JP3275778B2 - 過電流保護回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気負荷や電子回
路などの電流供給対象に電流を供給すると共に、その電
流供給対象に過大な電流が流れてしまうことを防止する
過電流保護回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平７−１７０２９
５号公報に開示されているように、電気負荷や電子回路
などの電流供給対象へ電流を供給するための電流経路
に、電流供給用トランジスタと電流検出用抵抗器とを直
列に設け、電流検出用抵抗器の両端に所定値以上の電位
差が生じると、上記電流供給用トランジスタとは別に設
けた過電流保護用トランジスタがオンして、電流供給用
トランジスタをオフ状態に移行させ、これにより、電流
供給対象に過大な電流が流れてしまうことを防止するよ
う構成された過電流保護回路が知られている。

【０００３】ここで、この過電流保護回路の具体的な回
路構成について、図４を用いて説明する。まず図４
（Ａ）は、電流供給対象１０の上流側に設けられて、そ
の電流供給対象１０に電流を流す、所謂ハイサイド形式
の過電流保護回路を示している。

【０００４】図４（Ａ）に示すように、この過電流保護
回路は、エミッタが第１電圧としての電源電圧（例えば
１２Ｖ）ＶＳに電流検出用抵抗器Ｒ１を介して接続さ
れ、コレクタが第２電圧としての接地電位（ＧＮＤ＝０
Ｖ）に電流供給対象１０を介して接続されたＰＮＰ形の
電流供給用トランジスタＴｒ１と、この電流供給用トラ
ンジスタＴｒ１のベースと接地電位との間に接続され
て、該電流供給用トランジスタＴｒ１をオン状態にさせ
る駆動手段としての抵抗器Ｒ２と、エミッタが上記電源
電圧ＶＳに接続され、コレクタが電流供給用トランジス
タＴｒ１のベースに接続され、ベースが電流供給用トラ
ンジスタＴｒ１のエミッタに接続されたＰＮＰ形の過電
流保護用トランジスタＴｒ２とを備えている。

【０００５】尚、電流供給用トランジスタＴｒ１のベー
ス−エミッタ間に接続された抵抗器Ｒ３は、電流供給用
トランジスタＴｒ１のベース電位を安定させるためのも
のである。このような図４（Ａ）の過電流保護回路にお
いて、電流供給対象１０が正常な場合には、電流供給用
トランジスタＴｒ１のベースから抵抗器Ｒ２を経由して
接地電位にベース電流が流れ、これにより、電流供給用
トランジスタＴｒ１がオン状態となって、電流供給対象
１０に、この電流供給用トランジスタＴｒ１及び電流検
出用抵抗器Ｒ１を介して、電流Ｉが流れることとなる。
そして、この正常時には、過電流保護用トランジスタＴ
ｒ２はオフ状態となっている。

【０００６】ここで、何等かの異常が発生して、電流供
給対象１０のインピーダンスが低下すると、電流検出用
抵抗器Ｒ１に正常時よりも大きな電流Ｉが流れることと
なり、これに伴い、電流検出用抵抗器Ｒ１の両端の電位
差が大きくなる。そして、電流検出用抵抗器Ｒ１の両端
の電位差が、過電流保護用トランジスタＴｒ２がオンす
る電圧（即ち、過電流保護用トランジスタＴｒ２のベー
ス−エミッタ間電圧であり、通常、約０．７Ｖ）以上に
なると、過電流保護用トランジスタＴｒ２がオンして電
流供給用トランジスタＴｒ１のベース電位が上昇し、こ
れに伴い、電流供給用トランジスタＴｒ１がオフ状態に
移行して、電流供給対象１０に流れる電流Ｉが制限され
る。

【０００７】従って、この過電流保護回路によれば、例
えば、図４（Ａ）に例示する如く、電流供給対象１０
が、上記電流供給用トランジスタＴｒ１のコレクタに一
端が接続された抵抗器１２と、その抵抗器１２の他端を
内部信号に応じて接地電位に接続させるスイッチングト
ランジスタ１４とを備えた電子回路であり、上記抵抗器
１２が短絡故障すると上記スイッチングトランジスタ１
４が過電流により損傷してしまう虞のある構成でも、そ
のような電流供給対象１０の過電流による損傷を未然に
防ぐことができる。また、例えば、電流供給対象１０が
電気負荷であり、その電気負荷自身のインピーダンスが
何等かの原因で低下した場合にも、その電気負荷が過電
流により焼損してしまうといった不具合を未然に防ぐこ
とができる。そして更に、この過電流保護回路によれ
ば、電流供給用トランジスタＴｒ１の過電流による損傷
をも防止することができる。

