の出力電圧Ｖｏｕｔを供給する定電圧電源として機能する。図１に示した電源回路１では、出力トランジスタ１０と駆動回路２０がリニアレギュレータを構成している。

【0016】

駆動回路２０の反転入力端（－）に、基準電圧Ｖｒｅｆが入力する。駆動回路２０の非反転入力端（＋）に、第１フィードバック抵抗Ｒｆ１と第２フィードバック抵抗Ｒｆ２により出力電圧Ｖｏｕｔを分圧したフィードバック電圧Ｖｆｂが入力する。以下において、第１フィードバック抵抗Ｒｆ１と第２フィードバック抵抗Ｒｆ２を総称してフィードバック抵抗Ｒｆとも称する。

【0017】

駆動回路２０は、出力端子ＯＵＴから帰還されるフィードバック電圧Ｖｆｂと基準電圧Ｖｒｅｆとの電圧差ｄＶに応じて出力トランジスタ１０を駆動する。駆動回路２０は、電圧差ｄＶ＝Ｖｆｂ－Ｖｒｅｆ＞０ならば制御信号Ｓｇは出力電圧Ｖｏｕｔの電位を高くし、電圧差ｄＶ＝Ｖｆｂ－Ｖｒｅｆ＜０ならば制御信号Ｓｇは出力電圧Ｖｏｕｔの電位を低くする。これにより、電源回路１は、出力電圧Ｖｏｕｔを一定に維持するように動作する。

【0018】

出力端子ＯＵＴから駆動回路２０の非反転入力端（＋）に流れるフィードバック電流の大きさは、出力電圧Ｖｏｕｔとフィードバック抵抗Ｒｆの抵抗値により決まる。例えば、出力電圧が１Ｖの場合に、フィードバック抵抗Ｒｆの抵抗値が１ＭΩであると、フィードバック電流は１μＡである。この場合に、フィードバック抵抗Ｒｆに流れる電流が１μＡを超えると、出力電圧Ｖｏｕｔが上昇する。

【0019】

出力トランジスタ１０のサイズが大きいほど、出力トランジスタ１０に発生するリーク電流は大きい。特に、周囲温度Ｔａが高いほど、出力トランジスタ１０に大きなリーク電流が発生しやすい。フィードバック抵抗Ｒｆに流れる電流の設定値よりも大きいリーク電流が出力トランジスタ１０に生じると、リーク電流がフィードバック抵抗Ｒｆに流れることにより出力電圧Ｖｏｕｔが上昇する。例えば、出力電圧が１Ｖ、フィードバック抵抗Ｒｆの抵抗値が１ＭΩであるときに、リーク電流が１μＡを超えると、出力電圧Ｖｏｕｔが上昇する。これに対して、電流調整素子３０と電流調整回路４０を含む電源回路１は、以下に説明するように、出力トランジスタ１０に発生するリーク電流による出力電圧Ｖｏｕｔに対する影響を抑制する。

【0020】

電流調整素子３０は、出力トランジスタ１０に接続され、電流調整回路４０に制御されて出力トランジスタ１０に発生するリーク電流を出力トランジスタ１０から流す。図１に示した電流調整素子３０は、抵抗素子を含む。抵抗素子の抵抗値は、例えば１０ｋΩ～１００ｋΩ程度である。

【0021】

電流調整回路４０は、電流調整素子３０に直列接続されている電流調整トランジスタ４１、および電流調整トランジスタ４１を制御する電流制御回路４２を含む。電流制御回路４２は、周囲温度Ｔａが設定温度Ｔｓに達した場合に、電流調整トランジスタ４１を導通状態にする調整信号Ｓｃを出力する。

【0022】

電流制御回路４２は、温度センサ４２１、第１コンパレータ４２２および定電圧源４２３を含む。温度センサ４２１は、周囲温度Ｔａに応じた検出電圧Ｖａを生成する。第１コンパレータ４２２は、検出電圧Ｖａが入力する反転入力端（－）、および、設定温度Ｔｓに応じた設定電圧Ｖｓが入力する非反転入力端（＋）を有する。

