JP2804333B2 - センサの電源逆接続破壊防止回路 - Google Patents
センサの電源逆接続破壊防止回路Info
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- JP2804333B2 JP2804333B2 JP2013102A JP1310290A JP2804333B2 JP 2804333 B2 JP2804333 B2 JP 2804333B2 JP 2013102 A JP2013102 A JP 2013102A JP 1310290 A JP1310290 A JP 1310290A JP 2804333 B2 JP2804333 B2 JP 2804333B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光電センサ、近接センサ、超音波センサ等の
センサの内蔵電源回路の入力側に設けられる電源逆接続
破壊防止回路に関する。
センサの内蔵電源回路の入力側に設けられる電源逆接続
破壊防止回路に関する。
人や物体の検出を行う光電センサ、近接センサ、超音
波センサは、通常その制御対象機器である自動ドアの駆
動部等から離れた地点に取付けられるため、別電源が供
給される。そして取付環境に応じた様々な電源を使用す
ることを可能にし、長い電源供給線における電圧降下を
許容するため、例えば3.8〜30Vといった広い電圧範囲で
電源供給できるようにしている。
波センサは、通常その制御対象機器である自動ドアの駆
動部等から離れた地点に取付けられるため、別電源が供
給される。そして取付環境に応じた様々な電源を使用す
ることを可能にし、長い電源供給線における電圧降下を
許容するため、例えば3.8〜30Vといった広い電圧範囲で
電源供給できるようにしている。
従来のセンサの回路構成を、電源部を主として示す
と、例えば第３図に示すようになる。
と、例えば第３図に示すようになる。
第３図において、（１）は直流電源入力端子で、例え
ば3.8V〜30Vの直流電圧が供給される。（２）は直流電
源入力端子（１）の次段に接続されたサージ吸収回路
で、抵抗ＲとコンデンサＣとから構成される。（３）は
サージ吸収回路（２）の次段に順方向接続されたスイッ
チングダイオードで、電源の逆接続から内部回路を保護
する。（４）はスイッチングダイオード（３）の次段に
接続された電源回路で、定電圧を発生する。（５）はセ
ンサ回路で、光電センサの場合は投光素子、受光素子、
及びその駆動回路等からなる。（６）はLEDからなる動
作表示灯で、センサ回路（５）に供給されている電圧を
抵抗（７）を通して受ける。
ば3.8V〜30Vの直流電圧が供給される。（２）は直流電
源入力端子（１）の次段に接続されたサージ吸収回路
で、抵抗ＲとコンデンサＣとから構成される。（３）は
サージ吸収回路（２）の次段に順方向接続されたスイッ
チングダイオードで、電源の逆接続から内部回路を保護
する。（４）はスイッチングダイオード（３）の次段に
接続された電源回路で、定電圧を発生する。（５）はセ
ンサ回路で、光電センサの場合は投光素子、受光素子、
及びその駆動回路等からなる。（６）はLEDからなる動
作表示灯で、センサ回路（５）に供給されている電圧を
抵抗（７）を通して受ける。
上記センサ（８）の電源供給の概略は、直流電源入力
端子（１）に供給された外部電源のサージ成分をサージ
吸収回路（２）で除去し、電源回路（４）で定電圧化し
てセンサ回路（５）に供給するもので、電源回路（５）
の定電圧化動作によって、直流電源入力端子（１）への
供給電源を、例えば3.8V〜30Vと広範囲なものとする。
またスイッチングダイオード（３）は、直流電源入力端
子（１）への極性を誤った外部電源の接続があったと
き、通電を阻止してセンサ回路（５）を保護する。
端子（１）に供給された外部電源のサージ成分をサージ
吸収回路（２）で除去し、電源回路（４）で定電圧化し
てセンサ回路（５）に供給するもので、電源回路（５）
の定電圧化動作によって、直流電源入力端子（１）への
供給電源を、例えば3.8V〜30Vと広範囲なものとする。
またスイッチングダイオード（３）は、直流電源入力端
子（１）への極性を誤った外部電源の接続があったと
き、通電を阻止してセンサ回路（５）を保護する。
上記センサ（８）は、外部から供給される電圧を広範
囲に許容しているが、その範囲の低い側の電圧レベルに
ついて考察して見る。
囲に許容しているが、その範囲の低い側の電圧レベルに
ついて考察して見る。
第３図に示す従来のセンサ（８）において、直流電源
入力端子（１）に直流3Vが供給された場合を考える。セ