【０００８】次に、図４（Ｂ）は、電流供給対象１０の
下流側に設けられて、その電流供給対象１０に電流を流
す、所謂ロウサイド形式の過電流保護回路を示してお
り、この過電流保護回路は、図４（Ａ）に示したハイサ
イド形式の回路構成に対して、電源電圧ＶＳと接地電位
とを逆にした構成を採っている。尚、図４（Ｂ）におい
て、図４（Ａ）の過電流保護回路と同じ役割の素子につ
いては、同一の符号を付している。

【０００９】即ち、図４（Ｂ）に示すように、ロウサイ
ド形式の過電流保護回路は、エミッタが第１電圧として
の接地電位に電流検出用抵抗器Ｒ１を介して接続され、
コレクタが第２電圧としての電源電圧ＶＳに電流供給対
象１０を介して接続されたＮＰＮ形の電流供給用トラン
ジスタＴｒ１と、この電流供給用トランジスタＴｒ１の
ベースと所定の駆動用電源電圧（例えば５Ｖ）ＶＤとの
間に接続されて、該電流供給用トランジスタＴｒ１をオ
ン状態にさせる駆動手段としての抵抗器Ｒ２と、エミッ
タが接地電位に接続され、コレクタが電流供給用トラン
ジスタＴｒ１のベースに接続され、ベースが電流供給用
トランジスタＴｒ１のエミッタに接続されたＮＰＮ形の
過電流保護用トランジスタＴｒ２とを備えている。

【００１０】そして、図４（Ｂ）に示す過電流保護回路
において、電流供給対象１０が正常な場合には、電源電
圧ＶＤから抵抗器Ｒ２を経由して電流供給用トランジス
タＴｒ１のベースにベース電流が流れ、これにより、電
流供給用トランジスタＴｒ１がオン状態となって、電流
供給対象１０に、この電流供給用トランジスタＴｒ１及
び電流検出用抵抗器Ｒ１を介して、電流Ｉが流れること
となる。そして、この正常時には、過電流保護用トラン
ジスタＴｒ２はオフ状態となっている。

【００１１】一方、電流供給対象１０のインピーダンス
が低下して、電流検出用抵抗器Ｒ１に正常時よりも大き
な電流Ｉが流れ、該電流検出用抵抗器Ｒ１の両端の電位
差が、過電流保護用トランジスタＴｒ２がオンする電圧
（通常、約０．７Ｖ）以上になると、過電流保護用トラ
ンジスタＴｒ２がオンして電流供給用トランジスタＴｒ
１のベース電位が低下し、これに伴い、電流供給用トラ
ンジスタＴｒ１がオフ状態に移行して、電流供給対象１
０に流れる電流Ｉが制限される。

【００１２】従って、このロウサイド形式の過電流保護
回路によっても、電流供給対象１０の過電流による損傷
を未然に防ぐことができ、また、電流供給用トランジス
タＴｒ１自身の過電流による損傷も防止することができ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の過電流保護回路では、電源にノイズが混入して、電
源電圧ＶＳ，ＶＤが接地電位に対して変動すると、電流
供給対象１０に過電流が流れていないにも拘らず、過電
流保護用トランジスタＴｒ２がオンして、電流供給対象
１０への電流供給が瞬断してしまう、という問題がある
ことが分かった。

【００１４】これは、電源電圧にノイズが生じた際に、
電流検出用抵抗器Ｒ１と電流供給用トランジスタＴｒ１
のベース−エミッタ間容量ＣBE１とによって、過電流保
護用トランジスタＴｒ２のエミッタの電圧（以下、エミ
ッタ電圧という）ＶE２ と、同じく過電流保護用トラン
ジスタＴｒ２のベースの電圧（以下、ベース電圧とい
う）ＶB２ との間に、図５の如き位相差が生じるため、
また、ベース電圧ＶB２とエミッタ電圧ＶE２ との間に
過電流保護用トランジスタＴｒ２がオンする電圧以上の
電位差が生じるためである。

【００１５】図４（Ａ）に示したハイサイド形式の場合
について具体的に説明すると、まず、第１電圧としての
電源電圧ＶＳに、ノイズＰP が生じると、過電流保護用
トランジスタＴｒ２のエミッタ電圧ＶE２ は、そのノイ
ズＰP によって即座に変化する（図５参照）。

【００１６】これに対して、過電流保護用トランジスタ
Ｔｒ２のベース電圧ＶB２ は、電流検出用抵抗器Ｒ１と
電流供給用トランジスタＴｒ１のベース−エミッタ間容
量ＣBE１とのフィルタ作用により、図５に示す如く、エ
ミッタ電圧ＶE２ （即ち、ノイズＰP ）よりも遅れて変
化することとなる。

