JP2696168B2 - AC 2-wire non-contact switch - Google Patents

AC 2-wire non-contact switch

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JP2696168B2
JP2696168B2 JP61314640A JP31464086A JP2696168B2 JP 2696168 B2 JP2696168 B2 JP 2696168B2 JP 61314640 A JP61314640 A JP 61314640A JP 31464086 A JP31464086 A JP 31464086A JP 2696168 B2 JP2696168 B2 JP 2696168B2
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current
voltage
fet
smoothing capacitor
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健五 植木
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株式会社 キーエンス
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は負荷と交流電源間に接続され、検出信号線
と交流電源線を共用した交流2線式無接点スイッチに関
し、特に電源投入時の誤動作が起こりにくく、かつ漏れ
電流および残留電圧の少ない交流2線式無接点スイッチ
に関する。 〔従来の技術〕 交流2線式無接点スイッチとは、光電スイッチ,近接
スイッチ等の無接点スイッチの内部駆動電源を独立の交
流電源供給線に依らず、検出信号出力端に接続される2
本の信号出力線から供給を受けるようにしたものであ
る。それゆえ、検出信号出力端を交流電源と負荷との間
に端に接続するのみで負荷への電源をスイッチング制御
できるので、極めて簡単に様々な目的の検出制御に対し
て交流2線式無接点スイッチを用いることが可能であ
る。 ところが交流2線式無接点スイッチは、検出信号が出
力されない時にも駆動電源を無接点スイッチに供給する
必要があるので、この時に検出信号出力端に発生する漏
れ電流を防止することは原理的に不可能である。また、
検出信号が出力される時にも同様に駆動電源を供給する
必要があるため、検出信号出力端両端に若干の電圧が残
留するのを防止することも同様に不可能である。しかし
漏れ電流および残留電圧は少なければ少ないほど動作特
性上良いので、これらを低減することが望まれていた。 この問題点を解決する第1の技術として、実開昭59−
59037号公報に開示されているものが提案されている。
この技術は第2図に示すように、MOS・Nチャンネル・
エンハンスメント形FET1を交流2線式無接点スイッチの
定電圧回路に用いることにより、漏れ電流および残留電
圧の低減化を企図している。すなわち、MOS・FET1はゲ
ートの入力インピーダンスを大きくすることができ、よ
って抵抗R1の抵抗値を増大できるので検出信号が出力さ
れない値の漏れ電流を少なくできる。また、MOS・FET1
の導通時のインピーダンスは1.4〜3Ωと非常に小さい
ので、検出信号が出力されている時の残留電圧も少なく
できる。 前述した問題点を解決する第2の技術として、次のも
のが提案されている。第3図に示すように、出力端子5,
6間にダイオードブリッジ回路8が接続されるととも
に、外部に負荷3を介して交流電源7が接続されてい
る。ダイオードブリッジ回路8の正負間には、定電圧回
路の主構成要素であるエンハンスメント特定のMOS・FET
9、検出対象物の近接あるいは離間により検出信号を出
力する検出回路10、検出対象物の近接により発振を行う
発振回路11、FET9のソースに接続されたツェナーダイオ
ードZD2、ツェナーダイオードZD2に並列接続されたサイ
リスタ12、FET9のゲートに接続されたサイリスタ13、負
荷駆動時に検出回路10に電圧を供給する平滑コンデンサ
C1、開閉回路であるトランジスタTr1、スイッチング素
子であるトランジスタTr3、このトランジスタTr3の導通
時にのみ導通するトランジスタTr2、平滑コンデンサC1
の直流電流をFET9のゲートに伝達するダイオードD1およ
び抵抗R8、FET9のソースと検出回路10間に接続されたダ
イオードD2、トランジスタTr1のエミッタに接続された
過電流検知用素子である抵抗R4、および抵抗R3,R5,R6,R
7が接続されている。 このような構成からなるこの回路の動作を以下説明す
る。まず検出対象物が離間していると発振回路11は発振
を行わず、検出回路10は検出信号を出力しない。したが
って検出回路10の出力信号はHIGHとなり、スイッチン
グ素子であるトランジスタTr3はベース電流が供給され
導通する。これを受けてトランジスタTr2も導通する。
それゆえMOS・FET9のソース電位が上昇し、それに応じ
てゲート電位も上昇する。この場合にツェナーダイオー
ドZD2のツェナー電圧、トランジスタTr2のベース・エミ
ッタ間電圧、およびトランジスタTr3のコレクタ・エミ
ッタ間電圧の各々の電圧値の和をFET9のゲート電位が越
えようとするとゲート電位は減少し始め、ソース電位と