ンサ回路（５）が約20mAを消費するとして、サージ吸収
回路（２）の抵抗Ｒ（4.7Ω）で約0.1Vの電圧降下、ス
イッチングダイオード（３）の順方向電圧降下で約0.9
V、電源回路（４）で約0.2Vの電圧降下が生じる。ここ
でスイッチングダイオード（３）の電圧降下は、一般的
な値であり、電源回路（４）の電圧降下は、接続された
外部電源の電圧によって大きく変動するが、0.2Vは最小
レベルの場合である。
入力端子（１）に直流3Vが供給された場合を考える。セ
ンサ回路（５）が約20mAを消費するとして、サージ吸収
回路（２）の抵抗Ｒ（4.7Ω）で約0.1Vの電圧降下、ス
イッチングダイオード（３）の順方向電圧降下で約0.9
V、電源回路（４）で約0.2Vの電圧降下が生じる。ここ
でスイッチングダイオード（３）の電圧降下は、一般的
な値であり、電源回路（４）の電圧降下は、接続された
外部電源の電圧によって大きく変動するが、0.2Vは最小
レベルの場合である。
このように従来の電源入力回路では、3Vという低い電
圧が供給されると直流電源入力端子（１）からセンサ回
路（５）までの間に0.1＋0.9＋0.2＝1.2Vもの電圧降下
があって、センサ回路（５）には約1.8Vの電圧しか供給
されない。この結果、センサ回路（５）は動作せず、そ
の動作表示灯（６）を点灯させることもできない。
圧が供給されると直流電源入力端子（１）からセンサ回
路（５）までの間に0.1＋0.9＋0.2＝1.2Vもの電圧降下
があって、センサ回路（５）には約1.8Vの電圧しか供給
されない。この結果、センサ回路（５）は動作せず、そ
の動作表示灯（６）を点灯させることもできない。
上記従来のセンサ（８）において、使用可能な外部供
給電圧の最低レベルを決定する主要因は、上記例示のよ
うにスイッチングダイオード（３）における電圧降下で
ある。このように従来はスイッチングダイオード（３）
を使用していたために、使用できる外部電源の最小電圧
が、大きく制約され、使用条件を狭めるという問題があ
った。
給電圧の最低レベルを決定する主要因は、上記例示のよ
うにスイッチングダイオード（３）における電圧降下で
ある。このように従来はスイッチングダイオード（３）
を使用していたために、使用できる外部電源の最小電圧
が、大きく制約され、使用条件を狭めるという問題があ
った。
そこで、本発明は逆接続破壊防止用の回路として、順
方向電圧降下が従来のスイッチングダイオードより、か
なり小さいものの提供を目的とする。
方向電圧降下が従来のスイッチングダイオードより、か
なり小さいものの提供を目的とする。
本発明は、制御対象機器から離隔配置され、制御対象
機器に検出信号を出力するセンサの内蔵電源回路と、そ
の直流電源入力端子の間に挿入接続される電源逆接続破
壊防止回路であって、 抵抗ＲとコンデンサＣから構成され、直流電源入力端
子に接続されたサージ吸収回路と、 このサージ吸収回路の次段に設けられ、内蔵電源回路
側にソース電極を接続し、ゲート電極を抵抗を介して接
地し、サージ吸収回路の能動端子側にドレイン電極を接
続したＰ（外部電源が負電源の場合はＮ）チャンネルFE
Tと、このFETのソース〜ゲート電極間に逆バイアス接続
されたツェナーダイオードとから構成されたことを特徴
とするセンサの逆接続破壊防止回路を開示する。
機器に検出信号を出力するセンサの内蔵電源回路と、そ
の直流電源入力端子の間に挿入接続される電源逆接続破
壊防止回路であって、 抵抗ＲとコンデンサＣから構成され、直流電源入力端
子に接続されたサージ吸収回路と、 このサージ吸収回路の次段に設けられ、内蔵電源回路
側にソース電極を接続し、ゲート電極を抵抗を介して接
地し、サージ吸収回路の能動端子側にドレイン電極を接
続したＰ（外部電源が負電源の場合はＮ）チャンネルFE
Tと、このFETのソース〜ゲート電極間に逆バイアス接続
されたツェナーダイオードとから構成されたことを特徴
とするセンサの逆接続破壊防止回路を開示する。
上記逆接続破壊防止回路（24）のＰ（Ｎ）チャンネル
FET（25）は、第１図に示すように、そのゲート電流が
抵抗（27）を介して接地されているので、直流電源入力
端子（22）から正しい接続で電源が供給されると、ベー
ス〜ゲート電極間にバイアス電圧が加わり、ドレイン〜
ソース電極間が導通する。
FET（25）は、第１図に示すように、そのゲート電流が
抵抗（27）を介して接地されているので、直流電源入力
端子（22）から正しい接続で電源が供給されると、ベー
ス〜ゲート電極間にバイアス電圧が加わり、ドレイン〜
ソース電極間が導通する。
この導通時のドレイン〜ソース電極間の電圧降下は約
0.1V程度と小さく、外部から接続される電源の使用可能