【００１７】そして、このようなエミッタ電圧ＶE２ と
ベース電圧ＶB２ との位相差により、図５の時刻ｔに示
す如く、エミッタ電圧ＶE２ とベース電圧ＶB２ とに電
位差△Ｖが生じ、この電位差△Ｖにより過電流保護用ト
ランジスタＴｒ２がオンして、電流供給用トランジスタ
Ｔｒ１がオフされてしまうのである。

【００１８】また、図４（Ｂ）に示したロウサイド形式
の場合について具体的に説明すると、電源電圧ＶＤにノ
イズＰP が生じると、過電流保護用トランジスタＴｒ２
のエミッタ電圧ＶE２ は接地電位のままである。ところ
が、過電流保護用トランジスタＴｒ２のベース電圧ＶB
２ は、ノイズＰP により変動してエミッタ電圧ＶE２よ
りも非常に大きくなることがある。そして、このような
エミッタ電圧ＶE２ とベース電圧ＶB２ との電位差によ
り過電流保護用トランジスタＴｒ２がオンして、電流供
給用トランジスタＴｒ１がオフされてしまうのである。

【００１９】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、ノイズによって誤動作することなく、電流供
給対象に過大な電流が流れてしまうことを防止できる過
電流保護回路を提供することを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段、及び発明の効果】本発明
の過電流保護回路は、図４に示した従来の過電流保護回
路と同様に、エミッタが所定の第１電圧に電流検出用抵
抗器を介して接続され、コレクタが前記第１電圧とは異
なる第２電圧に電流供給対象を介して接続された電流供
給用トランジスタと、過電流保護用トランジスタとを備
えているが、過電流保護用トランジスタは、そのエミッ
タが位相調整用抵抗器を介して前記第１電圧に接続さ
れ、そのコレクタが電流供給用トランジスタのベースに
接続され、そのベースが電流供給用トランジスタのエミ
ッタに接続されている。そして更に、過電流保護用トラ
ンジスタのエミッタと前記第２電圧との間、或いは、過
電流保護用トランジスタのエミッタと前記第１電圧より
も第２電圧側の所定電圧との間に、位相調整用コンデン
サが接続されている。

【００２１】尚、本発明の過電流保護回路でも、従来の
過電流保護回路と同様に、電流供給用トランジスタが、
そのベースに接続された駆動手段によってオン状態にさ
れることにより、電流供給対象に、電流供給用トランジ
スタ及び電流検出用抵抗器を介して電流を流し、また、
電流検出用抵抗器の両端に所定値以上の電位差が生じた
場合には、過電流保護用トランジスタがオンして電流供
給用トランジスタのベースの電位を変化させることによ
り、電流供給用トランジスタをオフ状態に移行させて、
電流供給対象に流れる電流を制限する。

【００２２】つまり、本発明の過電流保護回路では、前
述した従来の過電流保護回路に対して、過電流保護用ト
ランジスタのエミッタと第１電圧とを、位相調整用抵抗
器を介して接続すると共に、過電流保護用トランジスタ
のエミッタと第２電圧との間、或いは、過電流保護用ト
ランジスタのエミッタと第１電圧よりも第２電圧側の所
定電圧との間に、位相調整用コンデンサを接続するよう
にしている。

【００２３】このため、本発明の過電流保護回路によれ
ば、電源電圧にノイズが混入した際に、過電流保護用ト
ランジスタが誤ってオンしてしまうことを防止すること
ができる。即ち、本発明の過電流保護回路では、電源電
圧にノイズが生じた際に、電流検出用抵抗器と電流供給
用トランジスタのベース−エミッタ間容量とのフィルタ
作用により、過電流保護用トランジスタのベース電圧
が、ノイズに対し、ハイサイド形式の場合は遅れて、ロ
ウサイド形式の場合は進んで変化するが、過電流保護用
トランジスタのエミッタ電圧も、位相調整用抵抗器と位
相調整用コンデンサとが前述の如く設けられているた
め、ノイズに対し、ハイサイド形式の場合は遅れて、ロ
ウサイド形式の場合は進んで変化する。よって、位相調
整用抵抗器の抵抗値と位相調整用コンデンサの容量とを
適宜設定することにより、電源電圧にノイズが生じた時
の、過電流保護用トランジスタのエミッタ電圧とベース
電圧との位相差及び電位差を無くすことができ、この結
果、ノイズにより過電流保護用トランジスタがオンして
電流供給用トランジスタがオフされてしまうことを確実
に防止できるのである。