の関係で定められる一定値で安定する。したがってFET9
は定電圧を検出回路10に供給する。 次に検出対象物が近接して発振回路11が発振を開始す
ると、検出回路10は検出信号を出力する。したがって、
検出回路10の出力信号はLOWになるのでトランジスタT
r3は遮断され、これに伴いトランジスタTr2も遮断され
る。するとMOS・FET9のソース電位は上昇し、ツェナー
ダイオードZD2のツェナー電圧、サイリスタ12のトリガ
電圧、および開閉回路であるトランジスタTr1のベース
・エミッタ間電圧の各々の電圧値の和をFET9のソース電
位が越えると、サイリスタ12はトリガされ導通する。ト
ランジスタTr1はベース電流が供給されるので導通し、
負荷3が駆動される。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、これら2つの従来技術には各々次に述べる
問題点がある。まず第1の技術(第2図参照)にかかる
問題点は、電源投入時の突入電流制限のための抵抗R9
より電圧降下が生じ、MOS・FET1およびツェナーダイオ
ードZD1で構成される定電圧回路の出力電圧をその降下
分だけ増大させる必要がある。定電圧回路は供給される
電源電圧がある一定の電圧以下になると、その出力電圧
を急速に小さくし始める特性がある。それゆえ、電源電
圧はなるべく大きなものを接続することが正確な検出動
作には必要な条件である。しかし現実には低電圧の交流
電源を用いねばならないことも多く、この場合に問題が
生じる。 例えば、通常汎用される5mA・200Vのミニチェアリレ
ーを負荷3に用い検出回路10への供給電圧を約7Vと仮定
すると、突入電流を5mA以下にしなければ負荷3が駆動
される。それゆえ、抵抗R9の抵抗値は約1.4KΩ以上でな
ければならない。一般に検出回路10の消費電流は1mA程
度であるので、抵抗R9の電圧降下は約1.4Vとなる。この
場合に24Vのような低電圧の交流電源を用いると、1.4V
の電圧降下は無視し得ないものとなる。 さらに第1の技術には次のような問題点もある。それ
は、MOS・FET1のしきい電圧値にばらつきがあるため個
々の交流2線式無接点スイッチにおいて、このしきい電
圧値に対応したツェナーダイオードZD1のツェナー電圧
を各々選定せねばならず、量産化には向かないという問
題点である。 第2の技術(第3図参照)は第1の技術のこの量産化
の困難性という問題点は解消しているが、電源投入時の
突入電流が平滑コンデンサC1に流入して急速充電が行な
われ、負荷3が駆動されることへの対策が施されていな
い問題点がある。したがって第1の技術に関する問題点
と同様に、負荷3に小電流駆動型のものを用いると誤動
作が生じる。 この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、
漏れ電流および残留電圧が低減化されるとともに量産化
に通し、かつ電源投入時の誤動作が起こりにくい交流2
線式無接点スイッチの提供を目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決し、この目的を達成するための具体
的手段は、定電圧回路および全波整流回路を介して負荷
に直列に接続された交流電源に接続される検出対象物の
近接あるいは離間により検出信号を出力する検出回路
と、この検出信号に応じて負荷の制御を行うスイッチン
グ素子と、前記負荷の駆動時に前記検出回路に電圧を供
給する平滑コンデンサと、この平滑コンデンサと直列に
接続された前記平滑コンデンサへの充電電流を検知する
電流検知用素子と、を有する交流2線式無接点スイッチ
において、前記定電圧回路がMOS・FET(Metal Oxide Se
miconductor・Field Effect Transistor)およびこのMO
S・FETのソースに接続されたツェナーダイオードを備
え、前記MOS・FETのゲートに接続されるとともに、前記
電流検知用素子の出力により前記MOS・FETのゲート電圧
を制御することで前記充電電流を制御する為の前記電流
検知用素子と並列に接続されるフィードバック回路が、
前記検出信号が出力されていない時の前記平滑コンデン
サへの充電電流を一定に保持するようにしたことであ
る。 〔作用〕 この発明は前述のような手段を採ったので、次のよう
な作用がもたらされる。まず、電源を投入すると突入電
流が発生し定電圧回路を経由して平滑コンデンサに流入
しようとするが、電流検知用素子とフィードバック回路
により突入電流は一定の電流値に制限され、平滑コンデ
ンサへの急速充電はなされない。 次に検出回路が検出信号を出力すると、ツェナーダイ
オードのアノード電圧が上昇するためスイッチング素子
がトリガされて導通し、それゆえ負荷が駆動される。フ
ィードバック回路がMOS・FETのゲート電圧をしきい電圧
以上に保持しているので、FETを経由してスイッチング
素子に定電流が供給され負荷の駆動が正常に行われる。
この場合に検出回路には平滑コンデンサから電圧が供給
され、正常な検出動作機能が維持される。 〔実 施 例〕 この発明を、以下1実施例に基づいて詳細に説明す
る。なお、従来例と同一部分は同一記号を付しその説明
を簡略化する。 第1図に示すように、出力端子5,6、ダイオードブリ
ッジ回路8、平滑コンデンサC1の構成要素は従来例と同
一である。ダイオードブリッジ回路8の正側に、エンハ