な最低電圧を、スイッチングダイオードを用いた場合に
比べ約0.9−0.1＝0.8Vだけ低下できる。このFET（25）
のソース〜ゲート電極間に接続されたツェナーダイオー
ド（26）はソース〜ゲート電極間に定格を越えるバイア
ス電圧が加わるのを防止し、FETを保護する。一方直流
電源入力端子（22）に極性が逆向きに電源が供給される
とソース〜ゲート間の逆バイアス電圧がPET（25）を非
導通状態にし、電源回路（28）への電流の流入は遮断さ
れる。
0.1V程度と小さく、外部から接続される電源の使用可能
な最低電圧を、スイッチングダイオードを用いた場合に
比べ約0.9−0.1＝0.8Vだけ低下できる。このFET（25）
のソース〜ゲート電極間に接続されたツェナーダイオー
ド（26）はソース〜ゲート電極間に定格を越えるバイア
ス電圧が加わるのを防止し、FETを保護する。一方直流
電源入力端子（22）に極性が逆向きに電源が供給される
とソース〜ゲート間の逆バイアス電圧がPET（25）を非
導通状態にし、電源回路（28）への電流の流入は遮断さ
れる。
次に本発明の回路の動作を一層明瞭にするため、本発
明の逆接続破壊防止回路（21）に一見して似ているが、
動作が全く異なる定電圧回路を、参考のため、第４図に
示し、説明する。この定電圧回路（９）は本発明の逆接
続破壊防止回路（21）とは異なり、正電源に対してはＮ
チャンネル形FET（10）を使用し、そのゲート電極とア
ースライン間にツェナーダイオード（11）を接続し、ド
レイン〜ゲート電極間に抵抗（12）を接続している。
明の逆接続破壊防止回路（21）に一見して似ているが、
動作が全く異なる定電圧回路を、参考のため、第４図に
示し、説明する。この定電圧回路（９）は本発明の逆接
続破壊防止回路（21）とは異なり、正電源に対してはＮ
チャンネル形FET（10）を使用し、そのゲート電極とア
ースライン間にツェナーダイオード（11）を接続し、ド
レイン〜ゲート電極間に抵抗（12）を接続している。
この回路（９）は、ソース電極の出力電圧を、ツェナ
ーダイオード（11）のツェナー電圧によって決定される
ゲート電極の電圧と同レベルに保つようにドレイン〜ソ
ース電極間で電圧降下させるもので、本発明とはPETの
極性が逆であり、抵抗（12）とツェナーダイオード（1
1）の使われ方も全く異なる。
ーダイオード（11）のツェナー電圧によって決定される
ゲート電極の電圧と同レベルに保つようにドレイン〜ソ
ース電極間で電圧降下させるもので、本発明とはPETの
極性が逆であり、抵抗（12）とツェナーダイオード（1
1）の使われ方も全く異なる。
本発明の一実施例を第１図に示し以下説明する。
第１図は本発明の逆接続破壊防止回路（24）を組み込
んだセンサ（21）の回路構成を示し、（22）は直流電源
入力端子、（23）は抵抗ＲとコンデンサＣとからなるサ
ージ吸収回路である。（24）は逆接続破壊防止回路であ
って、Ｐチャンネル形PET（25）とツェナーダイオード
（26）と、抵抗（27）とから構成される。（28）は定電
圧に安定化した電圧を出力する電源回路、（29）はセン
サ回路で、光電センサの場合は投光素子、受光素子及び
それらの制御回路を含む。（30）はセンサの動作表示灯
で、LEDが使用され、センサ回路（29）に供給された電
圧を抵抗（31）を介して受ける。
んだセンサ（21）の回路構成を示し、（22）は直流電源
入力端子、（23）は抵抗ＲとコンデンサＣとからなるサ
ージ吸収回路である。（24）は逆接続破壊防止回路であ
って、Ｐチャンネル形PET（25）とツェナーダイオード
（26）と、抵抗（27）とから構成される。（28）は定電
圧に安定化した電圧を出力する電源回路、（29）はセン
サ回路で、光電センサの場合は投光素子、受光素子及び
それらの制御回路を含む。（30）はセンサの動作表示灯
で、LEDが使用され、センサ回路（29）に供給された電
圧を抵抗（31）を介して受ける。
上記センサ（21）の電源供給は、第３図に示した従来
のセンサ（８）と同様に直流電源入力端子（22）に接続
された外部電源のサージ成分をサージ吸収回路（23）で
除去し、電源回路（28）で定電圧に安定化してセンサ回
路（29）に供給するものである。ただし逆接続破壊防止
回路（24）は、従来のスイッチングダイオード（３）と
は異なり、Ｐチャンネル形FET（25）を用いて構成され
ている。
のセンサ（８）と同様に直流電源入力端子（22）に接続
された外部電源のサージ成分をサージ吸収回路（23）で
除去し、電源回路（28）で定電圧に安定化してセンサ回
路（29）に供給するものである。ただし逆接続破壊防止
回路（24）は、従来のスイッチングダイオード（３）と