【００２４】従って、本発明の過電流保護回路によれ
ば、［発明が解決しようとする課題］の項で説明した問
題は一掃され、ノイズにより誤動作することなく、電流
供給対象に過大な電流が流れてしまうことを防止でき
る。ところで、前記第２電圧が接地電位であると共に、
前記第１電圧が接地電位よりも電位が高い所定の電源電
圧である場合には、図４（Ａ）に示したように、電流供
給対象の上流側から電流を流すハイサイド形式となる
が、この場合には、請求項２に記載のように、電流供給
用トランジスタ及び過電流保護用トランジスタとして、
ＰＮＰ形トランジスタを用いれば良い。

【００２５】また、それとは逆に、前記第１電圧が接地
電位であると共に、前記第２電圧が接地電位よりも電位
が高い所定の電源電圧である場合には、図４（Ｂ）に示
したように、電流供給対象の下流側で電流を流すロウサ
イド形式となるが、この場合には、請求項３に記載のよ
うに、電流供給用トランジスタ及び過電流保護用トラン
ジスタとして、ＮＰＮ形トランジスタを用いれば良い。

【００２６】一方、請求項１〜請求項３に記載の過電流
保護回路では、電流供給用トランジスタをバイポーラト
ランジスタ（ＰＮＰ形トランジスタ又はＮＰＮ形トラン
ジスタ）としているが、電流供給用トランジスタとして
は、請求項４に記載のように、バイポーラトランジスタ
に代えて、ＭＯＳトランジスタを用いても良い。

【００２７】そして、この場合には、エミッタに代えて
ソースが、コレクタに代えてドレインが、ベースに代え
てゲートが、夫々、前述した回路接続に用いられるよう
にすれば良い。具体的には、電流供給用トランジスタの
ソースを第１電圧に電流検出用抵抗器を介して接続し、
ドレインを第２電圧に電流供給対象を介して接続し、更
に、ゲートに駆動手段を接続して、当該電流供給用トラ
ンジスタをオン状態にさせれば良い。

【００２８】つまり、電流供給用トランジスタがＭＯＳ
トランジスタであっても、電源電圧にノイズが発生する
と、そのゲート−ソース間容量と電流検出用抵抗器との
フィルタ作用により、［発明が解決しようとする課題］
の項で説明した問題が同様に生じるからであり、請求項
４に記載の過電流保護回路によれば、その問題を解決す
ることができるのである。

【００２９】一方、過電流保護用トランジスタとして
も、請求項５に記載のように、バイポーラトランジスタ
に代えてＭＯＳトランジスタを用いることができる。そ
して、この場合にも、エミッタに代えてソースが、コレ
クタに代えてドレインが、ベースに代えてゲートが、夫
々、前述した回路接続に用いられるようにすれば良い。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。尚、以下に説明する図１〜図３
の各実施形態において、電源電圧ＶＳは、自動車のバッ
テリ電圧であり、その電圧値は通常１２Ｖである。ま
た、本発明の実施形態は、下記のものに何ら限定される
ことなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の形
態を採り得ることは言うまでもない。

【００３１】［第１実施形態］まず図１は、本発明が適
用された第１実施形態の過電流保護回路を表す回路図で
ある。尚、本第１実施形態の過電流保護回路は、図４
（Ａ）に示した従来のハイサイド形式の過電流保護回路
に、本発明を適用したものである。そして、図１におい
て、図４（Ａ）と同一の素子については、同じ符号を付
しているため、詳細な説明は省略する。

【００３２】図１に示すように、第１実施形態の過電流
保護回路では、図４（Ａ）に示した従来の過電流保護回
路に対し、過電流保護用トランジスタＴｒ２のエミッタ
が、位相調整用抵抗器Ｒ４を介して第１電圧としての電
源電圧（通常１２Ｖ）ＶＳに接続されていると共に、過
電流保護用トランジスタＴｒ２のエミッタと第２電圧と
しての接地電位（ＧＮＤ＝０Ｖ）との間に、位相調整用
コンデンサＣ１が接続されている。また、過電流保護用
トランジスタＴｒ２のエミッタと接地電位との間には、
位相調整用抵抗器Ｒ４と共に電源電圧ＶＳを分圧し、過
電流保護用トランジスタＴｒ２のエミッタ電圧ＶE２
を、その分圧電圧に安定させるための抵抗器Ｒ５が接続
されている。