ンスメント特性のMOS・FET14およびこのソースに接続さ
れたツェナーダイオードZD4からなる定電圧回路が接続
されている。FET14のゲートには大抵抗値の抵抗R10が接
続されるとともに、トランジスタTr6およびTr7が直列に
接続されている。このトランジスタTr7のベースには検
出回路15の出力信号が伝達されるようになっている。 FET14のソースにはダイオードD4を介して、電流検知
用素子である抵抗R11および平滑コンデンサC1が直列に
接続されている。この抵抗R11には並列にフィードバッ
ク回路であるトランジスタTr4が接続され、このトラン
ジスタTr4のコレクタはFET14のゲートに接続されてい
る。また、抵抗R11には分流回路であるトランジスタTr5
も並列接続されており、このトランジスタTr5のベース
は動作表示灯であるLED1および抵抗R14を介して検出回
路15に接続されている。定電圧回路のツェナーダイオー
ドZD4には、直列にダイオードD5および抵抗R13が接続さ
れている。これらと並列に、スイッチング素子であるサ
イリスタ16および過電流検知用素子である抵抗R12が接
続されている。トランジスタTr4のコレクタは電流開閉
素子であるサイリスタ17にも接続されている。サイリス
タ17は抵抗R15を介して、サイリスタ16および抵抗R12
接続点に接続されている。なお、抵抗R11の抵抗値は200
Ω、抵抗R10の抵抗値は5MΩである。 このような構成からなるこの回路の動作について以下
説明する。まず電源を投入すると、突入電流がMOS・FET
14を経由して平滑コンデンサC1に流入しようとする。し
かし前述のように抵抗R11の抵抗値が200Ωであるので、
3mAの電流が流れると抵抗R11の両端に0.6Vの電圧降下が
生じる。この電圧降下によりフィードバック回路である
トランジスタTr4がバイアスされ導通し、FET14の平滑コ
ンデンサC1への充電電流を一定に保持するように機能す
る。平滑コンデンサC1はこの充電電流の供給を受けて充
電を行う。この時検出回路15が検出信号を出力していな
いと、検出回路15の出力信号はHIGHになりトランジス
タTr7がバイアスされ導通する。この導通によりトラン
ジスタTr6も導通し、FET14は定電圧を検出回路15および
平滑コンデンサC1に供給する。 次に、検出回路15が検出対象物の近接あるいは離間に
より検出信号を出力した場合の動作について説明する。
検出信号を出力すると、検出回路15の出力信号がLOW
に反転する。したがってトランジスタTr7が遮断され、
トランジスタTr6も遮断される。この遮断によりツェナ
ーダイオードZD4のアノード電圧が上昇し、サイリスタ1
6がトリガされ導通する。したがって、ダイオードブリ
ッジ回路8を経由して供給される電流はFET14およびサ
イリスタ16を経由して流れるので、負荷(図示参照)は
駆動され検出した旨を報知する。この場合にFET14のゲ
ートには、平滑コンデンサC1の電圧がトランジスタTr4
のベース・コレクタを経由して伝達される。それゆえFE
T14のゲート電圧はしきい電圧以上に保持され、サイリ
スタ26に検出信号出力中電流を供給し正常動作を維持す
る。 一方、検出回路15の検出信号の出力によりトランジス
タTr5がバイアスされ導通する。この導通によりLED1
発光し、検出信号が出力されていることを外部に明示す
る。またトランジスタTr5の導通により充電電流が平滑
コンデンサC1に急速に流れ込むので、コンデンサC1は極
めて短時間に充電を完了する。それゆえ、検出信号出力
時におけるコンデンサC1の放電時に検出回路15への供給
電圧が不足することがなく、正常な検出動作機能が維持
される。それとともに放電時には、トランジスタTr5
コレクタ・ベースを経由して放電電流がLED1に供給され
る。したがって検出信号出力中LED1は発光し、検出して
いる旨を外部に明示する。この場合にLED1には略一定電
流が供給され常時一定の明るさで発光するので、従来の
ように異なる抵抗値の負荷を種々接続した場合に各々LE
D1の明度が変動するという問題点がない。 次に過電流保護機能について説明する。検出信号出力
時に負荷の誤接続あるいは事故等により短絡状態となり
過電流が回路内に流入すると、サイリスタ16に直列接続
された過電流検知用素子である抵抗R12が過電流を検知
する。したがって抵抗R12の両端電圧が上昇し、サイリ
スタ17がトリガされ導通する。この導通によりトランジ
スタTr4から供給されていたFET14のゲートへの電圧が短
絡され、FET14は遮断される。抵抗R10の抵抗値は前述の
ように5MΩとかなり大きいためここを流れる電流は10-1
mA以下となり、何等問題ない。それゆえ過電流の遮断が
瞬時になされ、FET14およびサイリスタ16の保護が達成
される。 ゲートの入力インピーダンスを増大し得るMOS・FET14
を定電圧回路に用いているので、この実施例においては
抵抗R10に抵抗値の大きなものを選択できる。したがっ
て検出信号が出力されていない時の漏れ電流は極めて低
減化されている。 〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、この発明は、定電圧
回路および全波整流回路を介して負荷に直列に接続され
た交流電源に接続される検出対象物の近接あるいは離間
により検出信号を出力する検出回路と、この検出信号に