【0023】

温度センサ４２１は、例えば図１に示すように、定電流源Ｉｓと、定電流源Ｉｓの出力する電流が順方向に流れるダイオードＤｉを含む構成であってよい。定電流源ＩｓとダイオードＤｉは、電源Ｖｄと接地端子の間に直列に接続されている。温度センサ４２１は、ダイオードＤｉの順方向電圧Ｖｆの温度依存性を利用して、ダイオードＤｉと定電流源Ｉｓの接続点から検出電圧Ｖａを出力する。第１コンパレータ４２２の反転入力端（－）が、ダイオードＤｉと定電流源Ｉｓの接続点に接続されている。

【0024】

第１コンパレータ４２２は、検出電圧Ｖａと設定電圧Ｖｓの電位差に応じて調整信号Ｓｃを出力する。具体的には、第１コンパレータ４２２は、周囲温度Ｔａに応じた検出電圧Ｖａを、出力トランジスタ１０にリーク電流が発生する設定温度Ｔｓに応じた設定電圧Ｖｓと比較し、周囲温度Ｔａが設定温度Ｔｓを超えたか否かを判定する。そして、第１コンパレータ４２２は、周囲温度Ｔａが設定温度Ｔｓを超えた場合に、調整信号Ｓｃを電流調整トランジスタ４１の制御電極に出力する。調整信号Ｓｃを受信した電流調整トランジスタ４１がオン状態になることにより、出力トランジスタ１０に発生するリーク電流が電流調整素子３０に流れる。

【0025】

上記のように、電流調整回路４０は、周囲温度Ｔａが高くなった時に出力トランジスタ１０に発生するリーク電流を、出力トランジスタ１０から電流調整素子３０に流す。その結果、リーク電流がフィードバック抵抗Ｒｆに流れることによる出力電圧Ｖｏｕｔの上昇を抑制することができる。

【0026】

設定温度Ｔｓは、出力トランジスタ１０にリーク電流が発生する周囲温度Ｔａに対応して設定してよい。これにより、設定した周囲温度Ｔａで出力トランジスタ１０に発生するリーク電流に起因する出力電圧Ｖｏｕｔの変動を抑制することができる。

【0027】

図１に示した電源回路１では、電流調整素子３０が抵抗素子を含む場合を例示的に示した。しかし、電流調整素子３０は、出力トランジスタ１０に生じたリーク電流を流す素子であれば、抵抗素子に限られない。例えば、図２に示すように、電流調整素子３０が定電流源であってもよい。

【0028】

図１に示す電源回路１は、周囲温度Ｔａが上限温度Ｔｕを超えた場合に過熱保護信号Ｓｔｓｄを出力する過熱保護回路６０を備える。過熱保護回路６０は、温度センサ４２１と第２コンパレータ６１を含む。上限温度Ｔｕは、電源回路１を構成する部品が故障したり動作不良を起こしたりする周囲温度Ｔａよりも低く設定される。

【0029】

第２コンパレータ６１の反転入力端（－）に周囲温度Ｔａに応じた検出電圧Ｖａが入力し、非反転入力端（＋）に上限温度Ｔｕに応じた上限電圧Ｖｕが入力する。第２コンパレータ６１は、検出電圧Ｖａと上限電圧Ｖｕの電位差に応じた信号を出力する。すなわち、第２コンパレータ６１は、周囲温度Ｔａに応じた検出電圧Ｖａを、電源回路１を保護するための上限電圧Ｖｕと比較し、周囲温度Ｔａが上限温度Ｔｕを超えたか否かを判定する。そして、第２コンパレータ６１は、周囲温度Ｔａが上限温度Ｔｕに達した場合に過熱保護信号Ｓｔｓｄを出力する。

【0030】

過熱保護回路６０が出力した過熱保護信号Ｓｔｓｄは、コントローラ５０のアサート端子ＴＳＤに入力される。コントローラ５０は、過熱保護信号Ｓｔｓｄを受信すると、イネーブル端子ＥＮから設定信号Ｓｅｎを駆動回路２０に送信する。設定信号Ｓｅｎを受信した駆動回路２０は、出力トランジスタ１０をオフ状態に設定する。出力トランジスタ１０がオフ状態になることにより、電源回路１は待機状態となる。これにより、電源回路１の温度上昇が停止し、電源回路１が保護される。