【００３３】尚、このような第１実施形態の過電流保護
回路でも、その基本動作は、図４（Ａ）に示した従来の
過電流保護回路と同じである。即ち、電流供給対象１０
が正常な場合には、電流供給用トランジスタＴｒ１のベ
ースから抵抗器Ｒ２を経由して接地電位にベース電流が
流れ、これにより、電流供給用トランジスタＴｒ１がオ
ン状態となって、電流供給対象１０に、電流供給用トラ
ンジスタＴｒ１及び電流検出用抵抗器Ｒ１を介して、電
流Ｉが流れる。そして、この正常時には、過電流保護用
トランジスタＴｒ２はオフ状態となっている。

【００３４】一方、何等かの異常が発生して、電流供給
対象１０のインピーダンスが低下すると、電流検出用抵
抗器Ｒ１に正常時よりも大きな電流Ｉが流れることとな
り、電流検出用抵抗器Ｒ１の両端の電位差が大きくな
る。そして、その電位差が、過電流保護用トランジスタ
Ｔｒ２がオンする電圧（約０．７Ｖ）以上になると、過
電流保護用トランジスタＴｒ２がオンして電流供給用ト
ランジスタＴｒ１のベース電位が上昇し、これに伴い、
電流供給用トランジスタＴｒ１がオフ状態に移行して、
電流供給対象１０に流れる電流Ｉが制限される。このた
め、電流供給対象１０の過電流による損傷を、未然に防
止することができる。

【００３５】ここで、図４（Ａ）に示した従来の過電流
保護回路では、電源電圧ＶＳにノイズＰP が混入する
と、過電流保護用トランジスタＴｒ２のエミッタ電圧Ｖ
E２ とベース電圧ＶB２ とに位相差が生じ、電流供給対
象１０に過電流が流れていないにも拘らず過電流保護用
トランジスタＴｒ２がオンして、電流供給対象１０への
電流供給が瞬断してしまう問題があったが、本第１実施
形態の過電流保護回路によれば、この不具合を防止する
ことができる。

【００３６】即ち、本第１実施形態の過電流保護回路で
は、電源電圧ＶＳにノイズＰP が生じた際に、電流検出
用抵抗器Ｒ１と電流供給用トランジスタＴｒ１のベース
−エミッタ間容量ＣBE１とのフィルタ作用により、過電
流保護用トランジスタＴｒ２のベース電圧ＶB２ が、ノ
イズＰP に対し遅れて変化するが、過電流保護用トラン
ジスタＴｒ２のエミッタ電圧ＶE２ も、図１の如く追加
して設けた位相調整用抵抗器Ｒ４と位相調整用コンデン
サＣ１とのフィルタ作用により、ノイズＰP に対し遅れ
て変化する。

【００３７】よって、位相調整用抵抗器Ｒ４の抵抗値と
位相調整用コンデンサＣ１の容量とを適宜設定すること
により、電源電圧ＶＳにノイズＰP が生じた時の、過電
流保護用トランジスタＴｒ２のエミッタ電圧ＶE２ とベ
ース電圧ＶB２ との位相差を無くすことができ、この結
果、ノイズＰP により過電流保護用トランジスタＴｒ２
がオンして電流供給用トランジスタＴｒ１がオフされて
しまうことを確実に防止できるのである。

【００３８】従って、本第１実施形態の過電流保護回路
によれば、ノイズにより誤動作することなく、電流供給
対象１０に過大な電流が流れてしまうことを防止でき
る。尚、本第１実施形態では、一端が接地電位に接続さ
れた抵抗器Ｒ２が、電流供給用トランジスタＴｒ１をオ
ン状態にさせるための駆動手段に相当しているが、例え
ば、抵抗器Ｒ２の電流供給用トランジスタＴｒ１とは反
対側の端部を所定の駆動回路に接続し、この駆動回路
が、外部からの制御信号に応じて、抵抗器Ｒ２の端部を
接地電位と電源電圧ＶＳとの何れかに切り替えて接続す
るようにしても良い。そして、この場合には、上記駆動
回路と抵抗器Ｒ２とが、駆動手段に相当することとな
る。

【００３９】また、本第１実施形態では、過電流保護用
トランジスタＴｒ２のエミッタと接地電位との間に、位
相調整用コンデンサＣ１を接続したが、位相調整用コン
デンサＣ１は、過電流保護用トランジスタＴｒ２のエミ
ッタと、電源電圧ＶＳよりも低い（即ち、接地電位側
の）所定電圧との間に接続しても良い。

【００４０】［第２実施形態］次に、図２は、図１の過
電流保護回路を適用した第２実施形態のＤＣ−ＤＣコン
バータ１６を表す回路図である。尚、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ１６は、電源電圧ＶＳを所望の直流電圧に変換し
て、その直流電圧を出力端１６ａから出力するものであ
る。また、図２において、図１及び図４（Ａ）と同一の
素子については、同じ符号を付しているため、詳細な説
明は省略する。