応じて負荷の制御を行うスイッチング素子と、前記負荷
の駆動時に前記検出回路に電圧を供給する平滑コンデン
サと、この平滑コンデンサと直列に接続された前記平滑
コンデンサへの充電電流を検知する電流検知用素子と、
を有する交流2線式無接点スイッチにおいて、前記定電
圧回路がMOS・FET(Metal Oxide Semiconductor・Field
Effect Transistor)およびこのMOS・FETのソースに接
続されたツェナーダイオードを備え、前記MOS・FETのゲ
ートに接続されるとともに、前記電流検知用素子の出力
により前記MOS・FETのゲート電圧を制御することで前記
充電電流を制御する為の前記電流検知用素子と並列に接
続されるフィードバック回路が、前記検出信号が出力さ
れていない時の前記平滑コンデンサへの充電電流を一定
に保持するようにしたので小電流で駆動される負荷を接
続しても誤動作を生じることがない。また電流検知用素
子の抵抗値を小さくできるので、定電圧回路の出力電圧
を低減でき低電圧の交流電源を使用しても誤動作が生じ
ない。また、フィードバック回路と電流検知用素子によ
り電源投入時の突入電流が一定の電流値に制限されるの
で、同様に小電流で駆動される負荷を接続しても電源投
入時に誤動作を生じない。さらにMOS・FETを定電圧回路
に用いているので、導通時のインピーダンスが小さく残
留電圧を小さくできるとともに量産化に適したものとす
ることが出来る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC two-wire contactless switch that is connected between a load and an AC power supply and shares a detection signal line and an AC power supply line. The present invention relates to an AC two-wire non-contact switch in which a malfunction is less likely to occur and a leakage current and a residual voltage are small. [Prior Art] An AC two-wire contactless switch is a device in which an internal drive power supply of a contactless switch such as a photoelectric switch or a proximity switch is connected to a detection signal output terminal without using an independent AC power supply line.
The signal is supplied from the signal output line. Therefore, the switching control of the power supply to the load can be performed simply by connecting the detection signal output terminal to the terminal between the AC power supply and the load. It is possible to use switches. However, since the AC two-wire contactless switch needs to supply drive power to the contactless switch even when the detection signal is not output, it is theoretically necessary to prevent leakage current generated at the detection signal output terminal at this time. Impossible. Also,
Since it is necessary to supply the driving power similarly when the detection signal is output, it is similarly impossible to prevent a slight voltage from remaining at both ends of the detection signal output terminal. However, since the smaller the leakage current and the residual voltage, the better the operation characteristics, it has been desired to reduce these. As the first technology to solve this problem, the actual technology
The one disclosed in 59037 has been proposed.