【0031】

過熱保護回路６０は、温度センサ４２１を含む。つまり、電流制御回路４２と過熱保護回路６０は、温度センサ４２１を共有している。電流制御回路４２の一部と過熱保護回路６０の一部を共通とすることにより、電源回路１の面積の増大を抑制できる。なお、電源回路１が過熱保護回路６０を含まなくてもよい。

【0032】

第１コンパレータ４２２の非反転入力端（＋）に入力する設定電圧Ｖｓは、第２コンパレータ６１の非反転入力端（＋）に入力する上限電圧Ｖｕよりも高い。このため、第２コンパレータ６１が過熱保護信号Ｓｔｓｄを出力する周囲温度Ｔａよりも低い周囲温度Ｔａで、第１コンパレータ４２２が調整信号Ｓｃを出力する。

【0033】

例えば、出力トランジスタ１０にリーク電流が発生する設定温度Ｔｓを１１０℃と設定した場合に、設定電圧Ｖｓを１１０℃に応じた電圧に設定する。設定温度Ｔｓは任意に設定可能である。例えば、低消費電力のために出力トランジスタ１０がオフである電源回路１の待機状態における周囲温度Ｔａなどに応じて、設定温度Ｔｓを設定してよい。また、電源回路１を温度上昇による破損から保護するための上限温度Ｔｕも任意に設定可能である。例えば、上限温度Ｔｕを１５０℃に設定する場合には、上限電圧Ｖｕを１５０℃に応じた電圧に設定する。

【0034】

上記のように、１つの定電圧源４２３により、設定電圧Ｖｓと上限電圧Ｖｕを生成することができる。このため、電源回路１の省電力化と共に、チップ面積の増大を抑制できる。

【0035】

なお、設定温度Ｔｓは、出力トランジスタ１０のゲートサイズ又は電源回路１の用途などに応じて設定してよい。例えば、トランジスタのゲート幅Ｗが１０μｍ、ゲート長Ｌが０．５５μｍの場合に、周囲温度Ｔａが１００℃のときに１ｎＡ程度のリーク電流が流れることが想定される。出力トランジスタ１０のゲート幅Ｗは一般に１０μｍより広いため、出力トランジスタ１０に発生するリーク電流は１ｎＡよりも更に大きい。フィードバック抵抗Ｒｆが５０ｋΩ程度の場合は、リーク電流の出力電圧Ｖｏｕｔに対する影響は小さい。しかし、低消費電力が重要な用途に電源回路１を使用にする場合などには、フィードバック抵抗Ｒｆを例えば１ＭΩ以上にする必要があり、設定温度Ｔｓも低い温度にする必要がある。

【0036】

以上に説明したように、第１の実施形態に係る電源回路１は、出力トランジスタ１０の周囲温度Ｔａを検出し、出力トランジスタ１０に発生するリーク電流を電流調整素子３０に流す。その結果、電源回路１によれば、フィードバック抵抗Ｒｆにリーク電流が流れることに起因する出力電圧Ｖｏｕｔの上昇を抑制することができる。

【0037】

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る電源回路１は、例えば図３に示すように、出力トランジスタ１０の第２の主電極Ｔ２にそれぞれ接続されている複数の電流調整素子３０と、電流調整素子３０のいずれかとそれぞれ直列接続されている複数の電流調整トランジスタ４１を備える。電流制御回路４２は、周囲温度Ｔａに応じて複数の電流調整トランジスタ４１の少なくともいずれかをオン状態に設定する。

【0038】

図３に示す電源回路１は、第１電流調整素子３０１と第２電流調整素子３０２を含む。第１電流調整素子３０１に第１電流調整トランジスタ４１１が直列に接続され、第２電流調整素子３０２に第２電流調整トランジスタ４１２が直列に接続されている。以下において、第１電流調整素子３０１と第２電流調整素子３０２のそれぞれを限定しない場合は、電流調整素子３０とも表記する。また、第１電流調整トランジスタ４１１と第２電流調整トランジスタ４１２のそれぞれを限定しない場合は、電流調整トランジスタ４１とも表記する。