は異なり、Ｐチャンネル形FET（25）を用いて構成され
ている。
この逆接続破壊防止回路（24）の動作は次のようにな
る。
る。
直流電源入力端子（22）に、極性を誤って外部から電
源が接続されると（接地端子に＋、能動端子に−）、抵
抗（27）の作用によりＰチャンネル形FET（25）のゲー
ト電極の電位がソース電極より高くなるので、FET（2
5）は導通せず、電源回路等のセンサ内部回路は、逆極
性電流の流入による破壊から保護される。
源が接続されると（接地端子に＋、能動端子に−）、抵
抗（27）の作用によりＰチャンネル形FET（25）のゲー
ト電極の電位がソース電極より高くなるので、FET（2
5）は導通せず、電源回路等のセンサ内部回路は、逆極
性電流の流入による破壊から保護される。
一方、直流電源入力端子（22）に正しい極性で外部電
源を接続すると、Ｐチャンネル形FET（25）のソース電
極の電位がゲート電極の電位より高くなり、ドレイン〜
ソース電極間は導通する。このときツェナーダイオード
（26）は、ソース〜ゲート電極間の電圧が最大定格を越
えないようにする。例えば、この最大定格が6Vのときツ
ェナー電圧を5.6Vに選べば、Ｐチャンネル形FET（25）
は、略完全な導通状態になり、ドレイン〜ソース電極間
の電圧降下は約0.1Vと小さい。
源を接続すると、Ｐチャンネル形FET（25）のソース電
極の電位がゲート電極の電位より高くなり、ドレイン〜
ソース電極間は導通する。このときツェナーダイオード
（26）は、ソース〜ゲート電極間の電圧が最大定格を越
えないようにする。例えば、この最大定格が6Vのときツ
ェナー電圧を5.6Vに選べば、Ｐチャンネル形FET（25）
は、略完全な導通状態になり、ドレイン〜ソース電極間
の電圧降下は約0.1Vと小さい。
この結果、本発明のセンサ（21）の電源入力段の電圧
降下は、従来のスイッチングダイオードを用いた場合と
比べ約0.9−0.1＝0.8Vと小さくなりる。そのためサージ
電圧吸収回路（23）と電源回路（28）が、第１図に示す
従来のセンサ（８）と同一のものであるとすれば、セン
サ（21）を動作させることが可能な外部電源の電圧を、
従来より0.8V程度低くすることができる。例えば外部電
源の電圧が3Vであったとしてもセンサ回路（29）には３
−0.1−0.2＝2.6Vが供給できるのでセンサ（21）の動作
も可能であるし、動作表示灯（30）も点灯できる。
降下は、従来のスイッチングダイオードを用いた場合と
比べ約0.9−0.1＝0.8Vと小さくなりる。そのためサージ
電圧吸収回路（23）と電源回路（28）が、第１図に示す
従来のセンサ（８）と同一のものであるとすれば、セン
サ（21）を動作させることが可能な外部電源の電圧を、
従来より0.8V程度低くすることができる。例えば外部電
源の電圧が3Vであったとしてもセンサ回路（29）には３
−0.1−0.2＝2.6Vが供給できるのでセンサ（21）の動作
も可能であるし、動作表示灯（30）も点灯できる。
なお、上記第１図に示すセンサ（21）の実施例は、直
流電源入力端子（22）に正電源を加える場合を示した
が、負電源を加える場合は、第２図に示すようにＮチャ
ンネル型FET（25a）を用い、ツェナーダイオード（26）
の極性を反転して組み込めばよい。
流電源入力端子（22）に正電源を加える場合を示した
が、負電源を加える場合は、第２図に示すようにＮチャ
ンネル型FET（25a）を用い、ツェナーダイオード（26）
の極性を反転して組み込めばよい。
本発明によれば、Ｐ（Ｎ）チャンネル形FETを用いる
ことによりセンサの電源回路の前段に組み込む外部電源
の逆接続破壊防止回路として、電圧降下が従来の約1/9
程度のものを提供できる。この場合、センサを動作させ
ることができる外部供給電源の電圧範囲の下限を、例え
ば、従来の3.8Vから3Vまにまで拡大することができ、こ
の種センサの動作条件を緩やかにし、外部電源の電圧降
下に対して動作の信頼性を高めるとともに、その設置工
事を容易にする。
ことによりセンサの電源回路の前段に組み込む外部電源
の逆接続破壊防止回路として、電圧降下が従来の約1/9
程度のものを提供できる。この場合、センサを動作させ
ることができる外部供給電源の電圧範囲の下限を、例え
ば、従来の3.8Vから3Vまにまで拡大することができ、こ
の種センサの動作条件を緩やかにし、外部電源の電圧降
下に対して動作の信頼性を高めるとともに、その設置工
事を容易にする。
第１図は本発明の逆接続破壊防止回路を組み込んだセン
サの回路構成図、第２図は第１図とは極性が異なる電源
に使用する本発明の逆接続破壊防止回路の回路図であ
る。 第３図は従来のセンサの回路構成図、第４図は本発明の