This technology uses a MOS N-channel
By using the enhancement type FET1 in the constant voltage circuit of the AC two-wire contactless switch, reduction of leakage current and residual voltage is intended. That is, since the MOS • FET 1 can increase the input impedance of the gate and thereby increase the resistance value of the resistor R 1 , the leakage current of a value at which no detection signal is output can be reduced. MOS ・ FET1
Has a very small impedance of 1.4 to 3 .OMEGA., So that the residual voltage when the detection signal is output can be reduced. As a second technique for solving the above-described problem, the following technique has been proposed. As shown in FIG.
A diode bridge circuit 8 is connected between the terminals 6 and an AC power supply 7 is connected to the outside via the load 3. Between the positive and negative sides of the diode bridge circuit 8, the enhancement specific MOS / FET which is a main component of the constant voltage circuit is provided.
9, the oscillation circuit 11, the Zener diode ZD 2 connected to FET9 source of the detection circuit 10 for outputting a detection signal by the proximity or away from the detection object, the oscillation by the proximity of the detection target performs, in parallel to the Zener diode ZD 2 Thyristor 12 connected, thyristor 13 connected to the gate of FET 9, smoothing capacitor that supplies voltage to detection circuit 10 when driving a load
C 1, open circuit transistor Tr 1 is, the transistor Tr 3 is a switching element, transistor Tr 2 which conducts only during the conduction of the transistor Tr 3, the smoothing capacitor C 1
Is the diode D 1 and the resistor R 8, the source and detector diode connected D 2 between 10 FET9, overcurrent detection element connected to the emitter of the transistor Tr 1 is transmitted to the gate of FET9 a direct current of Resistance R 4 , and resistances R 3 , R 5 , R 6 , R
7 is connected. The operation of this circuit having such a configuration will be described below. First, when the detection target is separated, the oscillation circuit 11 does not oscillate, and the detection circuit 10 does not output a detection signal. Therefore, the output signal of the detection circuit 10 becomes HIGH, the transistor Tr 3 is a switching element turned supplied base current. In response to this transistor Tr 2 is also turned on.
Therefore, the source potential of the MOSFET 9 rises, and the gate potential rises accordingly. Zener voltage of this Zener diode ZD 2, transistor Tr base-emitter voltage of 2, and when the sum of the respective voltage value of the collector-emitter voltage of the transistor Tr 3 is the gate potential of FET9 to about to exceed the gate voltage Begins to decrease and stabilizes at a constant value determined in relation to the source potential. Therefore FET9
Supplies a constant voltage to the detection circuit 10. Next, when the oscillation circuit 11 starts oscillating due to the detection target approaching, the detection circuit 10 outputs a detection signal. Therefore,
Since the output signal of the detection circuit 10 becomes LOW, the transistor T
r 3 is cut off, the transistor Tr 2 Accordingly also cut off. Then the source potential of the MOS-FET9 rises, the Zener diode ZD 2 zener voltage, the sum FET9 source of each of the voltage value of the trigger voltage, and the base-emitter voltage of the transistor Tr 1 is a close circuit of the thyristor 12 When the potential is exceeded, thyristor 12 is triggered and conducts. Transistor Tr 1 conducts because the base current is supplied,
The load 3 is driven. [Problems to be Solved by the Invention] However, each of these two prior arts has the following problems. First the first technique (FIG. 2 reference) of the above problem, a voltage drop occurs by the resistance R 9 for inrush current limiting at power, constant voltage composed of MOS · FET1 and a Zener diode ZD 1 It is necessary to increase the output voltage of the circuit by the drop. The constant voltage circuit has a characteristic that when the supplied power supply voltage falls below a certain voltage, the output voltage starts to decrease rapidly. Therefore, connecting a power supply voltage as large as possible is a necessary condition for an accurate detection operation. However, in practice, a low-voltage AC power supply often has to be used, and in this case, a problem occurs. For example, assuming that a commonly used 5 mA / 200 V mini chair relay is used for the load 3 and the supply voltage to the detection circuit 10 is about 7 V, the load 3 is driven unless the inrush current is 5 mA or less. Therefore, the resistance value of the resistor R 9 must be about 1.4KΩ more. Since the current consumption of the general detecting circuit 10 is about 1 mA, the voltage drop of the resistor R 9 is about 1.4V. In this case, if a low voltage AC power supply such as 24V is used, 1.4V
Is not negligible. Further, the first technique has the following problems. Which in each AC 2-wire proximity switch because there are variations in threshold voltage of the MOS · FET1, not must respectively so selected Zener voltage of the Zener diode ZD 1 corresponding to the threshold voltage value, mass The problem is that it is not suitable for realization. The second technique (see FIG. 3) is being eliminated a problem that difficulty in this mass production of the first technique, the inrush current at power-on is rapid charging flows into the smoothing capacitor C 1 However, there is a problem that no countermeasures are taken against driving the load 3. Therefore, similarly to the problem with the first technique, a malfunction occurs when a small current drive type is used for the load 3. The present invention has been made in view of the above problems,
AC2 that reduces leakage current and residual voltage, allows mass production, and is less likely to malfunction at power-on
It is intended to provide a wire type non-contact switch. [Means for Solving the Problems] Specific means for solving the above problems and achieving this object are an AC power supply connected in series to a load via a constant voltage circuit and a full-wave rectifier circuit. A detection circuit that outputs a detection signal according to proximity or separation of a detection object to be connected, a switching element that controls a load according to the detection signal, and a smoothing capacitor that supplies a voltage to the detection circuit when the load is driven And a current detecting element for detecting a charging current to the smoothing capacitor connected in series with the smoothing capacitor, wherein the constant voltage circuit is a MOS-FET (Metal Oxide Sequential).