【0039】

第２の実施形態に係る電源回路１は、電流調整素子３０と電流調整トランジスタ４１を複数備えることが、第１の実施形態に係る電源回路１と異なる。電流制御回路４２は、第１電流調整トランジスタ４１１と第２電流調整トランジスタ４１２に対してそれぞれ異なる周囲温度Ｔａにおいて調整信号Ｓｃを出力する。

【0040】

電流制御回路４２は、第１電流調整トランジスタ４１１の動作を制御する第１コンパレータ４２２（「コンパレータ４２２Ａ」と表記）と、第２電流調整トランジスタ４１２の動作を制御する第１コンパレータ４２２（「コンパレータ４２２Ｂ」と表記）をそれぞれ含む。

【0041】

コンパレータ４２２Ａとコンパレータ４２２Ｂのそれぞれの反転入力端（－）に検出電圧Ｖａが入力する。コンパレータ４２２Ａの非反転入力端（＋）に、第１の設定温度Ｔｓ１に応じた第１の設定電圧Ｖｓ１が入力する。コンパレータ４２２Ｂの非反転入力端（＋）に、第２の設定温度Ｔｓ２に応じた第２の設定電圧Ｖｓ２が入力する。以下では、第１の設定温度Ｔｓ１よりも、第２の設定温度Ｔｓ２の方が高い場合について説明する。

【0042】

図３に示す定電圧源４２３は、電源端子Ｖｂと接地端子の間を分圧して、第１の設定電圧Ｖｓ１、第２の設定電圧Ｖｓ２、および上限電圧Ｖｕを生成する。定電圧源４２３は、電源端子Ｖｂと接地端子の間に、第１分圧抵抗素子Ｒｄ１、第２分圧抵抗素子Ｒｄ２、第３分圧抵抗素子Ｒｄ３および第４分圧抵抗素子Ｒｄ４が直列に接続されている。電源端子Ｖｂに接続している第１分圧抵抗素子Ｒｄ１と第２分圧抵抗素子Ｒｄ２との接続点から、第１の設定電圧Ｖｓ１が取り出される。第２分圧抵抗素子Ｒｄ２と第３分圧抵抗素子Ｒｄ３との接続点から、第２の設定電圧Ｖｓ２が取り出される。第３分圧抵抗素子Ｒｄ３と接地端子に接続する第４分圧抵抗素子Ｒｄ４との接続点から、上限電圧Ｖｕが取り出される。

【0043】

コンパレータ４２２Ａは、周囲温度Ｔａに応じた検出電圧Ｖａと第１の設定電圧Ｖｓ１の電位差に応じた信号を出力する。すなわち、コンパレータ４２２Ａは、検出電圧Ｖａを第１の設定電圧Ｖｓ１と比較し、周囲温度Ｔａが第１の設定温度Ｔｓ１を超えたか否かを判定する。そして、コンパレータ４２２Ａは、周囲温度Ｔａが第１の設定温度Ｔｓ１を超えた場合に、調整信号Ｓｃを第１電流調整トランジスタ４１１の制御電極に出力する。調整信号Ｓｃを受信した第１電流調整トランジスタ４１１がオン状態になることにより、第１の設定温度Ｔｓ１において出力トランジスタ１０に発生するリーク電流が第１電流調整素子３０１に流れる。

【0044】

コンパレータ４２２Ｂは、周囲温度Ｔａに応じた検出電圧Ｖａと第２の設定電圧Ｖｓ２の電位差に応じた信号を出力する。すなわち、コンパレータ４２２Ｂは、検出電圧Ｖａを第２の設定電圧Ｖｓ２と比較し、周囲温度Ｔａが第２の設定温度Ｔｓ２を超えたか否かを判定する。そして、コンパレータ４２２Ｂは、周囲温度Ｔａが第２の設定温度Ｔｓ２を超えた場合に、調整信号Ｓｃを第２電流調整トランジスタ４１２の制御電極に出力する。調整信号Ｓｃを受信した第２電流調整トランジスタ４１２がオン状態になることにより、第２の設定温度Ｔｓ２において出力トランジスタ１０に発生するリーク電流が第２電流調整素子３０２に流れる。