【００４１】図２に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ
１６は、電源電圧ＶＳがエミッタに供給されると共に、
所望の直流電圧を得るために高速でスイッチング駆動さ
れるＰＮＰ形の電源トランジスタ１８と、この電源トラ
ンジスタ１８のコレクタと当該ＤＣ−ＤＣコンバータ１
６の出力端１６ａとの間に直列に接続されたコイルＬ１
及び上記出力端１６ａと接地電位との間に接続されたコ
ンデンサＣ２からなるＬＣフィルタと、カソードが電源
トランジスタ１８のコレクタに接続され、アノードが接
地電位に接続されたダイオードＤ１と、上記出力端１６
ａの電圧が電源２０からの基準電圧Ｖref と一致するよ
うに、電源トランジスタ１８をスイッチング駆動する発
振回路３０とを備えており、上記電源トランジスタ１８
として、図１に示した過電流保護回路の電流供給用トラ
ンジスタＴｒ１を用いている。

【００４２】つまり、当該ＤＣ−ＤＣコンバータ１６
は、図１に示した過電流保護回路を備えていると共に、
その過電流保護回路との間で、電流供給用トランジスタ
Ｔｒ１を共用している。そして、このＤＣ−ＤＣコンバ
ータ１６では、電源トランジスタ１８（電流供給用トラ
ンジスタＴｒ１）のベースに接続された抵抗器Ｒ２の他
端が、発振回路３０の出力端子に接続されており、この
発振回路３０が、所定デューティ比の駆動パルスを出力
して、電源トランジスタ１８を高速にスイッチング駆動
することにより、上記出力端１６ａから基準電圧Ｖref
と同じ値の直流電圧を出力させる。

【００４３】このようなＤＣ−ＤＣコンバータ１６で
は、その出力端１６ａから、図示しない電子回路などの
電流供給対象へ直流電圧を供給するのであるが、電流供
給対象に異常が発生して出力端１６ａに流れる電流が大
きくなると、前述した過電流保護回路の働きにより、電
流供給対象に流れる電流が制限される。

【００４４】ここで、この種のＤＣ−ＤＣコンバータ１
６では、電源トランジスタ１８の高速スイッチングによ
る電圧変動を抑制するため、図２に示す如く、電源トラ
ンジスタ１８のエミッタと接地電位との間に、電圧安定
用のコンデンサＣ３が接続される。

【００４５】そして、このような電圧安定用のコンデン
サＣ３を設けなければならないＤＣ−ＤＣコンバータ１
６に過電流保護回路を適用すると、電源トランジスタ１
８としての電流供給用トランジスタＴｒ１が、電源電圧
ＶＳに混入したノイズによってオフし易くなってしま
う。つまり、電流供給用トランジスタＴｒ１のベース−
エミッタ間容量ＣBE１だけでなく上記電圧安定用コンデ
ンサＣ３の容量が加わって、電源電圧ＶＳにノイズが生
じた時の、過電流保護用トランジスタＴｒ２のエミッタ
電圧ＶE２ とベース電圧ＶB２ との位相差がより大きく
なるからである。

【００４６】ところが、本第２実施形態のＤＣ−ＤＣコ
ンバータ１６では、第１実施形態（図１）の過電流保護
回路を用いており、前述したように、位相調整用抵抗器
Ｒ４の抵抗値と位相調整用コンデンサＣ１の容量とを適
宜設定することにより、電源電圧ＶＳにノイズが生じた
時のエミッタ電圧ＶE２ とベース電圧ＶB２ との位相差
を無くすことができるため、電源トランジスタ１８とし
ての電流供給用トランジスタＴｒ１がオフしてしまうこ
とを確実に防止することができる。

【００４７】［第３実施形態］次に、図３は、本発明が
適用された第３実施形態の過電流保護回路を表す回路図
である。尚、本第３実施形態の過電流保護回路は、図４
（Ｂ）に示した従来のロウサイド形式の過電流保護回路
に、本発明を適用したものである。そして、図３におい
て、図４（Ｂ）と同一の素子については、同じ符号を付
しているため、詳細な説明は省略する。