miconductor ・ Field Effect Transistor) and this MO
A Zener diode connected to the source of the S-FET, connected to the gate of the MOS-FET, and controlling the gate voltage of the MOS-FET by the output of the current sensing element to reduce the charging current. A feedback circuit connected in parallel with the current detecting element for controlling,
The charging current to the smoothing capacitor when the detection signal is not output is kept constant. [Operation] Since the present invention employs the above-described means, the following operation is provided. First, when the power is turned on, an inrush current is generated and tries to flow into the smoothing capacitor via the constant voltage circuit.However, the inrush current is limited to a constant current value by the current detecting element and the feedback circuit, and the No quick charge is made. Next, when the detection circuit outputs a detection signal, the anode voltage of the Zener diode rises, so that the switching element is triggered and conducts, so that the load is driven. Since the feedback circuit holds the gate voltage of the MOS-FET at or above the threshold voltage, a constant current is supplied to the switching element via the FET, and the load is driven normally.
In this case, a voltage is supplied to the detection circuit from the smoothing capacitor, and the normal detection operation function is maintained. [Embodiment] The present invention will be described in detail below with reference to one embodiment. The same parts as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified. As shown in FIG. 1, the output terminals 5 and 6, the diode bridge circuit 8, the components of the smoothing capacitor C 1 is the same as the conventional example. The positive side of the diode bridge circuit 8, a constant voltage circuit comprising a Zener diode ZD 4 which is connected to the MOS · FET 14 and the source of the enhancement characteristics are connected. With the resistance R 10 of the large resistance value is connected to the gate of the FET 14, the transistor Tr 6 and Tr 7 are connected in series. The output signal of the detection circuit 15 is adapted to be transmitted to the base of the transistor Tr 7. The FET14 source via a diode D 4, resistor R 11 and a smoothing capacitor C 1 is connected in series a current sensing element. The transistor Tr 4 is a feedback circuit in parallel is connected to the resistor R 11, the collector of the transistor Tr 4 is connected to the gate of the FET 14. Further, the transistor Tr 5 the resistor R 11 is shunt circuit
Are also connected in parallel, the base of the transistor Tr 5 is connected to the detecting circuit 15 through the LED 1 and the resistor R 14 is an operation indicator. The Zener diode ZD 4 of the constant voltage circuit, a diode D 5 and the resistor R 13 are connected in series. In parallel with these, the resistance R 12 is connected thyristors 16 and overcurrent detection element is a switching element. The collector of the transistor Tr 4 is connected to the thyristor 17 is a current switching element. Thyristor 17 through a resistor R 15, is connected to a connection point of the thyristor 16 and the resistor R 12. The resistance value of the resistor R 11 is 200
Omega, resistance of the resistor R 10 is 5 M [Omega. The operation of this circuit having such a configuration will be described below. First, when the power is turned on, the inrush current
Via the 14 tries to flow into the smoothing capacitor C 1. However, since the resistance value of the resistor R 11 as described above is a 200 [Omega,
0.6V voltage drop occurs across the resistor R 11 3mA current flows. By this voltage drop is the transistor Tr 4 is biased a feedback circuit conductive, functions to hold the charging current to the smoothing capacitor C 1 of FET14 constant. Smoothing capacitor C 1 will be charged by receiving supply of the charging current. At this time the detection circuit 15 does not output the detection signal, the output signal of the detection circuit 15, the transistor Tr 7 becomes HIGH is biased conductive. Also the transistor Tr 6 conducts this conduction, FET 14 is supplied to the detecting circuit 15 and a smoothing capacitor C 1 of the constant voltage. Next, an operation in the case where the detection circuit 15 outputs a detection signal according to proximity or separation of the detection target will be described.