【0045】

上記のように、図３に示した電源回路１は、複数の周囲温度Ｔａにおいて、出力トランジスタ１０に生じたリーク電流を電流調整素子３０に流すことができる。

【0046】

電源回路１が動作状態にあって周囲温度Ｔａが高い場合には、出力トランジスタ１０に電流が流れており、リーク電流の影響は小さい。一方、電源回路１が待機状態であるときは、低消費電力にするためにリーク電流の影響を小さくすることが好ましい。このため、電源回路１が配置された環境の温度に合わせて設定温度Ｔｓを設定してもよい。例えば、周囲の環境の温度が４０℃程度までと想定される場合には、設定温度Ｔｓを６０℃に設定してもよい。これにより、待機状態であるときの電源回路１の低消費電力化を実現できる。

【0047】

周囲温度Ｔａが高いほど、出力トランジスタ１０のリーク電流は大きい。このため、第１の設定温度Ｔｓ１を６０℃に設定して待機状態の電源回路１の低消費電力化を実現すると共に、周囲温度Ｔａが６０℃のときよりもリーク電流がより多く流れる周囲温度Ｔａにおいて、電流調整素子３０に大きなリーク電流を流してもよい。例えば、第１の設定温度Ｔｓ１を６０℃に設定して、第１電流調整素子３０１の抵抗素子の抵抗値を１００ｋΩに設定する。そして、第２の設定温度Ｔｓ２を１１０℃に設定して、第２電流調整素子３０２の抵抗素子の抵抗値を１０ｋΩに設定する。

【0048】

図３に示した電源回路１によれば、電流経路の抵抗値が異なる複数の電流調整素子３０を備えることができる。例えば、周囲温度Ｔａに依存するリーク電流の大きさに対応させて、それぞれの電流調整素子３０の抵抗素子を相互に異なる抵抗値に設定してよい。これにより、電源回路１の低消費電力化を実現できる。

【0049】

図３に電流調整素子３０を２つ含む電源回路１を例示的に示したが、電流調整素子３０の個数は３以上であってもよい。他は、第２の実施形態は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。

【0050】

（第３の実施形態）
第１および第２の実施形態では、電源回路が１つであるシステムを例示的に説明したが、複数の電源回路を含むシステムにおいて、電流制御回路４２と過熱保護回路６０を複数の電源回路で共通にしてもよい。複数の電源回路で電流制御回路４２と過熱保護回路６０を共通にする構成により、個々の電源回路に電流制御回路４２と過熱保護回路６０を配置する構成よりも、システム全体の面積の増大を抑制することができる。例えば、ＰＭＩＣ（Power management Integrated Circuit）などの複数の電源回路を含むシステムにおいて、電流制御回路４２を複数の電源回路で共通にしてもよい。

【0051】

例えば図４に示すシステムのように、第１電源回路１Ａ、第２電源回路１Ｂ、第３電源回路１Ｃおよび第４電源回路１Ｄにおいて、電流制御回路４２と過熱保護回路６０を共通にしてもよい。温度センサ４２１と定電圧源４２３は、第１および第２の実施形態に係る電源回路１と同様に、電流制御回路４２と過熱保護回路６０が共有している。

【0052】

図示を省略するが、第１電源回路１Ａ、第２電源回路１Ｂ、第３電源回路１Ｃおよび第４電源回路１Ｄは、電流調整素子３０および電流調整トランジスタ４１をそれぞれ含む。電流制御回路４２は、システムの周囲温度Ｔａを検出して、周囲温度Ｔａが設定温度Ｔｓを超えた場合に、調整信号Ｓｃを電流調整トランジスタ４１に送信する。これにより、システムに含まれる電源回路のそれぞれにおいて出力トランジスタ１０のリーク電流が電流調整素子３０に流れる。