【００４８】図３に示すように、第３実施形態の過電流
保護回路では、図４（Ｂ）に示した従来の過電流保護回
路に対し、過電流保護用トランジスタＴｒ２のエミッタ
が、位相調整用抵抗器Ｒ４を介して第１電圧としての接
地電位に接続されていると共に、過電流保護用トランジ
スタＴｒ２のエミッタと、接地電位よりも第２電圧とし
ての電源電圧ＶＳ側の駆動用電源電圧（本実施形態では
５Ｖ）ＶＤとの間に、位相調整用コンデンサＣ１が接続
されている。また、過電流保護用トランジスタＴｒ２の
エミッタと電源電圧ＶＤとの間には、位相調整用抵抗器
Ｒ４と共に電源電圧ＶＤを分圧し、過電流保護用トラン
ジスタＴｒ２のエミッタ電圧ＶE２ を、その分圧電圧に
安定させるための抵抗器Ｒ５が接続されている。

【００４９】尚、このような第３実施形態の過電流保護
回路でも、その基本動作は、図４（Ｂ）に示した従来の
過電流保護回路と同じである。即ち、電流供給対象１０
が正常な場合には、電源電圧ＶＤから抵抗器Ｒ２を経由
して電流供給用トランジスタＴｒ１のベースにベース電
流が流れ、これにより、電流供給用トランジスタＴｒ１
がオン状態となって、電流供給対象１０に、電流供給用
トランジスタＴｒ１及び電流検出用抵抗器Ｒ１を介し
て、電流Ｉが流れる。そして、この正常時には、過電流
保護用トランジスタＴｒ２はオフ状態となっている。

【００５０】一方、何等かの異常により電流供給対象１
０のインピーダンスが低下して、電流検出用抵抗器Ｒ１
に正常時よりも大きな電流Ｉが流れ、電流検出用抵抗器
Ｒ１の両端の電位差が過電流保護用トランジスタＴｒ２
のオンする電圧（約０．７Ｖ）以上になると、過電流保
護用トランジスタＴｒ２がオンする。すると、電流供給
用トランジスタＴｒ１のベース電位が下降し、これに伴
い、電流供給用トランジスタＴｒ１がオフ状態に移行し
て、電流供給対象１０に流れる電流Ｉが制限される。こ
のため、電流供給対象１０の過電流による損傷を、未然
に防止することができる。

【００５１】ここで、図４（Ｂ）に示した従来の過電流
保護回路では、電源電圧ＶＤにノイズＰP が混入する
と、過電流保護用トランジスタＴｒ２のエミッタ電圧Ｖ
E２ は接地電位のままであるが、ベース電圧ＶB２ はノ
イズＰP により変動してエミッタ電圧ＶE２ よりも非常
に大きくなることがあり、電流供給対象１０に過電流が
流れていないにも拘らず過電流保護用トランジスタＴｒ
２がオンして、電流供給対象１０への電流供給が瞬断し
てしまう問題があったが、本第３実施形態の過電流保護
回路によれば、この不具合を防止することができる。

【００５２】即ち、本第３実施形態の過電流保護回路で
は、電源電圧ＶＤにノイズＰP が生じた際に、電流検出
用抵抗器Ｒ１と電流供給用トランジスタＴｒ１のベース
−エミッタ間容量ＣBE１とのフィルタ作用により、過電
流保護用トランジスタＴｒ２のベース電圧ＶB２ が、ノ
イズＰP に対し進んで変化するが、過電流保護用トラン
ジスタＴｒ２のエミッタ電圧ＶE２ も、図３の如く追加
して設けた位相調整用抵抗器Ｒ４と位相調整用コンデン
サＣ１とのフィルタ作用により、ノイズＰP に対し進ん
で変化する。

【００５３】よって、位相調整用抵抗器Ｒ４の抵抗値と
位相調整用コンデンサＣ１の容量とを適宜設定すること
により、電源電圧ＶＤにノイズＰP が生じた時の、過電
流保護用トランジスタＴｒ２のエミッタ電圧ＶE２ とベ
ース電圧ＶB２ との位相差及び電位差を無くすことがで
き、この結果、ノイズＰP により過電流保護用トランジ
スタＴｒ２がオンして電流供給用トランジスタＴｒ１が
オフされてしまうことを確実に防止できるのである。

【００５４】従って、本第３実施形態の過電流保護回路
によっても、ノイズにより誤動作することなく、電流供
給対象１０に過大な電流が流れてしまうことを防止でき
る。尚、本第３実施形態では、一端が電源電圧ＶＤに接
続された抵抗器Ｒ２が、駆動手段に相当しているが、例
えば、抵抗器Ｒ２の電流供給用トランジスタＴｒ１とは
反対側の端部を所定の駆動回路に接続し、この駆動回路
が、外部からの制御信号に応じて、抵抗器Ｒ２の端部を
電源電圧ＶＤと接地電位との何れかに切り替えて接続す
るようにしても良い。そして、この場合には、上記駆動
回路と抵抗器Ｒ２とが、駆動手段に相当することとな
る。