When the detection signal is output, the output signal of the detection circuit 15 becomes LOW.
Flip to Therefore, transistor Tr 7 is shut off,
Transistor Tr 6 is also blocked. The anode voltage of the Zener diode ZD 4 is raised by the blocking thyristor 1
6 is triggered to conduct. Therefore, the current supplied through the diode bridge circuit 8 flows through the FET 14 and the thyristor 16, so that the load (see the drawing) is driven to notify that the load has been detected. The gate of this case FET 14, the voltage of the smoothing capacitor C 1 is the transistor Tr 4
Via the base collector. Therefore FE
The gate voltage of T14 is maintained at or above the threshold voltage, and supplies a current during detection signal output to the thyristor 26 to maintain normal operation. On the other hand, the transistor Tr 5 by the output of the detection signal of the detection circuit 15 is biased to conduct. Due to this conduction, the LED 1 emits light to clearly indicate to the outside that the detection signal is being output. Since the charging current by the conduction of the transistor Tr 5 flows rapidly to the smoothing capacitor C 1, the capacitor C 1 is completed to charge in a very short time. Therefore, without insufficient supply voltage to the detection circuit 15 during discharge of the capacitor C 1 at the time of detection signal output, the normal detection operation function is maintained. During discharge therewith, the discharge current is supplied to the LED 1 through the collector-base of the transistor Tr 5. Therefore, during the output of the detection signal, the LED 1 emits light to clearly indicate that the detection is being performed. In this case, a substantially constant current is supplied to the LED 1 and the LED 1 always emits light with a constant brightness.
No problem brightness of D 1 varies. Next, the overcurrent protection function will be described. If an overcurrent becomes short-circuited by erroneous connection or accidents load during the detection signal output from flowing into the circuit, the resistor R 12 is an overcurrent detection element connected in series to the thyristor 16 detects an overcurrent. Thus the voltage across the resistor R 12 is increased, the thyristor 17 is triggered to conduct. Voltage to the gate of FET 14 which has been supplied from the transistor Tr 4 This conduction is short, FET 14 is blocked. Current resistance value of the resistor R 10 is flowing here for quite large and 5MΩ as described above 10 -1
mA or less, no problem. Therefore, the overcurrent is cut off instantaneously, and the protection of the FET 14 and the thyristor 16 is achieved. MOS ・ FET14 which can increase the input impedance of the gate
Because the uses the constant voltage circuit, can be selected large resistance value to the resistor R 10 in this embodiment. Therefore, the leakage current when the detection signal is not output is extremely reduced. [Effects of the Invention] As is apparent from the above description, the present invention provides a method for controlling the proximity or separation of a detection target connected to an AC power supply connected in series to a load via a constant voltage circuit and a full-wave rectifier circuit. A detection circuit that outputs a detection signal, a switching element that controls a load in accordance with the detection signal, a smoothing capacitor that supplies a voltage to the detection circuit when the load is driven, and a series connection with the smoothing capacitor. A current detecting element for detecting a charging current to the smoothing capacitor,
In an AC two-wire contactless switch having a switch, the constant voltage circuit is a MOS / FET (Metal Oxide Semiconductor / Field).
Effect Transistor) and a Zener diode connected to the source of the MOSFET, connected to the gate of the MOSFET, and controlling the gate voltage of the MOSFET by the output of the current sensing element. Since the feedback circuit connected in parallel with the current detecting element for controlling the charging current keeps the charging current to the smoothing capacitor constant when the detection signal is not output. Even if a load driven by a small current is connected, no malfunction occurs. Further, since the resistance value of the current detecting element can be reduced, the output voltage of the constant voltage circuit can be reduced, and no malfunction occurs even when a low-voltage AC power supply is used. Further, since the inrush current at the time of turning on the power is limited to a constant current value by the feedback circuit and the current detecting element, no malfunction occurs at the time of turning on the power even when a load driven by a small current is connected. Furthermore, since the MOSFET is used in the constant voltage circuit, the impedance at the time of conduction is small, the residual voltage can be reduced, and the device can be suitable for mass production.