【0053】

過熱保護回路６０は、周囲温度Ｔａが上限温度Ｔｕを超えた場合に、コントローラ５０に過熱保護信号Ｓｔｓｄを送信する。コントローラ５０は、過熱保護信号Ｓｔｓｄを受信すると、出力トランジスタ１０をオフ状態に設定させる設定信号Ｓｅｎをシステムに含まれる電源回路に送信する。これにより、システムに含まれる電源回路のそれぞれが待機状態になる。

【0054】

システムに含まれる電源回路の回路構成は任意である。例えば、図４に示すシステムにおいて、第１電源回路１Ａおよび第２電源回路１Ｂがリニアレギュレータであり、第３電源回路１Ｃおよび第４電源回路１Ｄが降圧レギュレータであってよい。電流制御回路４２を複数の電源回路で共通にすることにより、複数の電源回路を含むシステムの面積の増大を抑制し、且つ、出力トランジスタ１０のリーク電流の影響を低減することができる。他は、第３の実施形態は、第１および第２の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。例えば、第２の実施形態のように、システムに含まれる電源回路が複数の電流調整素子３０をそれぞれ含み、複数の周囲温度Ｔａでリーク電流が電流調整素子３０を流れるようにしてもよい。

【0055】

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。

【0056】

［付記］
本開示から把握できる技術的思想を以下に記載する。なお、限定する意図ではなく理解の補助のために、付記に記載される構成要素には、実施形態中の対応する構成要素の参照符号が付されている。参照符号は、理解の補助のために例として示すものであり、各付記に記載された構成要素は、参照符号で示される構成要素に限定されるべきではない。

【0057】

（付記１：すべての実施形態、図１）
電源回路１は、入力信号が入力される入力端子ＩＮに第１の主電極Ｔ１が接続され、出力電圧Ｖｏｕｔが出力される出力端子ＯＵＴに第２の主電極Ｔ２が接続されている出力トランジスタ１０と、出力電圧Ｖｏｕｔと基準電圧Ｖｒｅｆとの差に応じて出力トランジスタ１０を駆動する駆動回路２０と、出力トランジスタ１０の第２の主電極Ｔ２に接続されている電流調整素子３０と、周囲温度Ｔａが設定温度Ｔｓに達した場合に出力トランジスタ１０から電流調整素子３０を介して電流を流す電流調整回路４０を備える。付記１に記載の電源回路１によれば、出力トランジスタ１０にリーク電流が発生することに起因する出力電圧Ｖｏｕｔの上昇を抑制することができる。

【0058】

（付記２：すべての実施形態、図１）
付記１に記載の電源回路１において、設定温度Ｔｓが、出力トランジスタ１０にリーク電流が発生する周囲温度Ｔａに対応して設定されている。付記２に記載の電源回路１によれば、設定した周囲温度Ｔａで出力トランジスタ１０に発生するリーク電流に起因する出力電圧Ｖｏｕｔの変動を抑制することができる。

【0059】

（付記３：すべての実施形態、図１）
付記１又は２に記載の電源回路１において、電流調整素子３０が抵抗素子を含む。

【0060】

（付記４：すべての実施形態、図２）
付記１又は２に記載の電源回路１において、電流調整素子３０が定電流源を含む。

【0061】

（付記５：すべての実施形態、図１）
付記１乃至４のいずれかに記載の電源回路１において、電流調整回路４０が、電流調整素子３０と直列接続されている電流調整トランジスタ４１と、周囲温度Ｔａが設定温度Ｔｓに達した場合に電流調整トランジスタ４１を導通状態にする調整信号Ｓｃを出力する電流制御回路４２を含む。付記５に記載の電源回路１によれば、周囲温度Ｔａが設定温度Ｔｓに達したときに発生するリーク電流を電流調整素子３０に流すことができる。