【００５５】［その他］前述した各実施形態では、電流
供給用トランジスタＴｒ１と過電流保護用トランジスタ
Ｔｒ２との両方を、バイポーラトランジスタ（ＰＮＰ形
トランジスタ又はＮＰＮ形トランジスタ）としている
が、電流供給用トランジスタＴｒ１及び過電流保護用ト
ランジスタＴｒ２の両方或いは一方として、ＭＯＳトラ
ンジスタを用いても良い。尚、この場合には、ＭＯＳト
ランジスタのソース，ドレイン，ゲートが、夫々、図１
〜図３に示したトランジスタのエミッタ，コレクタ，ベ
ースに代えて、回路接続されるようにすれば良い。

【００５６】そして、このようにＭＯＳトランジスタを
用いた場合にも、前述した各実施形態の過電流保護回路
と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の過電流保護回路を表す回路図
である。

【図２】 図１の過電流保護回路を適用した第２実施形
態のＤＣ−ＤＣコンバータを表す回路図である。

【図３】 第３実施形態の過電流保護回路を表す回路図
である。

【図４】 従来の過電流保護回路を表す回路図である。

【図５】 従来の過電流保護回路の問題を説明する説明
図である。

【符号の説明】

Ｔｒ１…電流供給用トランジスタ Ｔｒ２…過電流保
護用トランジスタ Ｒ１…電流検出用抵抗器 Ｒ４…位相調整用抵抗器 Ｒ２，Ｒ３，Ｒ５…抵抗器 Ｃ１…位相調整用コンデ
ンサ Ｃ２，Ｃ３…コンデンサ １０…電流供給対象 １６…ＤＣ−ＤＣコンバータ １８…電源トランジス
タ ３０…発振回路

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エミッタが所定の第１電圧に電流検出用
   抵抗器を介して接続され、コレクタが前記第１電圧とは
   異なる第２電圧に電流供給対象を介して接続された電流
   供給用トランジスタと、 該電流供給用トランジスタのベースに接続されて、該電
   流供給用トランジスタをオン状態にさせる駆動手段と、 エミッタが前記第１電圧に接続され、コレクタが前記電
   流供給用トランジスタのベースに接続され、ベースが前
   記電流供給用トランジスタのエミッタに接続された過電
   流保護用トランジスタとを備え、 前記電流供給対象に前記電流供給用トランジスタ及び前
   記電流検出用抵抗器を介して電流を流すと共に、前記電
   流検出用抵抗器の両端に所定値以上の電位差が生じた場
   合には、前記過電流保護用トランジスタがオンして前記
   電流供給用トランジスタのベースの電位を変化させるこ
   とにより、前記電流供給用トランジスタをオフ状態に移
   行させて、前記電流供給対象に流れる電流を制限するよ
   う構成された過電流保護回路において、 前記過電流保護用トランジスタのエミッタと前記第１電
   圧とを、位相調整用抵抗器を介して接続すると共に、 前記過電流保護用トランジスタのエミッタと前記第２電
   圧との間、或いは、前記過電流保護用トランジスタのエ
   ミッタと前記第１電圧よりも前記第２電圧側の所定電圧
   との間に、位相調整用コンデンサを接続したこと、 を特徴とする過電流保護回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の過電流保護回路におい
   て、 前記第２電圧は接地電位であると共に、前記第１電圧は
   前記接地電位よりも電位が高い所定の電源電圧であり、 更に、前記電流供給用トランジスタ及び前記過電流保護
   用トランジスタは、ＰＮＰ形トランジスタであること、 を特徴とする過電流保護回路。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の過電流保護回路におい
   て、 前記第１電圧は接地電位であると共に、前記第２電圧は
   前記接地電位よりも電位が高い所定の電源電圧であり、 更に、前記電流供給用トランジスタ及び前記過電流保護
   用トランジスタは、ＮＰＮ形トランジスタであること、 を特徴とする過電流保護回路。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の何れかに記載
   の過電流保護回路において、 前記電流供給用トランジスタは、バイポーラトランジス
   タに代えてＭＯＳトランジスタであると共に、エミッタ
   に代えてソースが、コレクタに代えてドレインが、ベー
   スに代えてゲートが、夫々、回路接続に用いられている
   こと、 を特徴とする過電流保護回路。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４の何れかに記載
   の過電流保護回路において、 前記過電流保護用トランジスタは、バイポーラトランジ
   スタに代えてＭＯＳトランジスタであると共に、エミッ
   タに代えてソースが、コレクタに代えてドレインが、ベ
   ースに代えてゲートが、夫々、回路接続に用いられてい
   ること、 を特徴とする過電流保護回路。