逆接続破壊防止回路に類似した定電圧回路の回路図であ
る。 （21）……センサ、 （22）……直流電源入力端子、 （24）……逆接続破壊防止回路、 （25）……Ｐチャンネル型FET、 （26）……ツェナーダイオード、 （27）……抵抗、（28）……電源回路。
サの回路構成図、第２図は第１図とは極性が異なる電源
に使用する本発明の逆接続破壊防止回路の回路図であ
る。 第３図は従来のセンサの回路構成図、第４図は本発明の
逆接続破壊防止回路に類似した定電圧回路の回路図であ
る。 （21）……センサ、 （22）……直流電源入力端子、 （24）……逆接続破壊防止回路、 （25）……Ｐチャンネル型FET、 （26）……ツェナーダイオード、 （27）……抵抗、（28）……電源回路。
Claims (1)
- 【請求項１】制御対象機器から離隔配置され、制御対象
機器に検出信号を出力するセンサの内蔵電源回路と、そ
の直流電源入力端子の間に挿入接続される電源逆接続破
壊防止回路であって、 抵抗ＲとコンデンサＣから構成され、直流電源入力端子
に接続されたサージ吸収回路と、 このサージ吸収回路の次段に設けられ、内蔵電源回路側
にソース電極を接続し、ゲート電極を抵抗を介して接地
し、サージ吸収回路の能動端子側にドレイン電極を接続
したＰ（外部電源が負電源の場合はＮ）チャンネルFET
と、このFETのソース〜ゲート電極間に逆バイアス接続
されたツェナーダイオードとから構成されたことを特徴
とするセンサの逆接続破壊防止回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013102A JP2804333B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | センサの電源逆接続破壊防止回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013102A JP2804333B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | センサの電源逆接続破壊防止回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218226A JPH03218226A (ja) | 1991-09-25 |
| JP2804333B2 true JP2804333B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=11823789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013102A Expired - Fee Related JP2804333B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | センサの電源逆接続破壊防止回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2804333B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10381827B2 (en) | 2016-06-16 | 2019-08-13 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0998540A (ja) * | 1995-10-02 | 1997-04-08 | Rion Co Ltd | 電源極性適正化回路 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61107027U (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-07 | ||
| JPH0534197Y2 (ja) * | 1987-07-02 | 1993-08-30 |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP2013102A patent/JP2804333B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10381827B2 (en) | 2016-06-16 | 2019-08-13 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03218226A (ja) | 1991-09-25 |
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