【0062】

（付記６：すべての実施形態、図１）
付記５に記載の電源回路１において、電流制御回路４２が、周囲温度Ｔａに応じた検出電圧Ｖａを生成する温度センサと、検出電圧Ｖａが入力する反転入力端（－）、および、設定温度Ｔｓに応じた設定電圧Ｖｓが入力する非反転入力端（＋）を有する第１コンパレータ４２２を備える。第１コンパレータ４２２が、周囲温度Ｔａが設定温度Ｔｓを超えた場合に、電流調整トランジスタ４１の制御電極に調整信号Ｓｃを出力する。

【0063】

（付記７：すべての実施形態、図１）
付記６に記載の電源回路１において、温度センサ４２１が、定電流源Ｉｓと、定電流源Ｉｓの出力する電流が順方向に流れるダイオードＤｉを備える。第１コンパレータ４２２の反転入力端（－）がダイオードＤｉと定電流源Ｉｓの接続点に接続されている。

【0064】

（付記８：すべての実施形態、図１）
付記６に記載の電源回路１において、検出電圧Ｖａが入力する反転入力端（－）、および所定の上限温度Ｔｕに応じた上限電圧Ｖｕが入力する非反転入力端（＋）を有する第２コンパレータ６１を更に備える。第２コンパレータ６１が、周囲温度Ｔａが上限温度Ｔｕを超えた場合に過熱保護信号Ｓｔｓｄを出力し、過熱保護信号Ｓｔｓｄに応答して駆動回路２０が出力トランジスタ１０をオフ状態に設定する。付記８に記載の電源回路１によれば、電源回路１の温度上昇が一定の温度で停止し、電源回路１が保護される。更に、電流制御回路４２と過熱保護回路６０が温度センサ４２１を共有することにより、電源回路１の面積の増大を抑制できる。

【0065】

（付記９：すべての実施形態、図１）
付記８に記載の電源回路１において、一定の電圧を分圧して設定電圧Ｖｓおよび設定電圧Ｖｓより低い上限電圧Ｖｕを生成する。付記９に記載の電源回路１によれば、１つの定電圧源４２３により、設定電圧Ｖｓと上限電圧Ｖｕを生成することができる。このため、電源回路１の省電力化と共に、チップ面積の増大を抑制できる。

【0066】

（付記１０：第２の実施形態、図３）
付記５乃至９のいずれかに記載の電源回路１において、出力トランジスタ１０の第２の主電極Ｔ２にそれぞれ接続されている複数の電流調整素子３０と、複数の電流調整素子３０のいずれかとそれぞれ直列接続されている複数の電流調整トランジスタ４１を備える。電流制御回路４２が、周囲温度Ｔａに応じて複数の電流調整トランジスタ４１のいずれかをオン状態に設定する。付記１１に記載の電源回路１によれば、複数の周囲温度Ｔａにおいて、出力トランジスタ１０に生じたリーク電流を電流調整素子３０に流すことができる。更に、それぞれの電流調整素子３０の電気抵抗をリーク電流の大きさに合わせた抵抗値に設定して、電源回路１の低消費電力化を実現できる。

【0067】

（付記１１：すべての実施形態、図１）
付記１乃至１０のいずれかに記載の電源回路１において、駆動回路２０が、出力電圧Ｖｏｕｔを一定に維持するように出力トランジスタ１０を駆動する。付記１１に記載の電源回路１によれば、定電圧電源である電源回路１において、出力トランジスタ１０のリーク電流に起因する出力電圧Ｖｏｕｔの上昇を抑制することができる。

【0068】

（付記１２：すべての実施形態、図１）
付記１１に記載の電源回路１において、出力トランジスタ１０と駆動回路２０がリニアレギュレータを構成している。付記１２に記載の電源回路１によれば、低い入出力間電位差でも動作するリニアレギュレータにおいて、出力トランジスタ１０のリーク電流に起因する出力電圧Ｖｏｕｔの上昇を抑制することができる。

【符号の説明】

【0069】

１ 電源回路
１０ 出力トランジスタ
２０ 駆動回路
３０ 電流調整素子
４０ 電流調整回路
４１ 電流調整トランジスタ
４２ 電流制御回路
５０ コントローラ
６０ 過熱保護回路
６１ 第２コンパレータ
４２１ 温度センサ
４２２ 第１コンパレータ
４２３ 定電圧源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】