【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明にかかる交流2線式無接点スイッチの
1実施例の回路図、 第2図および第3図は従来例の回路図である。 14……MOS・FET、15……検出回路、16……サイリスタ
(スイッチング素子)、17……サイリスタ(電流開閉素
子)、C1……平滑コンデンサ、R11……抵抗(電流検知
用素子)、ZD4……ツェナーダイオード、Tr4……トラン
ジスタ(フィードバック回路)、Tr5……トランジスタ
(分流回路)、LED1……発光素子(動作表示灯)。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram of one embodiment of an AC two-wire contactless switch according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are circuit diagrams of a conventional example. 14… MOS / FET, 15… Detector circuit, 16… Thyristor (switching element), 17… Thyristor (current switching element), C 1 …… Smoothing capacitor, R 11 …… Resistance (current detecting element) , ZD 4 … Zener diode, Tr 4 … Transistor (feedback circuit), Tr 5 … Transistor (shunt circuit), LED 1 … Light-emitting element (operation indicator light).

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.定電圧回路および全波整流回路を介して負荷に直列
に接続された交流電源に接続され、検出対象物の近接あ
るいは離間により検出信号を出力する検出回路と、 この検出信号に応じて負荷の制御を行うスイッチング素
子と、 前記負荷の駆動時に前記検出回路に電圧を供給する平滑
コンデンサと、 この平滑コンデンサと直列に接続された前記平滑コンデ
ンサへの充電電流を検知する電流検知用素子とを有する
交流2線式無接点スイッチにおいて、 前記定電圧回路は、ドレインとゲート間に抵抗が接続さ
れたMOS・FET(Metal Oxide Semiconductor・Field Eff
ect Transistor)と、このMOS・FETのソースに一端が接
続され他端が第1のスイッチ手段の制御端子に接続され
たツェナーダイオードと、 前記MOS・FETのゲートと前記検出信号が制御端子に入力
される第2のスイッチ手段に接続された前記第1のスイ
ッチ手段とを備え、 前記スイッチング素子の制御端子は前記ツェナーダイオ
ードの前記他端に接続され、 前記電流検知素子と並列に接続され、その電流検知用素
子からの出力を前記MOS・FETのゲートに出力して、前記
MOS・FETのゲート電圧を制御するフィードバック回路を
有する、 ことを特徴とする交流2線式無接点スイッチ 2.前記電流検知用素子と並列に接続された分流回路を
さらに備え、 前記分流回路を介して検出信号が出力される際には前記
平滑コンデンサの充電時に動作表示灯である発光素子に
駆動電流を供給し、前記平滑コンデンサの放電時に前記
平滑コンデンサの放電電流を前記発光素子に駆動電流と
して供給する、 特許請求の範囲第1項記載の交流2線式無接点スイッチ 3.前記MOS・FETがエンハンスメント特性を有する特許
請求の範囲第1項ないし第2項のいずれかに記載の交流
2線式無接点スイッチ
(57) [Claims] A detection circuit that is connected to an AC power supply connected in series to the load via a constant voltage circuit and a full-wave rectifier circuit and outputs a detection signal when the object to be detected approaches or separates from the object, and controls the load according to the detection signal A switching element that supplies a voltage to the detection circuit when the load is driven; and a current detection element that detects a charging current to the smoothing capacitor connected in series with the smoothing capacitor. In the two-wire contactless switch, the constant voltage circuit includes a metal oxide semiconductor (MOS) FET having a resistor connected between a drain and a gate.
ect Transistor), a Zener diode having one end connected to the source of the MOS-FET and the other end connected to the control terminal of the first switch means, and the gate of the MOS-FET and the detection signal are input to the control terminal. The first switch means connected to the second switch means, the control terminal of the switching element is connected to the other end of the Zener diode, and connected in parallel with the current sensing element. The output from the current sensing element is output to the gate of the MOSFET
1. An AC two-wire contactless switch having a feedback circuit for controlling the gate voltage of the MOS-FET. A shunt circuit connected in parallel with the current detecting element, wherein when a detection signal is output via the shunt circuit, a drive current is supplied to a light emitting element serving as an operation indicator lamp when the smoothing capacitor is charged. 2. The AC two-wire contactless switch according to claim 1, wherein a discharge current of the smoothing capacitor is supplied to the light emitting element as a drive current when the smoothing capacitor is discharged. 3. An AC two-wire contactless switch according to claim 1, wherein said MOS-FET has enhancement characteristics.
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